隔6井套管损坏原因分析

介绍隔6井套管损坏段套管的基础数据以及套管下入后的各种作业情况,通过对该井压裂施工分析和套损段泥岩蠕变外载分析认为,套管损坏的主要原因是压裂时井口压力过大,时间过长造成注入水通过裂缝进入泥岩段 ,泥岩吸水为挤毁套管所致。存在类似地质构造的油气田,在设计套管、下套管、固井、压裂酸化等施工时,应提前采取相应措施,方可避免重大经济损失,降低成本。     

套管压裂井不压井完井工艺技术研究及应用

针对非常规光套管压裂井放喷后关井压力高,采用压井液压井并上修井机进行完井作业,存在污染储层及降低压裂效果的问题,研究开发了套管压裂井不压井完井工艺技术,解决了套管压裂井带压完井的问题。通过通孔桥塞、滑套阀与压控开关阀三者之间的有效配合,调控采油的流通通道,使井口处于安全受控保护状态,有效避免了压井液压井,对油层无污染,保证了压裂效果,满足了非常规油井套管压裂后不压井完井作业的需要。现场应用结果表明：下入完井工具串后可多次暂闭油层,并使井口处于安全受控状态,实现了使用修井机下泵或后期小修检泵作业时的不压井作业,满足了低成本不压井完井技术的需要,单井缩短施工周期4～6 d;应用的4口井中,井口最高压力5.2 MPa,最大井斜91.2°,桥塞最大入井深度5 073 m,不压井工艺成功率100%。该工艺可有效提高采油时率,不仅适用于有杆泵完井工艺,还适用于电泵完井工艺,具有良好的推广应用前景。     

循环下套管装置研制成功

循环下套管装置是一种在下套管过程中随时在井口灌钻井液，无须停止下套管作业，在下套管过程中出现遏阻现象可以立刻建立循环，利用破岩磨铣引鞋清除砂床。科研人员成功研制出两种循环下套管装置：一种是顶驱自动灌浆解卡装置，该装置的顶部钻杆短节与下套管作业的顶部驱动系统钻杆扣连接，依靠顶部驱动系统将解卡装置的皮碗封隔器和导引头一同插入套管，利用皮碗封隔器自动封堵的作用，边下套管边灌钻井液或建立循环，清除井眼的沉砂解卡。     

海上热采井生产套管井口升高控制装置研制

稠油热采过程中经常发生生产套管破坏变形,最终导致套管升高、井口抬升,给海上热采井井口安全作业带来挑战。根据海上典型热采井井身结构和注热参数计算了生产套管伸长量范围,在此基础上研制了热采井井口升高控制装置,该装置由下法兰、热采阀门、悬挂器、采油树帽、隔热管短节等组成。室内测试试验结果表明,所研制的井口升高控制装置具有良好的密封性能,可满足海上热采井生产套管井口升高控制要求,从而保障海上热采井井口作业安全。     

偏心井口用新型套管气回收装置

针对以往含套管气油井必须配用结构复杂的套管气回收装置 ,尤其是在北方油田寒冷的冬季 ,还须安装伴热系统等缺点 ,研制成一种用于KYJD2 4 5/65多功能偏心井口的新型套管气回收装置。这种新型套管气回收装置是在原有偏心井口装置的偏心转体上设计一种特殊的结构来回收套管气 ,在寒冷温度环境下无需任何伴热装置 ,结构简单 ,性能安全可靠 ,操作维修方便。经 2 0 0口油井的现场应用表明 ,装配新型套管气回收装置的KYJD2 4 5/65多功能偏心井口 ,对原多功能偏心井口原有的各种功能及油井作业没有影响 ,并可回收天然气 ,节约能源 ,经济效益可观。     

狮45井KQ78-65-140FF井口装置酸化压裂失效分析与对策

KQ78-65-140FF是青海油田的第一套千型井口装置,为油田各类大型压裂酸化的成功实施起到了积极的推动作用。本文针对该井口装置在狮45井酸化压裂施工过程中总阀压盖渗漏、安全阀失效等问题,通过现场解体检查、分析,找到造成本次酸化压裂失效的原因,并制定出相应的对策,提出井口装置使用长效监测机制,确定试压次数与使用次数对井口装置疲劳损伤的课题研究方向,确保井口装置在油田勘探开发大型压裂酸化过程中的保障作用。     

低产井套管捞油环保井口装置

针对低产井捞油作业抽子提出井口时，会将抽子胶筒以上的油液和输油管线内(井口到储罐)的油液带出和流到井口，造成油液的浪费和环境污染的情况。研制了低产井套管捞油环保井口装置。该装置设计有大于抽子胶筒直径的内腔，安装在井口套管头上，当抽子胶筒进入增大的内腔后，胶筒与内腔之间就形成一定的环形间隙，从而可达到使抽子胶筒上部的油液和输油管线内的油液流到井筒内的目的。该装置已在江苏油田矿业部推广应用20多套，达到了设计要求和预期的效果。     

非常规压裂试油井口配套技术应用研究

非常规压裂试油井口与套管头的连接方式不同,泵注头不同,井口主通径不同,要求压力等级高(70MPa、105 MPa),能带压泵送桥塞,远程控制,高压投球。结合河南油田非常规压裂试油特点,研究配套了简易套管头完井压裂试油井口装置、标准套管头完井压裂试油井口装置和水平井泵送桥塞射孔压裂试油井口装置,形成了河南油田非常规压裂试油井口配套技术系列。     

伸缩式自动化井口上卸扣装置的设计与分析

随着修井作业朝着自动化方向发展,国内外均致力于研究自动化修井作业设备。文章结合自动化修井机特点,设计出一种伸缩式自动化井口上卸扣装置,分析了自动液压钳、扶正对中装置等主要结构,系统阐述了该装置的工作原理,计算得出液压钳钳牙与油管之间的防打滑条件,对背钳夹紧液压缸进行选型计算,设计出合适的自动液压钳以及整个装置的液压回路,保证该装置在工作时的安全性与稳定性。现场试验结果表明,伸缩式自动化井口上卸扣装置能够实现精准对中,快速平稳完成上卸扣作业,大大减轻了工人的工作强度,节省井口操作平台空间,提升工作效率,并提高了工人的安全性。     

KY65／25-CZ抽油自喷井口装置的研制与应用

KY65／25-CZ抽油自喷井口装置是针对目前现场使用的各种井口存在抽油、自喷和压裂作业时井口变动较大、更换部分多、工艺转换麻烦等问题而研制的。该井口装置具有工艺兼顾性好、结构简单等特点。介绍了该井口装置的基本结构、技术指标、工艺特点等。     

套管外防气窜装置的研制

为了预防页岩气井在大型压裂时套管变形对水泥环造成破坏,阻断气窜通道,防止井口环空带压,在分析页岩气井产生气窜通道原因的基础上,研制了一种套管外防气窜装置。通过数值模拟试验、承压变形试验及承压密封性试验,分析了套管及套管外防气窜装置的承压变形规律,验证了套管外防气窜装置的承压密封性能。套管外防气窜装置在70 MP内压条件下,其外部径向变形仅有0.007 mm,不会形成气窜通道,且其在压缩胀封情况下可承受35 MPa的压差,防气窜性能较强。套管外防气窜装置在焦页88-2HF井和焦页93-2HF井产层固井中进行了现场试验,压裂后均未出现井口环空带压现象。性能试验和现场试验表明,套管外防气窜装置能减轻套管变形对水泥环的破坏,防止水泥环因大型压裂出现微间隙,达到防气窜的目的,可为页岩气井防气窜提供一种新的技术手段。      

套管柱在高压工艺条件下的受力及保护浅析

分析了套管柱在高压工艺条件下的受力状况，并给出了计算公式。实施压裂、酸化或注水而形成的高压差和高温差，会使井口处套管和水泥面处套管的受力发生突变。在采用环室或光油管压裂、酸化或注水时，套管处于直接承压状态，其中井口处套管受压力效应、温度效应和重力的综合影响；水泥面处套管则受到附加轴向载荷的作用。通过实际井例进行了计算和验证。在此基础上，提出了采用封隔器管柱保护套管的途径。此外，还对封隔器管柱作了受力分析。     

压裂井口管汇连接技术分析及对比

压裂井口管汇连接是指管汇撬到井口的管汇的连接,其将压裂车增压后的高压流体输送到井口,是压裂施工中最易失效的部位。常规井口管汇连接是由直管、弯管、接头、阀门等连接而成,在大规模压裂时,常规井口管汇连接工作量大、时效低、安全风险高、成本高。针对这些问题,推出了大通径单通道井口连接装置、压裂井口快速连接装置和大通径软管应用这3种新技术。分析了这3种技术的关键技术和特点,并指出了这3种技术在现场应用的优缺点,对国内研究压裂井口管汇连接装置具有借鉴意义。     

水泥返高对深水高温高压井井口抬升高度的影响

深水高温高压井油气开采过程中,油气流将井底热量携带至井口致使自由段套管受热伸长,继而导致井口抬升,使井口存在装置密封失效的风险。建立了深水高温高压井油气开采阶段井口抬升高度计算模型,基于自主研制的高温高压井口抬升模拟实验装置,开展了双层管柱不同水泥返高及多层管柱耦合固井条件下的井口抬升模拟实验。研究结果表明,相比水泥返高50%工况,双层管柱水泥返高100%工况下各层管柱伸长量明显降低,多层管柱耦合固井工况相比不固井工况下的各层管柱最大伸长量也明显降低,表明水泥封固对井口抬升具有一定的束缚作用。经模拟实验验证,建立的模型计算结果与实验数据相比误差小于10%,可用于预测不同工况条件下的井口抬升高度,为科学设计预防井口抬升措施提供了技术参考。     

海洋钻井井口承压保护装置的研制

海洋石油钻完井作业一般实行批钻批完模式,钻井作业结束后井口敞放,待一批井全部钻井结束后再转入完井作业。这种作业模式存在安全隐患,管内外都有可能有油气溢出,同时,由于没有安装油管四通、采油树或盲法兰,无法控制套管内的压力,有可能导致井涌、井喷等事故。针对上述情况,研制了海洋钻井井口承压保护装置,当钻井作业结束后,可直接将井口承压保护装置安装在套管头或油管四通上,能够方便快捷监测到井内压力变化情况;当发生溢流、井涌的情况下能够进行压井作业,恢复井下安全;此外还可防止井内落物,保证作业安全。海洋钻井井口承压保护装置结构紧凑、密封性能好、操作方便灵活、性能稳定可靠,填补了海洋油田井口保护空白,显著提高了批钻批完钻井模式的安全性。     

井喷失控井一体化井口重建装置的研制

井喷失控是油气勘探开发过程中损失巨大的灾难性事故,必须快速恢复对井口的重新控制,而拆除旧井口后的新井口重建是最为关键、风险最高的一步。传统的井口重建装备需要人员多次近井口作业完成新井口安装,抢险人员面临巨大的安全风险且一次性成功率较低,需多次尝试。针对此种情况,研制了井喷失控井一体化井口重建装置,将原有井口重建工艺“八步法”变为“一步法”,避免抢险人员多次近井口作业。文章详细阐述了该装置的组合方式、卡紧设计及密封设计,通过有限元模拟对装置的力学性能进行校核。室内实验及应急演练表明,该装置能快速实现光套管下井喷失控井口的重建,极大简化了新井口重建流程,提高了重建效率及人员安全性,对推进井喷失控近井口作业无人化进程提供了更加完善的装备支撑。     

压裂用快速插拔井口系统研究进展

随着国内工厂化压裂的大规模实施,对射孔、压裂作业时效提出新的要求。压裂用快速插拔井口系统可以显著提高压裂、射孔时井口系统换装作业时效,降低劳动强度,提高井场布置效率,减少安全隐患。国外Halliburton、FHE、FORUM、NOV等公司均在开发压裂用快速插拔井口系统,其产品已经在油田应用。介绍了国外压裂用快速插拔井口系统的结构、原理和技术特点,并分析其关键技术。在此基础上,对国内压裂用快速插拔井口系统的发展提出建议。     

渤海油田新型井口保护技术的研究与应用

由于海上油田大部分采油树承压级别较低,注水井在进行酸化压裂和微压裂作业时,通常需要拆除井口、起出生产管柱然后进行相关作业,存在作业时效低、费用高的问题。为了解决上述问题,通过设计一种新型井口保护装置,实现了不动管柱完成酸化压裂和微压裂作业,避免了采油树承压的风险。本文阐述了新型井口保护器的主要结构及原理,并以渤中34-1F油田某井为例,详细介绍了现场作业流程和应用效果。     

温度作用影响套管抗挤强度的定量评价方法——以页岩气水平井大型压裂施工为例

目前通常采用大规模水力压裂的方法对页岩气储层进行改造,由于施工排量大、施工时间长,造成井筒温度下降速度快且幅度大,由温度作用而产生的拉应力会降低套管抗挤强度,不利于安全生产。针对页岩气水平井压裂施工工艺及工况条件,建立了水力压裂时的热传导控制方程,并利用有限差分法对其进行求解,分别探讨了不同井口温度下常规水力压裂和大规模水力压裂时井底温度的变化情况;然后再根据API套管挤毁压力计算公式求得了不同钢级套管在不同温度变化时套管抗挤强度的变化值。结果表明:①较之于常规水力压裂,大型水力压裂时,井底温度变化对套管抗挤强度影响较大且对不同钢级的套管抗挤强度的影响程度也有所不同,其中高钢级套管的抗挤强度受影响较小,而低钢级套管抗挤强度受影响则较大;②当在冬季进行施工及水平井垂深更深时,这种由于温度作用造成套管抗挤强度的降低更为明显。结论认为,在对页岩气水平井大规模水力压裂时,必须考虑因为井底温度变化所造成的套管强度降低的问题,并进行合理的套管设计。     

力学分析在压裂酸化管柱优化设计中的应用

主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形及强度，管柱载荷变化规律，给出管柱变形及强度计算．从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工作业参数、管柱内外流体工况、工具深度以及井口油压、套压等，确保各施工作业工况下管柱的强度及安全。