投捞一体式柱塞气举系统的研发

清除井筒积液是维持气井正常生产的重要措施。目前柱塞气举井的生产更多依赖人工控制,井下监测还在采用传统的电缆测井工艺,生产效率不高。为此,提出一种分体式柱塞工具设计方案及利用柱塞进行仪器投捞的测井工艺方法。该技术可根据现场需求,利用柱塞的往复运动将测量仪器安全的放置于井底,在测量任务完成后将存储数据的仪器携带至地面,在井口通过近场无线通信的方式实现与地面采集设备之间的数据自动交换。新型柱塞工具的主要组成部件包括柱塞本体、投送总成、打捞总成和仪器工作筒总成。地面配套设备的主要部件包括井口通信天线和读写器。基于投捞一体式柱塞工具的排液采气工艺可完成井筒生产参数的在线测量任务,包括常规温度压力测量、井筒流体采样、压力恢复测试等。目前,该系统已完成总体方案设计和工程设计,正在开展样机试制和地面试验。该工具将为提高低压低产气井的单井产量和实现稳产提供一种兼具排液采气和动态监测功能的技术手段,对气田生产逐步实现自动化管理具有重要意义。     

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。     

零压力负载条件下滑片泵流场特性研究

针对滑片泵滑片旋转与滑动的耦合运动特征,基于计算流体力学相关方法,建立了滑片泵流场数值试验模型,对滑片泵理想状态下的流场进行了数值模拟研究。研究结果表明,当滑片腔处于吸液区时,滑片腔内体积增大,压力下降,流体被吸入到滑片腔;当滑片腔处于排液区时,滑片腔内体积缩小,压力上升,流体被排出滑片腔;滑片腔入口与出口位置速度高,有利于油砂快速通过滑片泵;滑片泵流量与转速成正比,随时间变化相对稳定,流量输出具有一定的弱周期性。该项研究结果对滑片泵的设计具有重要的理论指导意义。     

滑阀卡簧定位力有限元分析与优化

为提高井下滑套开关位置控制的准确性和安全性,采用Abaqus软件的间接方法对井下滑阀卡簧定位力进行了分析,并将实例分析结果与实验室试验结果和理论计算结果进行了对比,结果表明,数值模拟计算结果与试验结果基本一致,计算结果可靠,卡簧定位效果良好,为卡簧的优化设计提供了依据。     

零压力负载条件下滑片泵流场特性研究

滑片式采油泵作为一种全金属容积泵,主要应用于稠油热采领域。针对滑片泵滑片旋转与滑动的耦合运动特征,基于计算流体力学相关方法,建立了滑片泵流场数值实验模型,对滑片泵理想状态下的流场进行了数值模拟研究。研究结果表明：当滑片腔处于吸液区时,滑片腔内体积增大,压力下降,流体被吸入到滑片腔;当滑片腔处于排液区时,滑片腔内体积缩小,压力上升,流体被排出滑片腔;滑片腔入口与出口位置速度高,有利于油砂快速通过滑片泵;滑片泵流量与转速成正比,随时间变化相对稳定,流量输出具有一定的弱周期性。     

智能完井技术与装备的研究和现场试验

智能完井技术是一项集动态监测、实时控制与生产优化为一体的系统技术,在复杂结构井、油气藏复杂井和海上油气井的优化生产、控制开采、减少修井作业及提高采收率等方面具有显著的优势。在介绍智能完井技术的工作原理、装备结构和特点基础上,重点就研制的关键技术装备,包括井下多级液控遥控阀、穿越式封隔器、动态监测系统等进行了阐述。现场试验结果表明,研制的智能完井系统可以实现井下动态实时监测及各层段流量控制,井下液控阀可以实现遥控功能,多级调节流量的效果明显;光纤动态监测系统读取数据准确、稳定、可靠,满足现场要求;智能完井管柱顺利下井并投产,完井工艺通过了现场检验。     

井下直驱螺杆泵无杆举升技术

针对传统有杆举升系统杆管偏磨严重、系统效率低、检泵周期短等问题,研发了井下直驱螺杆泵无杆举升技术,介绍了井下电机等关键工具的理论研究和室内实验情况以及举升系统施工工艺,分析了现场应用情况和经济效益,并与传统抽油机进行了对比。采用井下永磁同步低速大转矩电机直接驱动螺杆泵,提高了系统可靠性和适用性,室内测试表明该电机能够实现50～500 r/min无级调速,运行效率高,输出转矩大。开发了井下电机高承载保护器以及柔性传动系统等关键配套工具,形成了井下直驱螺杆泵无杆举升工艺,能够满足139.7 mm(5.5 in)套管的应用需求,适用于日产液量5～50 m~3的油井。现场试验应用100余井次,应用情况表明该技术能够消除杆管偏磨,相比同型抽油机节电30%以上,能够实现安全环保举升,具有良好的应用前景。图12表2参32     

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。     

遇水自膨胀封隔器研制及在水平井中的应用

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,有效的分段隔离是解决问题的关键,需研究可靠性高、成本低、可适应裸眼环境的遇水自膨胀管外封隔器,以及在水平井中控水堵水的工艺。介绍了国外公司对遇水自膨胀封隔器的研究与应用进展。通过膨胀机理试验研究和封隔器地面台架试验,开发出国产遇水自膨胀封隔器,并在油田成功进行了现场试验。试验结果表明,该封隔器各项指标达到设计要求,完全满足常规完井与控水工艺需求。