胜利海上油田安全可控长效分层注水技术

为满足胜利海上油田注水井分层注水管柱检修期长、安全、高效的要求,在分析影响分层注水管柱寿命因素的基础上,提出了采用平衡式分层注水管柱改善管柱受力,降低管柱蠕动幅度;采用液压控制方式解决分层和洗井之间的矛盾;研制液控式封隔器解决封隔器提前坐封和满足井控要求的技术思路。通过研制液控压缩式封隔器和液控式环空安全封隔器等关键工具,设计了平衡式分层注水管柱,形成了安全可控长效分层注水技术。液控压缩式封隔器采用液压控制方式始终将其控制在最佳压力状态,洗井时可快速解封,以解决反洗井造成的封隔器寿命不长的问题。液控式环空安全封隔器采用了双液压控制管线,设有安全锁紧机构,洗井和安全通道独立控制,既能满足大排量反洗井要求,又能提高注水管柱长期的安全可靠性。胜利海上油田分层注水井应用安全可控长效分层注水技术101井次,分层注水合格率提高16.6%,注水管柱检修期最长达5年。安全可控长效分层注水技术不仅延长了胜利海上油田分层注水管柱的检修期,满足了安全高效注水的要求,也可以满足水驱开发油田精细分层注水的要求。      

分层注水管柱的改进及应用

针对空心分层配水管柱工作寿命短,作业换封频繁的现象,通过对原分层注水管柱结构及井下工作状况的分析,对分层注水管柱的结构及配套工具进行了改进,经改进设计后的锚定支撑式分层注水管柱在现场实践中证明密封性能好、使用寿命明显提高,具有良好的经济效益和社会效益。     

锚定补偿式分层注水管柱研究及应用

针对常规分层注水管柱受温度效应和压力效应影响而产生蠕动 ,降低管柱使用寿命的问题 ,研制成具有锚定和补偿性能的新型锚定补偿式分层注水管柱。这种管柱采用由补偿器、水力锚和支撑卡瓦组成的锚定补偿机构 ,改善了封隔器的受力条件 ,有利于提高注水管柱的工作寿命。还新研制了与注水管柱配套的ZJK配水器 ,解决了压缩式封隔器坐封时需投捞死芯子的问题。锚定补偿式分层注水管柱已现场应用 50多井次 ,均正常注水 ,其中最大井深 34 0 0m ,最高注水压力 2 8 5MPa ,最长工作时间 30个月 ,是目前比较先进的分层注水管柱。     

分层注水井垢卡空心集成注水管柱打捞技术概述

针对垢卡空心集成注水管柱及目前海上油田修井机提升吨位不足的特点,总结出针对垢卡空心集成注水管柱打捞的技术,并应用于海上油田的空心集成注水管柱解卡打捞作业。     

自升式分层注水技术研究

针对现有分层注水管柱所用扩张式与压缩式2种封隔器存在的问题及其产生的原因,研究了自升式分层注水技术。该技术由分层管柱和注水管柱2部分组成:分层管柱由封隔器和防砂管(或带孔管)组成,注水管柱下部的配水器插入分层管柱,用密封插入实现层间分隔,上部特别设计了可地面控制的提升器,通过提放注水管柱来实现分层注水或洗井。该技术可显著提高分层注水井的分层合格率,对于海上油田还可提高注水井的安全性。     

江汉油田分层注水工艺新技术研究与应用

针对江汉油田分层注水井注水管柱所采用的两级三层(或一级二层)平衡式偏心注水管柱存在的问题,通过分析分层注水工艺的现状,找出了影响油田注水效果的主要症结,提出了相应的解决方法,研制了油套保护分层注水工艺管柱、套管变形井分层注水工艺管柱、斜井分层注水工艺管柱、高温高压分层注水工艺管柱等4种新型分注管柱,满足了油田注水需要,同时在其他油田中也得到了较好地应用.     

一种注水井防砂挡砂装置的研制

针对疏松砂岩油藏注水井出砂日益增多的现象,研制开发了一种注水井防砂挡砂装置。这种装置采取上、下挡砂器和金属毡防砂管相结合的方式将地层出砂阻挡在油层部位,防止地层出砂砂埋注水管柱,同时将地层出砂限制在油层部位,形成自充填挡砂层,提高了防砂效果。SDS23-8注水井下入带有防砂挡砂装置的空心分层注水管实施分2层注水,各层配注量均为20m3/d,管柱一次下井成功。目前该井吸水正常,注水压力5.5MPa,上、下层注水量分别为23.16m3/d和19.91m3/d,能顺利实现分层注水,各层注水量稳定,达到了分层注水要求。     

液压投捞式多功能注水管柱

液压投捞式多功能注水管柱主要由油管、封隔器、特制配水器和底球组成,堵塞器可通过液流正反冲来实现投捞作业,堵塞器内装入电子流量计,可同时对各注水层进行测试,根据测试结果可验证封隔器的密封性、采用这种注水管柱,有利于水井单层测试及层间注水调配,对控制无效注水及增强注水效果都具有重大意义。     

自提升式可洗井注洗管柱的设计及应用

针对渤海油田先期分层防砂注水管柱无法洗井的问题,研制出自提升式可洗井注洗管柱。该管柱在井内油管挂下部安装了一个液压提升装置,洗井时地面给液压提升装置供压使液缸上提,其下部注水管柱上的隔离密封提离隔离封隔器密封筒,从而建立起洗井通道;洗井结束后,利用注水管柱自重和地面供给的液压使其下部注水管柱下放,隔离密封重新进入隔离封隔器密封筒,实现层间封隔。现场应用结果表明,该管柱有效地解决了海上油田注水井洗井和防垢卡问题。     

高温高压含硫井气举采油注水一体化管柱研究

塔里木盆地塔中油田部分油井生产气油比高,为了实现原油的充分开发,设计了一种气举采油及注水一体化管柱。管柱设计时考虑了该区油藏高温高压及含硫的特性,管柱在常规注水管柱上安装气举阀及相关配套工具,在注水替油后可实现不动管柱进行气举生产,并且可在油层发生堵塞的情况下进行酸化作业,同时分析了一体化管柱及封隔器在气举采油、注水替油以及采取增产措施时的受力情况。现场应用中,该管柱能够成功实现不动管柱完成酸化解堵、注水替油及气举采油等工艺,并且注水替油过程中井口最大压力达18.8 MPa,实现了井口注入压力的提高,并且各种工艺过程中均未出现管柱窜漏现象,这表明设计的新型气举采油注水一体化管柱结构合理且可靠,并取得了良好的应用效果。该管柱的研制实现了注水、酸化工艺与气举技术的结合,在不动管柱的情况下可实现注水、酸化和气举采油3项功能,为设计者在复杂工艺设计、相关管柱的受力分析以及选择合理的设计方案提供了理论指导。     

新型分层采油管柱与工具的研制

为了满足油田高含水期分层堵水采油的要求 ,研制了新型分层采油管柱与工具。新型分层采油管柱由上部的泵抽油管柱和下部的堵水管柱两部分组成 ,研制的井下工具有定深装置、滑套开关器和电动开关控制仪。电动开关控制仪由油套环空下到设计深度 ,依靠定深装置 ,通过接箍定位器将仪器精确定位在滑套开关器内 ,由地面控制电源给电动开关控制器供电 ,撑开对接爪 ,上提电缆 ,完成滑套开关控制器的打开和关闭动作 ,实现相应层段的生产和封堵。江汉油田清河采油厂 3井次的现场试验表明 ,这种管柱和工艺的现场施工成功率达 10 0 % ,可实现任意层段的找堵水和分层采油     

组合封隔器分压管柱使用条件分析

针对现场应用较多的封隔器分层压裂管柱存在的问题,提出一种适合长庆气田低产气井的分层改造管柱。该管柱采用Y344＋Y241型组合封隔器,且下封隔器不带水力锚,既增加了压裂管柱的施工可靠性,又可以提高管柱的压后起出成功率,可以满足气田低产气井开发的需要。     

深水钻井送入管柱技术及其发展趋势

为解决深水钻井送入管柱设计及选型设计的问题,对深水表层钻井中送入管柱的负载力学特性及其在作业中遇到的问题进行了研究,建立了送入管柱设计计算力学模型,并结合实钻井进行了模型应用分析.实例计算结果表明,相对于其他设计方法,用推荐的卡瓦挤毁修正模型计算的φ168.2 mm和φ149.2 mm送入管柱的最大拉伸载荷分别为3 234和3 136 kN,与最大许用拉伸载荷最为接近,反之说明用该方法设计出的送入管柱更加安全;用建立的极限拉伸载荷模型计算出在处理导管下沉时φ168.2 mm和φ149.2 mm送入管柱的安全系数分别是1.37和1.26,均满足最小安全系数1.10的要求,且送入管柱尺寸越大,安全余量和安全系数越高;而普通钻杆无法满足安全作业要求.研究结果表明,深水送入管柱设计必须综合考虑卡瓦挤毁和导管下沉复杂情况处理过程中管柱承受极限拉伸载荷两方面的因素,确保送入管柱在作业过程中的安全性.      

侧钻井钻柱疲劳损伤评价方法的研究

通过对侧钻井用钻杆材料的疲劳性能试验 ,得到了钻杆材料P S N曲线 ,在此基础上获得修正的钻杆柱P S N曲线 ,提出了一种描述侧钻井钻柱疲劳损伤的新方法 ,即采用理论简化的办法 ,先获得钻杆材料标准试样的P S N曲线 ,再考虑钻杆的形状、尺寸、表面加工方法、应力状况等影响 ,将钻杆材料的P S N曲线转化为钻杆柱的P S N曲线 ,来进行疲劳强度的评估。将此方法运用于胜利油田井下作业公司侧钻井钻杆柱的优化设计 ,对钻具组合做了必要的修正、完善后 ,使钻杆柱所受疲劳损伤降至最低程度 ,从而延长了钻杆柱的使用寿命     

水平井不动管柱无限级分段重复压裂技术研究

针对水平井传统重复压裂管柱技术存在的施工排量低、级数少等问题,研制了一种适用于139.7 mm(51/2英寸)套管的新型水平井不动管柱无限级分段重复压裂管柱。该管柱结构配套工具中,插管采用反向旋转丢手; 悬挂式封隔器具有套管双向锚定和环空密封的双重功效; 自解封型封隔器锁块阻挡机构采用可溶性金属材料制成,压后可实现封隔器自解封; 球座和滑套采用卡槽配合限位,卡槽尺寸为级差设计,可在轴向实现无限级。利用TADpro软件模拟和预测不同施工排量下的管内流体摩阻和井口泵压,结果表明:新型压裂管柱最大允许排量是传统管柱的2.0～5.4倍。该新型管柱可实现水平井分段重复压裂。     

新型可控多功能底阀抽油泵研制与应用

设计了一种新型可控多功能底阀抽油泵,具有正反循环洗井、防砂和泄油功能,在冲砂、热洗井、注气等特殊作业时不用起下管柱,通过下放上提抽油杆就可以打开正循环环空通道,完成作业后再次下放上提抽油杆柱,就可以关闭循环环空通道,进行正常采油生产。由于具有泄油功能,可避免上提管柱时油液外溢污染井口和因为油稠等原因造成撞击泄油器不泄油的现象。在大港油田多口油井投入使用,取得了很好的效果。     

基于Walker模型的空气钻井钻柱疲劳寿命算法

空气钻井工况中的钻柱受力非常复杂,钻柱在井下既自转又反转,且在空气锤的作用下不断地上下纵向振动,该振动对钻柱的破坏最严重,在复合载荷作用下常造成钻柱疲劳损伤。修正了钻柱轴向应力和疲劳裂纹计算公式,并运用第四强度理论计算出裂纹处的平均应力;提出新的基于Walker模型的钻柱疲劳寿命算法,并结合Walker模型的计算结果,解释了塔里木油田空气钻井钻具大量刺穿失效的原因。     

自通径液压分级注水泥器

在 177 8mm、 139 7mm或 12 7mm油层套管使用普通分级注水泥器进行作业时 ,需换小钻具钻掉分级注水泥器内部结构 ,这不仅延长建井周期 ,而且影响固井质量。根据现场实际情况 ,研制了自通径液压分级注水泥器。室内及现场试验表明 ,这种注水泥器的试验数据与设计理论计算值基本吻合 ,清水密封试压 30MPa ,30min不渗不漏。在 3口井的试验中 ,最大下入深度 2 86 4 32m ,最大井斜 2 8° ,均电测顺利到底。每口井节约钻井成本 2 0万元以上     

密闭自控式注水工艺管柱的研制与现场试验

针对聚合物后续水驱井下注水工艺存在的问题,研制了密闭自控式注水工艺管柱.对管柱的结构组成和工作原理进行了分析,并在胜利石油管理局孤岛采油厂注水示范区有针对性的进行了现场试脸和推广应用,结果表明,采用新工艺后的地层吸水量得到明显提高,改善了吸水剖面,提高了测试成功率.新型注水工艺管柱能够有效防止关井后地层返吐造成的出砂现...