多砂井用保护油层井底开关的研制

针对修井作业中的井喷、井涌和井漏现象, 研制了一种径向开启的保护油层井底开关。此开关能在井内压力小于油层压力时开启, 大于油层压力时关闭。抽油井正常工作时, 开关能保证油液顺利通过; 洗井时, 能关闭采油层, 防止洗井液漏入油层, 此时整个油井仍相通, 可实现油井的彻底清洗。为防止井喷, 设计了由长短轨道套控制的液动环形活塞, 采用向井内加压的方法推动活塞将开关强行关闭或开启。此外, 这种井底开关在多砂井中还能防砂卡和砂堵。     

ZY-Ⅰ型井下不压井作业装置

ZY-I型井下不压井作业装置适用于机械采油或气举采油的深井和压力较高油井的井下作业。它与配套工具一起使用,具有坐封、脱丢手、解封和打捞以及排出压井液等多种功能。使用这种装置进行井下作业,不仅可节约大量压井液费用,防止油层污染,发挥油井正常生产能力,而且可提高抽油泵使用寿命。     

井下智能找堵水分层采油技术

介绍了一种井下智能分层采油技术,一趟管柱实现井下找水、堵水、生产、调层、测试等多项功能。用封隔器将井下各层位封隔,管柱上对应的每一个目的层段安装一套智能开关器。找堵水过程中井下智能开关能按照设定的时间顺序自动打开或关闭油层,实现油井的找水、堵水措施,达到任意选层开采,降水增油的目的。同时在生产过程中,内置压力计可连续监测分层压力资料,分析油层分层参数(分层压力、渗透率、污染系数)等资料,为精细掌握油藏动态特性提供依据。     

机抽井口防喷器自动化改造与应用

目前注氮气三次采油技术是某油田缝洞型碳酸盐岩油藏提高采收率的重要手段,随着注氮气轮次增加,气窜问题严重,部分油井机抽生产期间油压由0.5 MPa迅速上升至近30 MPa,给现场生产带来较大井控风险。为此,在常规42 MPa手动双闸板防喷器基础上对采油液控系统、液压双闸板防喷器执行机构、抽油机液压刹车装置等进行自动化改造,实现数据联锁和远程控制,其中液控装置以及执行器均采取可拆卸设备组合而成。改造后的装置可根据油压变化自动控制抽油机停机、防喷器关闭等动作,并反馈防喷器状态等数据信息,通过信息自动化手段实现注氮气井远程实时监控管理、压力异常快速响应处置,提升了现场安全生产水平。现场应用结果表明,该装置在井口油压超过设定值情况下,实现超压自动停机、液压自动刹车、液压自动关闭防喷器等功能,有效减少环境破坏、产量损失,杜绝井喷事故,具有较好的推广前景。     

高压油井免带压作业检泵技术研究与应用

为解决冀东油田高压油井作业前放压时间长,不压井不放喷无法实现小修检泵,以及超深井、高温高压井探边测试困难等问题,研制了高压油井免带压作业检泵管柱及配套工具。该管柱由JDY455高温高压封隔器、坐封丢手工具及液控开关阀等组成,JDY455高温高压封隔器封堵油套环空,坐封丢手工具实现封隔器的坐封及丢手,液控开关阀调控产油通道开关状态。现场应用结果表明:高压油井免带压作业检泵管柱结构简单,用井下小修作业设备完成油井的带压作业,实现了不压井检泵和洗井。该工艺现场应用4口井,最大井斜达29.3°,最高井口压力达11.7 MPa,最大压力系数1.39,单井缩短占井周期4~6 d,工艺成功率100%。高压油井免带压作业检泵技术有效节约了作业费用,保护了油层,具有良好的推广应用前景。     

井下套管阀的机械机构设计与试验

鉴于国外公司的井下套管阀技术比较先进,但其服务费用极其昂贵,引进该设备将会使钻井成本大幅提高的问题,研制出功能完善且技术指标满足使用要求的井下套管阀。整套系统由地面控制系统及井下阀体系统组成。地面液压控制系统通过较长的控制线远程控制套管阀井下阀体,由双控液压、控制线输出液压能,未控制井下阀体内液压缸的往复动作,从而间接控制阀体内瓣阀的开关,实现井下封井及打开作业。现场试验情况表明,该井下套管阀实现了实时压力检测,液压站工作稳定,满足现场施工要求。     

找堵水抽油泵研制与试验

油田进入开发中后期,油井供液不足、结蜡、出砂、水侵情况日益加剧,导致油井增油、复产工艺措施难度大,作业频繁、工序复杂、采油成本急剧增加。研制了一种能与各种工艺措施对接的找堵水抽油泵。该泵独特的液压贯通结构和工作原理使其可根据油井的不同措施目的,与相应的定型井下工具进行模块组合,简化油井复合措施作业工序,实现油井定油层开采、蒸汽吞吐采油、多层机械找堵水转抽等增产措施一次管柱作业;同时可进行负压采油、无污染正洗井、清蜡等一系列复产措施。     

不动管柱液控循环换层开关的研制

针对胜利油田中后期开发中油层含水大幅上升、层间矛盾加剧和作业成本居高不下等问题, 开发了不动管柱换层开采工艺, 不动管柱液控循环换层开关是该技术的关键所在。介绍了该井下开关的结构原理、技术特点及现场应用情况。该工具与封隔器等工具组合, 可任意控制各油层的生产或关闭。不动管柱液控循环换层开关的应用提高了换层采油效率, 简化了分层找水和采油措施。改进后的换层开关在现场共施工 21井次, 只有 1井次因砂埋管柱使换层作业失败, 施工成功率 95 3%, 比改进前提高 15 3%。     

抽油机井不压井防喷管柱的研究与应用

为了解决大泵抽油机井检泵作业时井内丢手开关密封不严、井内溢流无法控制及不压井无法施工等问题,研制了不压井防喷管柱。管柱主要由封隔器、锚定卡瓦、捅杆和控液开关等组成。管柱中的封隔器通过锚定卡瓦锚定管柱后压油管释放封隔器密封油套环空,控液开关和捅杆配合,通过控液开关里的防喷浮子控制套管出液。二次作业时,捅杆提出控液开关后,控液开关关闭,实现井内无溢流作业。该管柱现场应用15口井,封隔器坐封、丢手均一次性成功,控液开关防喷浮子关闭自如,且能长期使用。现场应用结果表明:不压井防喷管柱节约了作业费用,缩短了施工井的占井周期,保护了油气层,具有良好的应用前景。     

高压井泄压方式的研究

新港作业分公司九3区、九4区八道湾井遇到泵卡、井下故障上修井措施时,油井套管压力高,井筒内液体不能依靠井内压力排到站区大罐内,根据新疆油田公司井控细则规定,油井完全不具备修井条件,无法及时上修,导致部分油井长期关井。针对以上问题,在现场实践运用"管线排液法"实现了高压井连续快速泄压排液,成本低廉,解决了高压井的泄压问题,使油井及时上修,减少了油井躺井,提高了油井开井率和生产时率。     

多功能KSL—100滑套式井下水力开关

油田常用的井下开关控制工具只有开启或关闭一种功能 ,若要实现关闭 -开启 -关闭过程 ,必须重新起下管柱 ,因此施工时作业时间长 ,效率低。鉴于此 ,吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院研制出多功能KSL— 10 0滑套式井下水力开关 ,采取液压控制 ,通过连接部分、控制部分和滑套关闭总成三者的有机结合 ,在井下一趟管柱即能成功实现关闭 -开启 -关闭过程。应用工艺和现场应用情况表明 ,KSL— 10 0滑套式水力开关适用于机械卡封、找堵水一趟管柱和选层酸化等多种作业 ,能简化管柱结构 ,降低作业难度和作业成本 ,提高作业效率。已在现场近5种工艺措施中成功应用 30余井次     

智能完井井下流量阀液压控制系统设计

智能完井系统通过对井下产层流体参数的监测和控制,可以实现多层合采、层间优化、单采等多生产模式的任意切换。目前提供智能完井服务的公司都推出了以液压驱动为主要控制形式的井下流量阀控制系统,并在油田生产中成功应用。结合智能完井的技术要求,提出了一套井下流量控制液压系统的设计方案,可实现井下多目的层的分层选择和控制,利用3条控制管线,即可实现目前油田生产所需的2～6层的开发需要,可以减少安装过程中连接穿越管线的繁琐工作,为智能完井配套工具的标准化提供了支持。     

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。     

层间自动轮换分层周期注水工艺

针对分层周期注水存在的投捞调配工作量大的问题,开展了注水井层间自动轮换分层周期注水工艺研究,研制出了依靠高温电池供电、单片机控制的井下自动循环开关器,下井前设定好每个循环开关器的自动开关程序,使其在井下按照程序自动开启和关闭,实现分层周期注水。根据需要,还可以通过地面特定时间打“低—高—低”的液压编码,控制井下对应的自动循环开关器开启和关闭,临时改变井下注水层。该技术具有自动控制和液压控制双重功能,不用下入传统的投捞调配测试仪器就可以实现分层周期注水,液压编码只有3位,控制简便,可操作性强。现场试验11口井,自动循环开关器工作正常,达到了预期的目的,在智能分层周期注水方面实现了突破。     

投球式井下智能分控开关系统的研制及功能试验

为了降低分层采油中的生产维护成本,结合无线射频和单片机技术,研制了一种投球式井下智能分控开关控制系统,并在室内对其进行了功能试验。在分析各类井下开关系统优缺点的基础上,明确了研制思路:在地面通过投入信号小球的方式来实时灵活地控制井下目标油层开关阀的开启/关闭,实现对目标油层的有效控制。确定了总体设计方案:在油管内先后投入2个信号小球,先投入的信号小球用于井下控制系统的唤醒,后投入的信号小球携带开启/关闭目标油层开关阀的指令,用于控制目标层位开关。室内模拟试验表明,投入唤醒信号小球后井下控制器由待机模式变为工作模式,投入油层控制信号小球后,各目标油层开关阀能按预定指令正确开/关,各层通信、开关控制均满足设计要求。研究认为,研制的井下智能分控开关系统能够实现对目标油层的有效控制和降低油层间的干扰,从而实现分层采油、提高采收率。      

液控找堵水开关器的研制与应用

研制的液控找堵水开关器包括普通型和多次重复型两种类型。两种开关器均通过从油套环空加液压控制井下开关器换向机构的换向动作 ,来改变开关器内进液及出液通道与油套环空的连通状态。液控找堵水开关器与封隔器等井下配套工具组配成机械找堵水管柱 ,可实施不动管柱多级分层、找水、堵水、调层生产等工艺。现场应用 115井次 ,其中调层生产 36口井 ,调层成功率 92 6 % ,累计增油 2 89万t ,降水 35 2 9万m3 ,减少作业 36井次     

海上油田井下液控解码技术

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大,需要对层间生产动态进行实时控制。井下液压分层控制方式具有可靠性高、动作力大的特点,但受管线数量影响,工艺适用层数受限。通过井下解码技术减少了多层控制管线数量,提高液控工艺适用性。研制的井下解码器采用滑阀结构形式,通过不同管线压力序列,实现了层位的识别和压力液的引导,利用3条管线可以实现井下6个层位的控制,满足了分层精细化控制的需求。实验结果表明,在指定的管线接入顺序下,解码器只能在指定的压力序列下打开,保证层间互不干扰。同时对液压油传导时间进行了实验验证,在20 ℃环境下,采用壳牌得力士22号液压油,在3 000 m长,直径6.35 mm液控管线中,5 MPa液压油传导至末端时间约为240 s,为井下液控滑套的控制提供了理论基础。     

大庆油田分层开采技术的发展与应用

本分析了大庆油田分层开采技术在油田开发中的作用，从分层注水管柱和分层采油管柱的结构，特性及适应条件等方面，叙述了大庆油田机构分层开采工艺的发展。