多级分注井封隔器研制与应用

针对常规多级分注时封隔器解封起钻拉力大、作业风险高、洗井困难等问题,研制了一种多级分注封隔器。该封隔器具有坐封压力低、油套环空加压解封、解封状态下洗井以及可重复坐封等优点,有效地解决了多级分注技术难题。2011年在长庆油田现场应用5口井,最大分注级数4级,最大井深2 551m,封隔器验封合格率100%,解封洗井作业顺利,封隔器可重复液压坐封,为多级分注提供了有效的工艺技术支撑。     

非金属水力锚研制与试验

低渗透油藏的深井分层注水采用锚定式分层注水管柱,金属锚爪易伤害套管内壁,还会发生起钻遇卡事故。利用压缩式封隔器的优点,设计出非金属水力锚。室内试验结果表明:非金属水力锚在注水工作压力下能够达到分注管柱锚定要求,同时又有效防止了套管内壁损伤、降低了分注管柱起钻遇卡风险。     

数字式分层注水流动特性研究与分析

针对长庆低渗透油藏精细分层注水特点,常规分注技术存在实时监控难以及测调过程复杂等问题,提出了数字式分层注水技术。该技术应用配水器集成孔板流量计、一体化可调水嘴、电机、验封短节、井下电源、通信模块及控制芯片等部件,实现了配水器的自动验封、自动调节、数据实时录取与存储和无线通信的功能,极大地提高了注水过程的自动化水平。通过分析油管的沿程流阻、水嘴和流量计的阻力损失,建立了数字式分层注水井注水的流动特性分析力学模型。利用该模型可以计算得出井下各层的注水压力及水嘴开度关系,进而优化注水参数,提高分层注水效果。     

鄂尔多斯盆地南部长6和长7油层浊流事件的沉积特征及发育模式

在鄂尔多斯盆地西南部及南部长6和长7油层组中的半深湖—深湖亚相中发育了典型的浊积岩,构成了该地区的主要储层类型,并成为该地区油气勘探的重要领域。物源分析表明,西部、南部及西南物源是盆地浊积岩的主导物源。浊积岩的类型包括远源、近源浊积岩和厚层块状、薄层、微层浊积岩。盆地浊积岩具有典型的浊流沉积特征,为低Eh值的还原环境产物。该地区浊积岩为低密度流的湖相浊积岩,为盆地西南部辫状河三角洲前缘垮塌成因。对于大型拗陷型陆相湖盆,一旦条件成熟,就有可能形成浊流沉积。建立了该地区浊积岩形成发育模式。     

井下柔性复合管注水技术及应用

目前长庆油田采出水腐蚀结垢严重，导致钢制防腐油管使用寿命较短。通过力学计算及结构材料优选，研发了不同管径的井下柔性复合管并进行了相关的管柱强度校核、有限元分析及室内性能评价，形成了适用于采出水回注井的井下柔性复合管注水工艺管柱系列。现场试验32口井，试验成功率100%，截至2016年5月试验井的最长注水时间已达4年。开展了12井次的取样性能检测，表明井下柔性复合管具有良好的防腐性能，可有效提高注水管柱使用寿命，预计使用寿命达10年以上，是钢制防腐油管使用寿命的2倍以上，同时该工艺可有效降低作业强度和生产成本，具有广阔的推广应用前景。     

定向井分注工具通过性分析

由于定向井的井眼曲率过大,分注层数的增多,分注工具刚度比油管大,可能导致分注管柱下入过程中工具被卡死,最终导致整个分注管柱无法下入和无法进行注水作业。因此工具通过性分析在国内油田开发中显得至关重要。考虑井眼轨迹和分注工具的材料和尺寸对工具通过性的影响,提出了一种分注工具在刚性和柔性条件下可以通过的临界长度的计算方法。首先根据井眼轨迹找出工具最难通过位置,在此基础上计算出工具串能通过的临界长度,然后与工具实际长度进行比较,如果分注工具的长度小于临界长度,则可顺利下放;反之则无法下放。利用该方法对管柱的通过性进行评估能有效地优化管柱结构和提高坐封效率,对分注工具选用和分注管柱设计有一定的指导意义。     

新型小流量水嘴的设计与数值模拟

针对单层配注量小、层间压差较大的低渗透油藏分层注水,采用常规水嘴过流面积小、不易实现分层配注问题,提出了以现有堵塞器水嘴外形尺寸、承压能力等参数为依据,设计一种新型小流量水嘴。该水嘴通过绕流增加流道长度以增加沿程损失,改变水嘴内流体的流动方向和扩大流道截面积来增加水嘴的局部压力损失,实现在相同的节流效果前提下,既满足小水量注水的要求,又大幅度地扩大了水嘴通流面积。利用FLUENT软件对新型小流量配水嘴和常规配水嘴的嘴损特性进行了数值模拟,通过数值模拟结果表明:新型小流量水嘴大幅度地增加了过流面积,从而实现层间压差较大时的分层注水,可进一步推广应用。     

多级分注井逐级解封封隔器研制

长庆油田开发油藏存在多层系叠合、层系内油层发育、油层非均质性强的现象,要求注水开发油藏实施精细分层注水。常规注水用Y341型封隔器在多层分注井上存在解封作业风险大的问题。针对这一问题,开展封隔器坐封机构、解封机构研究,通过改进坐封锁紧机构、优化解封剪钉,研制出Y341型多级分注井逐级解封封隔器。试验证明:该封隔器具有坐封性能稳定、单个解封力小(30~40kN)的优点,同时能够在多层分注井上实现从上而下依次解封的功能,克服多层分注井的解封载荷叠加效应,降低了作业风险。     

定向井注水管柱单元结构浮力计算公式修正

目前注水管柱在井筒液体中所受浮力主要采用浮重法计算,与现场实际情况不符。为此,开展了管柱单元结构浮力研究,引进了修正因子——侧浮力,用以对现有单元浮力计算公式进行修正。通过等效原理建立注水管柱单元结构浮力的力学计算公式,并在定向井上对注水管柱浮力进行计算,通过理论验证,证明了改进后的单元结构浮力计算公式的正确性。建议管柱力学分析采用修正后的单元结构浮力计算公式,以提高分析计算结果的准确性。     

长庆油田同心验封测调一体化分层注水技术

为了提高长庆油田定向井小水量分层注水的测试效率、降低作业强度及测试成本,研究了同心验封测调一体化分层注水技术及关键工具。该技术采用机电一体化控制方法,利用电缆控制井下测试仪器进行验封及测试调节工作;借鉴离合器的工作原理,将电动直读验封仪与同心电动测调仪集成为验封测调一体化仪器,不仅使其具有验封仪、测调仪的功能,而且还进一步提高了仪器的集成化、自动化程度。该技术在长庆油田430余口井进行了应用,一趟作业完成全井验封、测调等全部工序,测调成功率达到98.0%,单层测调误差小于10.0%,单井验封测试时间由6～8 h缩短至4 h以内,单井年作业费用降低0.96万元。同心验封测调一体化分层注水技术为低渗透油藏低成本开发提供了一种新的技术手段。