自膨胀封隔器技术在完井作业中的应用

自膨胀封隔器是近几年来分段完井工具的研究热点,它是以遇油或者遇水膨胀橡胶作密封材料,通过与井眼内液体接触胀封实现充填环空的。通过分析自膨胀封隔器相对于常规裸眼封隔器的技术特点,论述了其技术研究过程中的关键技术。针对水平井小井眼裸眼完井、智能完井以及筛管分段完井中常规工艺以及技术的不足,探讨了自膨胀封隔器在国外分段完井作业中的应用效果,为自膨胀封隔器技术的深入研究和国内的应用推广起到了促进作用。     

TAM型膨胀式封隔器

本文介绍了一种适用于裸眼井、套管变形井、大角度斜井和水平井等特殊施工作业的完井、修井工具－ＴＡＭ型膨胀式封隔器的结构和工作原理，它属内压膨胀式封隔器。文中阐述了操作步骤和使用要求。     

耐高温高强度遇水膨胀封隔器研制

针对小井眼水平井、裸眼井采用常规机械封隔器完井方式存在工具下入困难、井筒密封适应性差等难题,研制了耐高温高强度遇水膨胀封隔器(耐温150℃,耐压差60 MPa以上)。从吸水膨胀橡胶研制入手,给出了吸水膨胀橡胶的基本配方及炼制工艺,设计了适应不同井筒尺寸的系列化遇水膨胀封隔器结构,搭建了遇水膨胀封隔器性能评估方法。试验结果显示,试制的遇水膨胀封隔器(长度4 m)在高温下(150℃)膨胀均匀,稳压能力大于62 MPa,折合15.25 MPa/m,能满足高温、深层油气井的完井作业要求。     

连续油管过油管堵水工具研制与现场试验

目前,国内以筛管完井的水平井过油管堵水作业主要受制于关键工具-大膨胀率小直径膨胀封隔器的技术突破。为了填补国内连续油管过油管堵水管柱工艺空白,开展了大膨胀率及较好恢复率小直径膨胀封隔器的试验研究,成功研制出膨胀率达 2.5倍,Ø49mm 的小直径膨胀封隔器,并配套了过油管堵水管柱工具。通过不同排量下小直径膨胀封隔器与节流器的模拟试验,建立了不同喷嘴当量直径下节流压差与排量图版,为现场施工提供了指导依据。经过井下多次重复坐封解封现场试验后,小直径膨胀封隔器的恢复率仍能达到 85%,证实了该工具的有效性、合理性与可行性,满足了筛管完井水平井不动管柱情况下最小过Ø73mm,油管最大封隔Ø139.7mm筛管的堵水工艺要求,实现了一趟堵水管柱可完成多次环空化学封隔器分段封隔和地层分段化学封堵,且作业后过油管可回收,对国内过油管堵水工艺技术的推广应用具有参考和借鉴意义。     

遇水自膨胀封隔器在水平井分段压裂中的应用

鉴于目前国内自膨胀封隔器仅用于分层堵水和辅助固井、完井等低压作业的现状,针对裸眼水平井分段压裂工艺开发了φ144 mm遇水自膨胀封隔器,用于替代常规封隔工具进行裸眼段的环空封隔作业。介绍了该种封隔器的结构特点和主要技术参数,分析了其应用于裸眼分段压裂的关键技术,并进行了室内试验验证。2012年6月开始在中石化华北分公司红河油田对φ144 mm遇水自膨胀封隔器进行现场试验,共进行了6井次的裸眼水平井分段压裂施工,单井最多下入遇水自膨胀封隔器7套,最高施工压力64 MPa。对2口重点井的施工过程进行了详细介绍和分析。试验结果表明,φ144 mm遇水自膨胀封隔器能满足裸眼水平井分段压裂施工要求,下入安全,可实现油井的有效封隔。     

遇油自膨胀封隔器的研究与应用

近年来,国内油田引进国外公司的遇油膨胀封隔器技术,取得较好应用效果。但是国外进口工具价格昂贵,影响了该技术的推广应用。为此,研制了遇油自膨胀封隔器。该封隔器可以随完井管柱一同下入井内,当封隔器到达指定位置后,橡胶在井筒内液体(原油)的浸泡下缓慢膨胀,直到紧紧地贴住井壁(裸眼壁或套管内壁),从而达到隔离井段的目的。该封隔器具有可靠性高、通径大、自动补偿环空间隙、现场作业简便等优点。试验与现场应用表明,遇油自膨胀封隔器可延长油气井的生产寿命,提高油气田采收率,降低开发成本,达到了设计要求。     

套管环空膨胀式封隔器

由ＴＡＭ国际公司研制推出的套管环空封隔器 (ＣＡＰ) ,是一种安装在套管短节或套管膨胀管外侧的膨胀式封隔器。这种工具采用了一种膨胀控制阀机构 ,通过井下流体使封隔器中的膨胀组件膨胀 ,并在套管膨胀管与井壁或者原先已下井套管柱之间产生密封效应。封隔器的长度为 0 3～ 10 7ｍ。膨胀元件的整个长度段都采用高强度不锈钢钢板进行了加强处理。膨胀元件的外侧覆盖了一层柔韧的耐油合成橡胶。封隔器外壁加有膨胀长度超过封隔器膨胀部件5 1ｃｍ的不锈钢钢板。这些附加的钢板可提高封隔器的支持能力和工具在起下时合成材料覆盖层的耐伤害…     

膨胀型封隔器EPDM弹性体坐封性能分析

膨胀式封隔器作为一种可靠的井筒工具,具有部署简单、适用于高压/高温井况等优点,在国内外得到了广泛的应用。封隔器由橡胶膨胀/密封元件制成,只有很少的钢制零件,操作简单,提高了油田作业的效率。这些设备用于套管固井、智能完井、连续油管系统、防砂、水力压裂、水平井完井等。     

管内自膨胀封隔器的研制与应用

目前,自膨胀封隔器的应用领域仅限于钻完井中。为了满足油田生产工艺的特殊需求,开发了适合于套管内使用的管内自膨胀封隔器。针对常规管内封隔器的技术特点及设计要求,优化了自膨胀橡胶材料的性能参数,并设计了2种不同结构的封隔器以及测试井专用过缆封隔器,以满足不同的生产需求。通过室内模拟试验,对管内自膨胀封隔器的坐封、承压和解封性能进行测试,并成功应用于油管堵漏作业中。可用于防砂管内分层采油与分层测试的自膨胀封隔器也即将应用于现场。     

一种新型完井工具——遇水自膨胀封隔器

遇水自膨胀封隔器是一种新型完井工具。利用自膨胀封隔器进行水平井完井,可以提高完井效率,降低完井风险,减少完井费用。自膨胀封隔器在胜利油田水平井裸眼分段、固井辅助密封、多分支井完井方面都得到应用,边底水侵入、油井含水上升过快是制约水平井高产稳产的主要因素,采用自膨胀封隔器堵水是解决该问题的主要方法,通过多次实验研究解决了自膨胀封隔器的材料性能,开发出遇水自膨胀封隔器,并在胜利油田成功进行了现场试验。     

尾管顶部封隔器技术现状与发展趋势

在介绍尾管顶部封隔器结构与工作原理的基础上,指出了该封隔器的突出特点。介绍了国外尾管顶部封隔器的发展现状、坐封工具及橡胶材料选择,包括软金属防突型蓄能尾管顶部封隔器、膨胀环防突型蓄能尾管顶部封隔器、卡瓦内藏式尾管顶部封隔器、膨胀式尾管顶部封隔器及膨胀式一体化尾管顶部封隔器。对我国尾管顶部封隔器的研究现状及应用情况进行了说明,指出了我国尾管顶部封隔器与国外的差距以及我国尾管顶部封隔器的研究方向。     

膨胀式封隔器系列产品

HXK水力扩张式封隔器是采用膨胀胶筒为密封元件、阀系控制座封的永久式管外封隔器，将流体介质（水、泥浆、水泥浆等）注入其密封腔内就能使封隔器膨胀贴紧在井壁上而实现座封，隔绝井液和压力，从而实现不同目的和用途的井下封隔与桥堵。使用HXK水力扩张式封隔器能够提高常规固井的固井质量；能够有效解决高压、低压、漏失、返水、坍塌等复杂油气井的固井难题；和其它工具配合使用能够完成多种形式的固井及完井作业。     

井下封隔器回收工具失效原因分析及解决方法

井下封隔器回收工具广泛应用于油田生产作业中,修井时封隔器需使用专用回收工具进行打捞作业,打捞时经常遇到回收吨位过大,回收工具疲劳损坏的情况,一旦工具受损回收失败会产生新问题,同时也会影响现场作业进度,所以设计结构合理的井下封隔器回收工具意义重大。     

K341封隔器在煤层气井注入/压降测试中的应用

煤层气井注入/压降测试普遍采用的K344系列封隔器因采用膨胀管打压实现坐封、解封,施工工艺繁琐,成本高.采用K341封隔器可简化施工工艺,提高作业速度,节约大量资金,较好的解决了K344封隔器因使用膨胀管施工带来的一系列复杂问题.     

遇油\遇水自膨胀封隔器在水平井完井中的应用

遇油\遇水自膨胀封隔器是一种新型的完井工具。利用自膨胀封隔器代替常规封隔器进行水平井完井,可以提高完井效率,降低完井风险,减少完井费用。介绍了自膨胀封隔器在水平井裸眼分段、固井辅助密封、多分支井完井3个方面的应用,并说明了该完井技术的工艺特点和技术优势。经多次现场试验,遇油\遇水自膨胀封隔器完井技术是成功的,对我国复杂油气藏的有效开采具有重要意义。     

新型自膨胀封隔器下井

据了解,膨胀式封隔器是采用膨胀式胶筒为密封元件、阀系控制座封的永久式管外封隔器,其原理是将水、泥浆等流体介质注入密封腔内,使封隔器膨胀贴紧在井壁而实现座封,隔绝井液和压力,从而实现不同目的和用途的井下封隔与桥堵,能够有效解决高压、低压、漏失、返水、坍塌等复杂油气井固井难题,实现多种目的油井作业措施,实施井下作业和油气井地层测试.     

适用于连续油管的封隔器管串结构及原理分析

连续油管喷砂射孔压裂作业采用封隔器封隔井筒,具有工艺简单、时间成本低、效率高等优点。由于连续油管的一些局限性,连续油管压裂用封隔器的设计还需要解决一些技术问题,目前已有几家国外公司研制出性能可靠并拥有多年作业经验的连续油管喷砂射孔压裂用封隔器。介绍了其中一种膨胀比高、坐封可靠、寿命长、1次入井不限作业次数封隔器的结构与施工工艺。     

套管完井水平井找窜工艺管柱研究与应用

针对常规工艺管柱难以实现水平井多层多段找窜的问题,研制了水平井找窜工艺管柱。该管柱主要由水力循环阀、定压阀、K344封隔器、扶正器、水力锚、平衡单流阀以及投球滑套组成,以K344封隔器为核心工具,可实现多次重复坐封过程;管柱配套了新型平衡单流阀,成功解决了管柱在起、下钻过程中膨胀式封隔器易中途坐封以及管柱中途遇卡的技术难题,施工过程中无需反洗井即可动管柱,大大缩短了作业时间。现场应用结果表明,该管柱结构设计合理,配套工具性能可靠,施工工序简单、风险低,具有现场推广应用价值。     

水平井完井中遇油遇水自膨胀封隔器的应用分析

作为一种全新的水平井完井工具,遇水/遇油的自膨胀封隔器主要是对常规封隔器进行创新,使自膨胀封隔器完全取代传统封隔器来完成水平井完井的操作。自膨胀封隔器的使用可以使水平井完井的效率得到提高,降低水平井完井的风险,并在费用上得到客观的减少。本文主要从自膨胀封隔器于多分支井完井、固井辅助密封和水平井的裸眼分段这三个方面的应用对其进行相关介绍,并表现出其完井技术的优势与工艺特点。经过我国相关的技术人员对其进行的多次试验证明,遇油/遇水的自膨胀封隔器对水平井完井的技术运用是有效的,且对我国极为复杂的油气藏的充分开采具有深刻的意义。     

纯电动智能坐封工具的原理及测试

在海洋完井作业过程中,套管井经常需要用电缆下入沉砂封隔器或分层封隔器,能够节约作业时间,提高时效.目前,海上常用的为火药式坐封工具,即坐封工具的动力由火药提供,存在一定的安全隐患.本文重点介绍了采用电力模块提供动力,完成封隔器坐封的一种坐封工具的原理及试验情况,为后续海上作业提供参考.