SAB-3永久封隔器套铣打捞工艺

塔中北坡高温高压气藏井筒完整性差,需要上修处理井筒。通过对SAB-3永久封隔器结构的充分研究,选择合适的套铣打捞工具,成功取出了SAB-3封隔器及以下管柱,从而总结出高硬度镍基合金永久封隔器高效套铣打捞工艺施工的宝贵经验。     

相国寺储气库固井井筒密封完整性技术

确保安全运行是相国寺储气库建设的首要原则,而井筒长期注采的密封性是保证储气库长寿命、安全运行的关键。文中从固井工艺技术、套管串密封完整性技术、水泥浆体系优化等方面入手,通过室内试验研究、软件模拟及现场试验,形成了地层动态承压试验、提高顶替效率、预应力固井、气密封性检测、管外封隔器以及韧性水泥浆等系列技术,能够保证注采井井筒的长期密封完整性,使固井质量满足相国寺储气库注采井固井的需求。相储8井准244.5 mm尾管固井施工综合运用了该套技术,CBL测井显示水泥胶结合格率达到93.1%,且固井后未发生环空带压现象。     

榆林南地下储气库注采井完井管柱的优化设计

地下储气库注采井与常规气田开发井运行工况存在着很大差异,要求具有采气和注气双重功能,能够实时监测井下动态,在长期(30~50a)频繁剧烈的注采气和压差变化下能够确保井筒的密封性和安全性。为此,针对鄂尔多斯盆地榆林南地下储气库注采井气量大、周期性强注强采的特点以及高安全性能、长使用寿命等的特殊要求,应用节点分析方法对天然气的流入、流出注采过程、不同尺寸油管注采能力等进行了分析,并结合冲蚀流量和临界携液流量等的计算结果,最终确定了Ⅰ类注采井(小于等于200×104 m3/d)采用139.7mm油管,Ⅱ类注采井(小于等于80×104 m3/d)采用114.3mm油管。通过管柱结构优化设计,注采井采用井下悬挂压力计测压完井管柱,从上至下完井工具包括"上流动短节+井下液控安全阀+下流动短节+循环滑套+永久式封隔器+磨铣延伸筒+堵塞坐落短节+带孔管+悬挂坐落短节"等。现场2个注采周期运行试验结果表明,完井管柱能够满足地下储气库生产运行要求,其设计方法可供同类储气库注采井完井设计时参考。     

砂岩储气库注采井完井工艺技术

砂岩储气库注采井必须满足安全和强注强采的要求，注采井射孔工艺推荐高孔密、深穿透以及油管传输一次负压射孔。注采井管柱采用永久封隔器或可取封隔器防止井流物对上部套管和井下安全系统的腐蚀，并采用气密封丝扣。注采井管材选择应考虑储存气体含腐蚀介质的情况，管柱尺寸应考虑最大采气量下的气体冲蚀和满足携带液体的能力，井口应耐高压和腐蚀，并装配井下安全阀。以我国已建成的第一座储气库——大张坨储气库为例，总结了砂岩储气库的完井工艺，可为后续储气库的完井设计提供借鉴。     

连续油管动态监测技术在相国寺储气库中的应用

储气库注采井注采能力是储气库工程设计中的关键参数,决定了储气库的最大应急调节能力,对已完钻的注采井开展准确的注采能力评价就显得尤为重要。针对相国寺储气库注采井大井斜角、长水平段、复杂注采管柱结构和强注强采等特点,开展动态监测技术适应性分析,优化连续油管动态监测工具及施工方案,并进行了2口注采井在高注气量条件下的连续油管动态测试现场施工作业,获取了动态监测数据。对现场施工工艺、配套工具及监测数据评价分析表明,连续油管动态监测技术可满足储气库注采井动态监测施工要求,录取的的数据真实可靠,能为注采井最大调峰能力的确定和注采井的调整提供充分的依据,对类似储气库注采井动态监测工作具有借鉴意义。     

新型强注强采完井管柱的研究与试验

地下储气库短期调峰所需注采气量过高,存在冲蚀风险,导致常规气井完井管柱难以满足储气库高气量、强注强采要求,并且注采交变应力周期变化致使多数储气库井套管带压,难以保证储气库长寿命安全注采。为此,设计了新型强注强采完井管柱及配套工具。根据不同缩径尺寸对管柱冲蚀的影响,优化井下安全阀上、下两端冲蚀流动短节内径,应用可移除封隔器配合预应力完井可以减小交变应力对封隔器上、下端卡瓦的影响。利用PIPESIM和WELLCAT等软件模拟注采气、坐封和套管试压等不同工况下封隔器的受力,管柱收缩长度及管柱整体强度,为优化工具尺寸及补偿预应力提供了理论与数据支持。新型强注强采完井管柱已在现场成功试验11井次,作业成功率100%,注气阶段各功能正常,说明注采气完井管柱设计合理,能够满足储气库强注强采及安全控制要求。     

文96储气库注采井井口安全控制系统

保证地下储气库长期安全运行的关键之一是注采井的可靠运行,井口安全控制系统是气井安全生产的重要保障。储气库注采井运行过程中须承受强注、强采的工况,因而对井口安全控制系统提出了更高的要求。针对地下储气库运行特点,基于井口安全控制整体理念,从远程控制终端、井场ESD系统及井口液压控制系统等方面开展了详细研究,设计形成一套具备远程紧急关井、低压自动关井、火灾关井等多项功能的注采井井口安全控制系统。现场实践证明,文96储气库注采井井口安全控制系统具有性能稳定可靠、操作方便等特点,保障了文96地下储气库14口注采井安全平稳运行。研究结果可为油田高压气井在用井口安全控制系统优化改造、后续地下储气库注采井井口安全控制系统设计及设备选型提供参考。     

相国寺地下储气库钻井难点及技术对策

相国寺储气库是我国西南地区第一个开建的储气库, 是典型的枯竭型碳酸盐岩油气藏。储气库具有运行周期长, 注采井要求强注强采, 周期循环等特殊要求, 因此对注采井井筒完整性要求非常高。相国寺储气库除对注采井井筒完整性要求高外, 其构造本身目前有多个产层压力系数低于１  ０ ; 出露地层老, 极易井漏; 属典型的高陡构造, 自然井斜规律性强; 井漏与垮塌并存; 构造内煤矿、 石膏矿多, 属风景区和自然保护区, 对安全钻井带来极大难度。文章针对相国寺储气库钻井难点, 提出了优化井身结构设计、 优选气体钻井方式、 合理部署丛式井组和优化井眼轨迹、 采用管外封隔器和柔性水泥浆体系、 采用防砂筛管完井等技术对策。该储气库的建成, 将为西南地区储气库建设起到非常重要的示范作用, 并提供很好的技术支撑。     

苏桥储气库SU7井深井小井眼套管段铣技术

苏桥储气库SU7井套管段铣施工时因井深、井眼直径小而导致铁屑上返困难、易卡钻及丢鱼头等风险,为此,根据段铣速度控制方程和铁屑悬浮力计算方程,确定了段铣施工参数和钻井液性能参数,同时用液压水龙头驱动代替转盘驱动,并优化了钻具组合,形成了深井小井眼套管段铣技术。SU7井套管段铣时连续段铣套管50.0 m,未发生井下故障,套管段铣效率提高了2倍以上。该井套管段铣现场实践表明,深井小井眼套管段铣技术能够满足苏桥储气库废弃井封堵套管段铣需要,且能够提高段铣效率、避免出现井下故障,可以在其他类似情况的油气井套管段铣中推广应用。      

普光气田永久式封隔器生产管柱打捞技术研究

普光气田的开发井均采用永久式封隔器隔采生产管柱,封隔器无法自行解封,须采用套铣和磨铣后方能解封回收。常规的修井工艺为先套铣后打捞,容易出现封隔器、尾管二次落井和顿弯事故。为此,对这种封隔器进行了改进,采用磨铣与打捞一体化的设计,同时设计有安全退出机构,既提高了施工效率,又保证了出现异常情况时工具整体退出。针对永久式封隔器本体材料718镍基合金难磨铣的特点,选用能满足高效磨铣作业要求的硬质合金,提高了打捞一体化工具的针对性和效率。现场试验结果表明:整个施工过程按照工具的设计目标完成磨铣和打捞任务,节省了大量施工时间和费用。该技术的成功开发为这一类完井管柱的修井作业提供了借鉴。     

套管缩径井高压分注技术

针对注水井套管变形和套管补贴后内径缩小、现有小直径分注管柱耐压低、无法进行高压分层注水的问题,设计了胶筒膨胀比达1.3的K344-95注水封隔器和配套工具,组成小直径高压分注管柱,K344-95注水封隔器在内径100~124 mm的套管内均可使用,耐压差高达35 MPa以上,最高耐温150℃。该技术在套管变形、补贴井中应用48井次,工艺成功率100%,具有适应井径范围大、耐压高、管柱下井和起出顺利、可洗井等特点,解决了套管变形、缩径井高压分层注水问题,可进一步推广应用。     

储气库注采参数与管柱临界屈曲载荷分析

针对华北油田储气井井身结构及其采气过程,开展了储气井井口油压、产量与油管柱屈曲变形的深入研究。在前人研究的基础上,讨论了管柱在井筒中发生正弦屈曲或螺旋屈曲变形的3个临界载荷值以及这3个临界载荷之间的屈曲状态,在此基础上,得到了划分不稳定区的新临界载荷,推导出了计算油管底部轴向力的数学模型。基于带有封隔器的管柱力学分析和理论研究、封隔器管柱中的各种效应变化计算数学模型以及建立的管柱临界屈曲载荷的数学模型,用VB2013开发出了一套储气井注采管柱力学安全性评价软件,应用该软件对华北油田S-x储气井注采管柱进行了研究,为储气井井口油压、产量等参数的优选及注采管柱安全性评价提供依据。     

用于高凝高粘及低渗透油田的可洗井分注管串

在高凝、高粘及低渗透油田中使用常规分注管串存在着封隔器不密封、封隔件易损坏、难以达到分注目的等问题,而选用Y341—115深井可洗井封隔器与偏心配水器、水力卡瓦、球座组成的可洗井分注管串。由于其封隔器采用卡环锁紧机构、重复坐封机构和双管密封机构,可避免封隔器在下井过程中发生误坐现象,便于重复坐封及洗井。采用水力卡瓦进行锚定,可防止管串蠕动现象。可洗井分注管串工艺在全国典型的高凝、高粘、低渗的大港南部油田38口井使用,成功率达100％,投捞测配合格率84．4％,经济效益和社会效益明显。     

深水无固相水基隔热封隔液技术

无固相水基隔热封隔液是指充填于油气井井下环空中起隔热作用的水基工作液,其主要作用是减少油气管道内的热量损失,防止油气管内出现析蜡,生成天然气水合物等现象,保障油气井的正常作业。主要通过室内实验方法,基于降低体系导热系数及控制环空自然对流减小井筒热量损失这一理论进行研究。优选出多元醇C4作为降低体系导热系数的试剂;优选出生物大分子MT作为流变调节剂,使体系在高剪切速率下具有低黏度特性以满足泵送要求,在低剪切速率下具有高黏度特性以减小环空自然对流所产生的热量损失;通过可溶性盐对体系进行密度调节,使其密度在0.9~1.2 g/cm3范围内可调,从而满足不同压力系数的油气藏。对新型的无固相水基隔热封隔液的性能评价结果表明:其具有导热系数低、隔热效果好、密度可调范围宽、长期热稳定性好等特点,同时与油基隔热封隔液、醇基隔热封隔液相比,研制的无固相水基隔热封隔液隔热效果好、配制成本低,无固相沉积,且可有效避免对环境造成污染。      

大港油田地下储气库可行性研究

通过对大港油田已枯竭的板８２０气藏的更加深入的地质研究，重新评价了该气藏的储集层和盖层，论证了作为地下储气库的地质可行性；通过对开发史分析研究，论证了作为地下储气库的开发可行性，并计算了气藏开发动态储量。根据多年来对天津市供气规律，确定了储气库调峰周期和基本参数。设计了注采井生产能力和注采方案。根据经济评价，认为利用废弃气藏作为地下储气库经济效益显著。图２表１（郭海莉摘）     

Y422—117可取式封隔器的结构及应用

大港油田从美国引进的Ｇ６封隔器命名为Ｙ４２２—１１７封隔器,采用双向卡瓦固定,旋转坐封,旋转解封。在受拉或受压状态下均可坐封,且保持其密封性;其机械锁定装置能承受来自封隔器上下方的压差,并使用３种不同的卡瓦,使封隔器解封顺利。文中分析了Ｙ４２２—１１７封隔器的结构特点,工作原理和技术特征,１９９８年３月～７月分别在大港油田的马西、板桥的港深７—４、板８２８—４高压注水井应用,解决了Ｙ２１１或Ｙ２２１及Ｙ３４１封隔器不适应深斜井,封隔器密封性差的问题。     

注气井中油管轴向位移计算比较分析

为了确定油管在正常作业、注入措施作业中封隔器的坐封位置、轴向位移补偿量以及判断封隔器是否解封,根据弹性力学理论得出了不同条件下油管柱的轴向位移量,综合考虑了在不同工况下由活塞效应、螺旋弯曲、径向压力、温度变化、松弛力以及摩阻等因素引起的油管轴向位移;同时考虑了在注气油管内气体的横向压力效应,运用VB语言编制程序,将各自计算结果进行了比较分析。结果表明,在注气油管内考虑横向压力效应时与常规油管长度计算油管轴向位移有明显差异;油管内液体流动引起的油管轴向伸长与注入速度的平方成正比,在注入速度过大时对轴向位移有明显影响。     

水力扩张式跨隔封隔器在金资1井的应用

金资1井是西气东输金坛盐穴地下储气库先导性试验的资料井,针对金资1井的要求,常规的水力扩张式封隔器很难达到规定的工艺要求。结合该井现场情况,对K344- 190水力扩张式封隔器的中心管进行了改进,将中心管直径由73mm改为127mm,其承受拉力从600kN提高到1200kN,并设计出一套高抗拉、高抗挤、高抗内压的地层承压测试管柱。现场施工证明,该工具性能可靠。满足了长裸眼井段分层高压试压工艺要求,为正确评价和研究西气东输金资盐穴地下储气条件提供了可靠资料。     

投球选注技术研究及应用

夹层薄、无夹层或高渗层和低渗层交错存在的稠油井进入热采注汽中后期,由于层间矛盾突出,注汽效果较差,而常规封隔器选注技术对上述3类井无法实施选注,为解决这一问题,进行了投球选注技术的研究与现场试验。该技术利用托盘式护栏将耐高温高压弹性堵球下至需封堵的层位,注汽时,堵球随流体流向井壁,封堵射孔孔眼,在护栏作用下,堵球只能封堵目的层,使其吸汽量降低,迫使节余的蒸汽注入其它层,从而达到选注目的。该技术在辽河油田试验9井次,累计增油2212t,成功率100%。     

储气库井油套环空注保护液和氮气柱对比

为了有效解决地下储气库注采过程中管柱内外压力变化给管柱安全性带来的问题,针对地下储气库气井管柱注采过程中温度、压力的波动特征,采用热力学与传热学理论,根据环空注满保护液与环空注入一段氮气柱2种情况分别建立了储气库管柱内外压力平衡模型,分析计算了2种模型的管柱内外压力及变化差异,重点研究了环空注氮气柱的最佳长度,绘制了氮气柱长度与封隔器下入深度最佳组合图版。研究结果表明:相同条件下环空注氮气可将注采过程中环空压力减少50%~90%,最佳氮气柱长度为封隔器下深的1/20~1/15;氮气柱长度越长,环空压力值越低;油管流体温度、油管内压力的敏感性分析表明,温度对环空压力变化影响较大;油套环空里注入合理的氮气柱长度可以防止储气库井管柱破坏和封隔器失效。