插管封隔器与多功能完井生产管柱

目前我国的插管封隔器及配套工具存在2点不足(1)采用钻磨方式解封,工艺复杂,对套管有损害;(2)井下开关器采用绳索工具进行开关操作,可靠性差。据此,研制了插管封隔器与多功能完井生产管柱。该管柱主要使用插管封隔器、插管密封总成、单向开关、坐封工具和解封打捞器相配合,完成不压井不放喷作业、负压采油、分层采油及分层措施等。应用表明,该生产管柱性能良好、技术先进,是实施不压井作业及酸化、试油、压裂等措施作业的有效工具。     

页岩油水平井连续管底封拖动压裂难点与对策

连续管拖动压裂作为页岩油藏压裂增产的主体工艺之一,为了解决长水平段水平井压裂改造过程中面临的连续管下入自锁、压裂封隔器坐封困难、喷射阶段封隔器频繁解封等难点。文章通过对连续管拖动压裂作业中摩擦系数实验测试、软件模拟工具受力分析和射孔过程套管回压精确计算等方法,针对连续管下入自锁问题提出了利用金属降阻剂和环空泵送压裂工具延长连续管下深的方法,针对压裂封隔器坐封困难问题采用环空泵送辅助封隔器坐封,通过精确计算射孔阶段需要控制的套管回压,有针对性地预防封隔器频繁解封的问题。现场实践表明,上述措施能有效解决水平段2 000 m以内的底封拖动压裂过程连续管技术难题,为后续鄂尔多斯页岩油规模化开发提供技术支撑。     

连续油管底封拖动水力喷射环空加砂分段压裂技术在九区石炭系水平井的应用

新疆油田九区石炭系储层具有低孔、低渗、低压的特点,需要压裂改造才能生产。针对4.5寸固井完井水平井套管尺寸小,常规水平井分段压裂工具尺寸受限的现状,采用连续油管底封拖动水力喷砂射孔环空分段压裂技术进行储层改造。通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,经喷嘴节流将高压射孔液转化为高速射孔液对套管进行喷砂冲蚀,然后进行环空加砂压裂,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到一趟管柱实现多级压裂的目的、环空加砂实现较大规模改造,减少喷嘴过砂量延长喷嘴寿命,节约成本。从连续油管底封拖动水力喷砂射孔环空分段压裂技术原理入手,通过选择工具及压裂参数,到现场应用,总结施工经验,成功提高作业效率,为后续连续油管底封拖动水力喷砂射孔环空分段压裂技术的实施提供宝贵经验。     

连续油管带底封工具施工风险分析与措施

连续油管带底封喷砂射孔环空分段压裂工艺技术是一种既能实现大规模储层改造,又能达到分层压裂、精细压裂的一种新型分级压裂技术。为此,详细介绍了该技术的工作原理：通过连续油管结合带封隔器、喷射工具,利用封隔器的多次上提、下放、坐封、解封,达到不限次数的多级压裂;通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。但该工艺技术也存在一定的施工风险,通过对工艺流程进行安全分析,梳理了该工艺技术的施工风险：①机械定位器遇卡;②封隔器不能坐封;③封隔器不能顺利解封;④封隔器密封不严;⑤连续油管变形;⑥连续油管及喷嘴堵塞;⑦加砂过程中出现砂堵;⑧压裂泵注压力异常;⑨连续油管卡钻;⑩工具井口挂卡及工具或工具部件落井。并提出了相应的风险预防措施,为类似的施工作业提供了参考。     

水平井化学剂注入工艺管柱研制与现场试验

为解决水平井中化学剂分层段注入问题,研制了水平井化学剂定点注入工艺管柱。该工艺管柱一趟管柱可实现多个层段作业,理论上层段不受限制,具有可重复作业,可任选某一层段作业及反洗井功能。研制了可洗井注入封隔器和注入阀等配套工具。现场试验结果表明,注入阀能力达到480 m3/d,封隔器坐封、解封容易,可重复坐封、解封,封隔器验封合格,实现了对目标层的定点注入,进行了不动管柱反洗,洗井通畅,管柱的起下作业顺利。注入过程压力没有明显上升,压力和排量均符合设计要求,工艺管柱基本能满足水平井化学剂定点注入的需求。     

水平井及大位移井液压扶正器的研制与应用

针对水平井及大位移管柱受重力效应影响,造成套管不居中,封隔器胶筒受力不均,密封性能下降,不能长期有效分隔水平及大位移井层段,特别是对固井质量不合格的低渗透和页岩油气藏无法进行压裂改造的问题,研制了液压扶正器。通过地面模拟试验,现场试验及应用,该工具坐封扶正时能确保水平及大位移井管柱处于居中位置,保证了封隔器的密封性能,在水平井及大位移井中使用液压套管扶正器,可减少套管磨损,使套管居中,有效分隔目的层,提高顶替效率,改善固井质量。     

TFS—140—Ⅳ型套管外封隔器的试验及应用

针对常规封隔器密封部件承压能力仅为１８ＭＰａ,且控制部件可靠性差,以及不能满足水平井完井和采油工艺要求的问题,研制出ＴＦＳ—１４０—Ⅳ型套管外封隔器。这种封隔器的控制部件和密封部件设计合理,结构新颖,动作灵活可靠,承压能力达到４６ＭＰａ,能有效地封隔套管外环空和防止油、气、水混窜,并能经受４２ＭＰａ压裂作业的考验。在水平井中试验,封隔器坐封成功率、套管试压合格率和固井优质率均达１００％;在定向井及竖直井中应用,封隔器坐封成功率为９８％,套管试压合格率为１００％,固井优质率为９５％。     

水平井裸眼分段压裂酸化工具

水平井裸眼分段压裂酸化工具主要用于油井增产改造作业,它是采用机械封隔的方式将水平裸眼井段各储层分隔开来进行作业的,有效解决了水平井各层段均匀布液和改造的技术难题。工具包括裸眼封隔器、悬挂封隔器、投球滑套、压差滑套、回压阀、自封式坐封装置、回接密封插管、反打开循环滑套、高强低密球、磨铣器、捕球器等多种新型井下工具。现场应用证明:该工具具有通过性好、密封承压性能好、开启灵活可靠、安全性高等特点,增产效果显著。     

连续油管喷砂射孔套管分段压裂新技术的现场应用

随着我国逐步对致密气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施勘探开发,压裂增产技术也逐步呈现大规模、多段分段压裂的趋势。连续油管带封隔器套管分级压裂技术是目前国外较新研发的一种既能实现大规模改造,又能达到分层压裂、精细压裂的一种新型分级压裂技术。这一技术通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂的目的;通过连续油管喷砂射孔、套管进行主压裂,可实现较大规模改造;通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。为此,详细阐述了连续油管带封隔器环空分级压裂的工艺技术特点以及这一技术在国内四川盆地HC井区首次现场应用情况,并对HC-A井施工过程进行了计算和分析。事实证明,连续油管带封隔器环空分级压裂、作业周期短、分层灵活精细、封隔可靠且施工后井筒清洁,可直接多层测试投产的新型压裂技术。为我国致密气藏、页岩气藏的多级分段改造提供了新的且行之有效的解决手段。     

CYY344系列高压酸化压裂封隔器

为满足四川油气田高温高压高含硫高腐蚀深井、超深井压裂酸化的需要,在川773和753型等旧型封隔器的基础上,研制成功了CYY344系列高压酸化压裂封隔器。这种封隔器采用液压坐封,泄压自动解封;胶筒密封间隙大,适用套管范围广,因采用专门研制的高性能胶料制成,可满足反复多次坐封和解封的需要;选用尺寸大于胶筒的钢体,下井过程中能有效地保护胶筒;配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构。封隔器投入使用以来,已有200井次用于单层压裂酸化、卡层酸化和找串漏层段修井作业,施工成功率为98%～100%。为确保施工的成功,封隔器下井前必须刮管和通井。     

尾管悬挂器

目前国内用于水平井油层专打悬挂筛管完井工艺,多采用固井悬挂器加管外封隔器及配套工具组合,以实现悬挂筛管和密封油套环空的目的。在施工过程中,首先将尾管悬挂器、管外封隔器、配套工具、套管和筛管丢人井内;再下胀封钻柱,进行反替泥浆、油层保护液或酸洗油层等工艺;然后,钻柱内投球憋压胀封封隔器,密封油套环空,提出胀封钻柱,即可完井。该工艺的弊端是：为方便丢手,悬挂器一般坐挂在75°的井斜范围内,重合段长,不经济;施工工艺繁琐;悬挂器无解封装置,一旦遇到特殊情况,中途坐挂,无法解封,只能磨铣。     

无限级套管滑套分段压裂工具研制与应用

针对现有水平井裸眼分段压裂工具分段级数有限,后期修井需钻磨或打捞球座等困难,研制了无限级套管滑套分段压裂工具。阐述了该工具的工艺原理,介绍了固完井管柱、压裂管柱和主要工具的结构、原理、技术指标参数。主要对套管滑套进行了开启动作、密封承压试验;对开启工具进行了胶筒压缩性能、坐封力、封隔密封承压试验;对定位器进行了定位感应力试验,地面试验结果达到了设计技术要求。该工具在苏里格苏5、苏59区块进行了现场试验应用,应用表明固井作业时,套管滑套管柱能安全顺利下入到位。压裂施工时,滑套定位准确明显,开启灵活,封隔工具坐封牢固,密封可靠,转层快速,作业效率高,满足了苏里格致密砂岩气藏多层(段)压裂增产改造的需要,具有较好的推广应用前景和价值。     

川西气田水平井K344封隔器分段压裂技术应用

川西气田前期水平井分段压裂采用Y341封隔器+喷砂滑套压裂完井管柱,压裂完成后不能自动解封。文章根据K344封隔器原理分析,推荐在水平井利用K344封隔器实施分段压裂的先导试验。通过试验表明,K344封隔器坐封方便、分段隔离针对性好、压裂后自动解封,压裂后能实现油套完全连通,水平井K344封隔器分段压裂工艺能兼顾川西水平气井分段压裂要求和采气生产需要。     

连续管底部封隔分层压裂工具的研制与应用

四川气田合川须家河纵向上具有多层段、薄互层的特点。为了提高单井产量,需要有效地发挥纵向上多个层段、薄层的产气能力。基于此,开展了连续管底部封隔环空分层压裂工具技术攻关,形成了多种定型工具产品。连续管底部封隔分层压裂工具管柱主要由套管接箍定位器、机械封隔器、压力平衡阀、喷砂射孔工具、扶正器、丢手接头及连续管接头组成。针对直井、斜井和水平井不同井型,套管接箍定位器可选择不同的定位块和弹簧进行组装,定位感应力可调。现场应用结果表明,工具能保证作业后井筒的完整性,封隔器坐封、密封可靠,解卡转层快速,接箍定位器定位精准,判断显示明显,施工中途砂堵可应急反冲砂解堵。     

水平井下冲封隔器的研制与应用

为解决目前油田套管完井的水平井中应用的常规封隔器冲砂中途易坐封、液缸内密封不严易进砂以及水平井管柱不能实现边冲边下的问题,研制了水平井下冲封隔器。该封隔器采用皮碗收缩保护可释放坐封装置和橡胶整体硫化密封装置,耐冲刷,密封可靠（密封压力达30 MPa）。室内实验和现场应用表明,该工具综合性能安全可靠,能很好地满足水平井177.8 mm/139.7 mm套管防砂完井生产的需要。     

扩张式酸压封隔器在尕斯油田套变井分层酸化压裂上的应用

采用PIP系列扩张式酸压封隔器很好地解决了青海尕斯油田套变井分层酸化、压裂措施改造施工中原来使用的Y241系列异径封隔器存在的坐封成功率低、密封效果差和解封、解卡及起钻困难的技术难题。现场应用PIP系列扩张式酸压封隔器进行套变井试油酸压措施施工1井次，封隔器坐封成功，密封完好无渗漏，解封及解卡顺利、成功，为该油田套变井分层酸化、压裂措施施工井下酸压封隔器的选择提供了新的技术支撑和储备。     

油管拖动水力喷射分段压裂技术在煤层气井的应用

油管拖动水力喷射分段压裂工艺通过油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂;该工艺在ZX-1H水平井得到成功应用,表明该技术在煤层气井分段压裂领域具有较高的推广应用价值。     

Y411—115型可取式双卡瓦封隔器

针对封隔器承压能力与解封力之间的矛盾而研制的Ｙ４１１—１１５型可取式双卡瓦封隔器,主要由坐封、解封和密封三大机构组成,靠机械坐封和解封,并设有液体平衡通道、应急释放装置及独特的自锁机构,使得封隔器解封力与承压能力无关,具有防中途坐封、解封可靠、可重复坐封和解封、承受上下压差能力高和操作简单等特点。这种封隔器应用于气举完井、负压射孔、机械卡堵水和分（选）层酸化等工艺管柱中,可避免油管产生螺旋弯曲,提高气举投捞作业的成功率和气举效率,并可减缓抽油杆与油管偏磨,还可降低作业难度和作业成本,提高起下管柱成功率和管柱寿命。     

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。      

RX361-210型热敏封隔器的研制与试验

海上油田热采井多为?224.5 mm水平井,井身结构复杂,作业环境苛刻,目前主要采用的井筒隔热方式相对单一。卡瓦式封隔器结构比较复杂,在解封过程中如果操作不当,可造成卡瓦断裂或落井,甚至引起卡井事故。为此,研制了RX361-210型热敏封隔器。该封隔器依靠热胀剂受热膨胀实现坐封,采用组合密封件以及锁紧装置增强密封性能,利用密封件随着温度的降低收缩,上提管柱实现解封。利用模拟试验井系统开展了室内试验。试验结果表明:封隔器坐封温度200℃,耐温350℃,耐压21 MPa,解封力25~35 kN,可多次坐封,且密封性能不受温度交变的影响。该封隔器坐封灵敏,解封安全,密封性能良好,在海上稠油热采方面具有良好的推广应用前景。