渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。

碎软煤层双管定向钻具自动加卸系统关键技术与应用

为提高双管定向钻进钻孔施工时钻具加装和拆卸的自动化水平,提高装卸效率,开发一种双管自动加卸装置,实现不同工况下钻具的全自动装卸,解决双管定向钻进过程中钻杆和套管的同时加装和拆卸的技术难题,完成装置结构和控制系统的设计,运用末端柔顺技术,限制施工过程中装置承受的载荷,明确控制程序关键边界条件,制定不同工况下钻具自动装卸施工工艺流程。在安徽淮北矿业祁南煤矿展开工业性试验,试验顺利完成4个钻孔的施工,共进尺1170 m。试验过程中双管自动加卸装置运行平稳,能够满足不同工况下钻具组合的加装和拆卸需求。将原本需要2~3人密切配合才能完成的钻具组合自动装卸工作,变为依靠程序控制自动完成,钻杆和套管同时装卸和单独装卸平均效率较人工装卸分别提高了350%和110%,保证了双管定向钻进综合施工效率,减少了作业工人数量,降低了工人劳动强度,保障了施工安全。试验结果表明:双管自动加卸装置运行稳定可靠,施工工艺流程合理,装置各项性能满足双管定向钻进需求。研究成果为双管定向钻孔施工钻具的自动装卸提供了技术和装备支撑,为双管定向钻进技术在煤层气开采相关领域的推广应用奠定了基础。

水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术

提出了水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥技术,改变了常规的水平井筛管完井工艺中筛管顶部套管(尾管)不注水泥、外部环空彼此窜通的状况,为射孔开发筛管顶部过渡段油层、可靠密封过渡段水层提供了条件;研究了筛管-管外封隔器-盲板-分级箍和管外封隔器-盲板-分级箍-悬挂器两套工艺,分别实现了水平井和侧钻水平井的筛管顶部注水泥固井,对20口井进行了现场试验,取得了较好的效果。

XAN-SP筛管水平井环空化学封隔器研究

为提高水平井开发效益,解决筛管水平井找水、控水和堵水的技术难题,研制了筛管水平井环空化学封隔器(ACP)。针对ACP材料的触变性、管外填充形状稳定性和封隔强度等3大技术难点,研制了新型XAN-SP环空化学封隔器材料。通过持压强度、流动性和剪切强度试验,评价了XAN-SP浆体的触变性能、胶凝强度和填充形态稳定性;在XAN-RC封堵模拟试验流程中测定了XAN-SP胶塞的封隔强度和膨胀性能;模拟ACP在现场实施的实际工况,设计了三种模拟试验流程,研究了XAN-SP环空化学封隔器技术在现场实施的工艺参数。试验结果表明,XAN-SP是一种触变性强、填充形状稳定性好、封隔强度高的新型ACP材料。现场试验表明,通过模拟试验流程确定的ACP施工参数能够保证现场施工的安全顺利进行。

水平井分段完井工具的室内试验及现场应用

水平井完井技术的发展趋势是分段完井,即能实现分层开采及异质层隔离功能的完井技术。为此,设计了由内外两套管柱组成的分段完井工具,外管柱实现层间隔离功能,内管柱实现坐封管外封隔器功能。室内试验表明,管外封隔器膨胀后其外径、密封效果、耐压能力等均可满足现场应用的要求。现场应用表明,采用分段完井工具进行分段完井的水平井能实现分层开采及各个不同层系间的隔离、延长无水或低含水开采期、提高采收率的目标。

筛管水平井堵水材料的研制与评价

环空化学封隔器(ACP)技术是有效分隔筛管完井水平井水平段环空的工艺手段,但是其核心ACP材料的性能仍有待于进一步完善。针对常规堵水材料强度低、环空充填不完全和降解难的问题,研制了一种筛管水平井堵水用高强度可降解ACP材料,其采用瓜胶和甘露聚糖酶等作为封隔材料组分,突破了HPAM基凝胶材料的局限。实验研究了其胶凝、环空充填和降解等特性,并借助全尺寸筛管水平井模型和现场试验,验证了其应用于水平井堵水环空封隔的可行性。

水平井选择性筛管完井技术研究

含有夹层、存在边底水的水平井,缺乏长期有效的分段完井技术,造成水平井水平段动用程度不均、稳产期短、含水上升快等问题。针对这些问题,配套完善了水平井选择性筛管完井技术;着重阐述了水泥充填裸眼封隔器分段完井技术。通过攻关研究,在完成单管注水泥充填封隔器分段完井管柱和施工工艺设计的基础上,成功研制了系列配套工具。其技术优势为:洗井/注水泥胀封一次管柱完成;定位器和定位短节配合能使内外工具准确定位;使用领浆胶塞引导水泥浆,能够准确地控制注入水泥量。室内试验成功后,在现场推广应用水平井选择性筛管完井技术63井次,并对施工后的水平井进行了效果分析对比,投产后基本能实现控水稳油生产。

采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势

为了解决采用专用巷道和埋管法抽采工作面采空区瓦斯存在的施工成本高、效率低等问题,基于顶板高位钻孔抽采采空区和上隅角瓦斯抽采技术原理,提出由预抽钻孔和高位钻孔构建的煤与瓦斯共采体系,分析了现有回转钻进技术和滑动定向钻进技术施工高位钻孔的优点和不足,介绍了最新开发的复合定向及大直径回转扩孔钻进技术方法与试验应用情况,高位定向钻孔成孔深度达到1 026 m,成孔直径达到153 mm;同时针对当前高位定向钻孔存在的一次成孔直径小、二次回转扩孔速度慢、裸孔完孔易堵塞瓦斯抽采通道等问题,提出大直径一次成孔技术、复合扩孔钻进技术和筛管完孔技术的发展趋势,以进一步提高高位定向钻孔的一次成孔直径、钻进效率、钻孔深度和钻孔利用时间,降低施工风险,提高高位钻孔经济性和瓦斯抽采效果。

水平井筛管完井找堵水工艺技术研究

解决水平井的找、堵水问题,已成为冀东油田水平井后期开发的首要问题。根据冀东油田水平井完井特点,研发出水平井筛管完井找堵水工艺技术。该找堵水工艺技术的基本原理是将找堵水管柱下入油井筛管内,采用封隔器对油藏进行有效分段和找堵水开关的打开、关闭操作,实现对各油层找堵水作业。现场应用情况表明,水平井筛管完井找堵水工艺管柱结构简单,操作方便,调层准确可靠,能够满足筛管完井水平井找堵水的需要。

胜利油田智能完井技术研究新进展

智能完井技术综合运用传感技术、信息技术和控制技术来提高油井产能、降低作业风险和费用,实现资源利用和油田开发效益的最大化,是现代完井技术的发展方向。简单介绍了国内外智能完井技术的研究现状,重点介绍了胜利油田智能完井技术的研究进展情况:目前已研制出整体性能与国外同类产品接近的高强管外封隔器,能达到现场要求的遇油遇水自膨胀管外封隔器;形成了均衡供液筛管分段完井技术和数据采集技术;建立了处理井下产液和压力数据的数学模型,根据处理结果可以判断出水层位。通过筛管分段完井数据采集模拟试验,对采用数学模型处理井下产液和压力数据判断出水层位的方法进行了验证,结果表明,该方法可行,可为现场采用筛管分段完井及判断控制井下出水层位提供理论依据。

水平井控水完井管柱的研究与应用

冀东油田早期多采用常规复合绕丝筛管完井方式对水平井进行开发,该完井方式单一,没有采取有效的水平井分段措施,笼统采油,最终导致水平井段过早水淹或报废。为此,研究了水平井控水完井管柱。该完井管柱采用调流控水筛管进行油层防砂,先期控水,保证各段出水均匀,能够延缓底水的锥进,延长水平井的采油寿命;利用遇油自膨胀封隔器对水平井段进行有效分隔,完井工艺简单,方便后期的分段作业;套管阀有效解决了防砂管与裸眼井壁间环空的洗井问题,保证了油层的解堵和顺利生产。冀东油田2口井的应用情况表明,用调流控水筛管防砂完井的井产油量明显高于用复合绕丝筛管完井的井,起到了很好的控水作用。

林4平2井完井工艺

林4平2井是华北油田第1口利用割缝筛管带套管外封隔器完井的水平井,该井实钻井眼轨迹在水平段内呈波浪状,且钻遇多处泥岩层段。针对林4平2井的地质特点及实钻井眼轨迹,优选出0.3 mm缝宽、80 mm缝长、30 mm缝间距、40缝/圈缝密度的轴向割缝筛管。为解除钻井滤饼对地层油流通道及割缝筛管的堵塞,避免泥岩段垮塌,设计出封隔二段非主力层段的割缝筛管带套管外封隔器的完井管柱和与之相配套的酸洗、胀封一次管柱。该井投产后,日产油最高达到42 t,为周围同等生产阶段直井的7倍。林4平2井的顺利实施,为今后割缝筛管完井在华北砂岩油藏水平井中的进一步推广应用提供了经验。

不钻塞选择性完井工艺在塔里木油田的应用

为满足塔里木油田碳酸盐岩储层水平段封隔水层、漏失层和减少储层污染等的要求,在分析塔里木油田碳酸盐岩储层结构特点的基础上,设计了选择性完井不钻塞筛管顶部注水泥工艺的管柱结构,剖析了主要工具结构特点、工作原理,推荐了现场易于操作及控制的工艺流程。研究结果表明,采用"筛管+盲板+管外封隔器+固井开孔短节"的管柱结构,工具安放位置不受井斜控制,固井开孔短节可反复开关循环孔,安全可靠性高,施工后套管内不留水泥塞,节约了扫塞时间。在塔里木油田试验6口井,完井作业顺利。现场试验表明,该工艺可实现碳酸盐储层水平井的分段开采,提高油田开发效果。

煤矿井下碎软煤层顺层钻完孔技术研究进展

我国碎软煤层赋存层位多、分布广,普遍存在构造应力复杂、瓦斯压力高、煤体力学强度低、渗透性差等特点,钻进时易塌孔、喷孔、孔壁失稳,导致钻进困难、孔内事故频发、成孔深度浅、钻孔堵塞、存在抽采盲区等问题。随着煤炭开采深度的不断增加,碎软煤层瓦斯抽采钻完孔就更加困难。因此,碎软煤层高效、深孔、精准钻进技术以及增透、增产、护孔的完孔技术一直是碎软煤层瓦斯治理的重大技术需求和研究热点。从护孔、排渣、轨迹控制、完孔等成孔的关键技术难题方面,总结了碎软煤层顺层钻完孔技术研究现状和应用情况,分析了目前碎软煤层钻进技术存在的问题,提出了改进完善建议,分析了内控导向式旋转定向钻进技术,多孔介质充填式筛管、折叠膨胀管完孔技术等碎软煤层钻完孔技术新进展,为进一步完善现有碎软煤层钻完孔技术提供了思路。

膨胀式长胶筒封隔器及其应用

膨胀式长胶筒封隔器是一种重要的完井工具，其特点膨胀比大，可用水泥膨胀，也可用钻井液或水膨胀，可多级连用实现多层段分段卡封。在胜利油田钻井、完井中得到了较好的应用。文中介绍了膨胀式长胶筒封隔器的结构、工作原理及用于钻井、完井的应用情况。

水平井大通径可捞式免钻塞筛管完井技术应用

近年来,水平井上部固井下部筛管完井技术在国内油田得到广泛应用。但是,在后期试油作业中存在问题,即,钻塞时间较长,并且钻塞过程对套管造成不同程度损伤,降低油井寿命甚至报废。为避免上述问题,开展了可捞式免钻塞完井技术研究,但仅限于177.8mm(7英寸)管柱,不能满足139.7mm(51/2英寸)管柱需求。介绍了适用于139.7(51/2英寸)管柱的水平井大通径可捞式免钻塞筛管完井技术,管柱包含注水泥器可捞式内滑套、承压盲板等,捞塞操作简便,管柱通径大。现场应用取得较好效果,具有应用前景。

埕北30-4井完井技术

埕北 30 - 4井是一口海上生产井 ,首次采用 KO- 13Cr80 / L TC筛管完井 ,首次在两段筛管中间用水泥胀封封隔器 ,为达到工程设计要求 ,还同时使用了悬挂器和分级箍。介绍了该井的完井方案、主要技术难点、施工概况以及两套特殊胀封工具的特点和使用情况 ,为类似井完井探索了一条新路。

胜利油区致密砂岩油藏水平井开采技术

胜利油区致密砂岩油藏资源量丰富,总体具有油藏埋藏深、储层厚度薄且孔喉细小、储量丰度低和储层纵向分布零散等特点,直井开发存在产能低、初期产量递减快、效益差的问题。为提高致密砂岩油藏的开发水平,开展了水平井开采技术攻关及试验研究,通过设计优化和施工优化,提升了水平井优快钻井技术,突破了致密油藏产能关;通过完善配套压裂完井管柱、现场注储设备和裂缝监测手段,形成了水平井裸眼分段压裂完井技术。截至2013年3月10日,在胜利油区致密砂岩油藏已实施的水平井中,正常生产井28口,工艺成功率为94.4%,累积产油量为58602.8t,现场取得了明显的生产效果。

水平井环空化学封隔器预聚体(ACP-H)

我国水平井有相当一部分为筛管完井,筛管与井壁间存在管外环空,见水后危害极大,控水增油成为公认的世界级难题。后期管外化学分段,实现出水部位定向治理成为重要的技术方向。但“重力坍落”效应导致常规材料无法填充水平环空,二次交联分段材料现场工艺控制困难。以磁性材料为基础发明高触变可固化流体,即水平井环空化学封隔器预聚体,剪切变稀后结构恢复迅速（10-15s）,可完全立体充填水平环空,并在温度作用下基于多功能团固化体系由触变流体形成为高强固体环空化学封隔器。45-130℃条件下,固化时间3.0-12h可控,承压能力大于20MPa,定位放置偏差±5m,工艺安全可靠,满足不同类型油藏水平井后期治理需要。国内首次开展了矿场先导试验,目前已应用于国内10多个油气田,成为筛管完井水平井控水增产有效技术途径之一。

氮气钻井与筛管完井在中浅油层开采中的利用

氮气钻井是使用氮气作为循环介质来冷却钻头并带出井筒内岩屑的钻井工艺技术,一般在深井提速或储层钻进中使用。大庆中浅油层具有低孔渗、低丰度、低产量等特点,采用常规钻井工艺开采会导致储层伤害,大幅降低原油产量。介绍了氮气钻井技术、柴油助返技术以及筛管完井技术在大庆中浅油层中的应用。通过4口井的现场试验和摸索,已经在大庆中浅油层的钻完井中形成了配套技术。还通过现场应用效果分析,说明了氮气钻完井技术在大庆中浅油层开采中的可行性和重要性。