我国研制成功自膨胀式封隔器

近日，中国石油勘探开发研究院研制成功了具有完全自主知识产权的自膨胀式封隔器，并在冀东油田高浅南区G160-P13井进行了首次现场应用。该井投产以后，产量稳定，含水率64％。     

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。     

水敏式自膨胀管外封隔器及防突结构的研制

水平井固井存在质量差、顶替效率低、压裂窜槽严重以及水泥浆对储层造成污染等技术难题。为此,设计了水敏式自膨胀管外封隔器,分析了其工作原理,设计了肩部防突结构。该封隔器采用逐级防突装置,膨胀环A和开口铜环形成第1道碗状的防突结构,膨胀环B及丁腈橡胶护肩分别形成第2道和第3道碗状的防突结构,设计的胶筒不同配方有益于胶筒更好地与裸眼井壁贴合,起到密封作用。承压试验结果表明:水敏式自膨胀管外封隔器具有优良的承压能力,在较长时间缺水状态下仍然能够保持较好的耐压能力。所得结论可为封隔器的结构优化提供参考。     

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。     

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。     

遇烃膨胀封隔器技术现状及发展趋势

常规封隔器使用过程中存在中途坐封、错封,封隔器胶筒受力不均产生应力集中等问题。为此,分析了遇烃膨胀封隔器的技术现状,介绍了遇烃膨胀封隔器的结构设计参数、膨胀机理、膨胀特性等技术情况,以及其在国外(阿曼、马来西亚)及国内(川东北)气田中的现场成功应用案例,分析了国内外在该方面研究的不足之处。在此基础上得出了遇烃膨胀封隔器今后的发展方向,包括加强遇烃膨胀橡胶材料的研究,在不同含烃种类、油品水分及其他组分的膨胀性能试验研究以及力学分析和数值分析研究等。     

自膨胀封隔器封压性能技术分析

介绍了自膨胀封隔器的结构和特点.膨胀橡胶材料、封隔器尺寸和防突环结构是影响封隔器的封压性能的关键因素.根据有限元分析、试验对比等方法,提出了提高自膨胀封隔器封压性能的主要措施.以美国巴肯页岩油藏应用的自膨胀封隔器为例,证明自膨胀封隔器在多级分段压裂完井中可有效封隔层段,且成本低.     

膨胀式封隔器有利于现场作业

由于膨胀式封隔器具有可通过较小直径井筒并坐封在较大直径井筒内的能力,并可多次坐封、随时回收,使其赢得包括修井作业在内的广泛市场。本文介绍了膨胀式封隔器的类型、结构特点、规格尺寸及其应用,并与井壁悬挂式封隔器进行了对比。     

遇油遇水自膨胀封隔器的研究与应用

利用遇油遇水橡胶遇油或遇水后体积膨胀的特点,制成的封隔器具有膨胀率高、充填效果好、操作简单等优点,能够简化施工工艺、降低完井成本,可应用于水平井分段开采、控水堵水、辅助固井等作业中.介绍了遇油遇水自膨胀封隔器的结构设计和应用范围,分析了遇油遇水自膨胀封隔器的工作原理.室内拉力试验和地面承压试验及现场应用表明,遇油遇水自膨胀封隔器达到了设计要求,能满足现场需要.     

新型多功能封隔器的研制与应用

介绍一种多功能封隔器，该型封隔器是采用皮碗和压缩式胶筒共同组合，既可用于找水、堵水、酸化、挤水泥，又可用于压裂等。具有结构简单，坐封方便，坐封成功率高，胶筒承压高，用途广泛等特点。本文介绍了ZY331－148型封隔器的结构、工作原理及现场应用情况。     

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。     

自膨胀封隔器在澳大利亚煤层气井中的应用

澳大利亚煤层气井多数煤层段采用筛管完井,在后期排采过程中由于煤层井壁稳定性差,经常出现井壁掉落的煤屑堵塞排采泵现象,为解决井壁掉物造成的排采泵被堵塞的问题,利用遇水自膨胀封隔器遇水自动膨胀密封套管与地层之间的环空的特性,并通过封隔器结构优化和室内试验,研制了胶筒式自膨胀封隔器。该装置改变了将膨胀橡胶直接硫化到套管上的设计,将自膨胀橡胶做成胶筒,两端辅以端环,施工时将胶筒套在套管上,两端用端环固定。现场应用结果表明,胶筒式自膨胀封隔器具有操作简单、密封可靠的特点,能够经济有效地解决井壁坍塌造成的检泵周期短的问题。     

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。     

自膨胀封隔器密封性能影响因素分析

封隔器胶筒密封性能的研究关键就是胶筒与井壁之间的最大接触压力。以YZF51/2″×203×3000型遇油膨胀封隔器为研究对象,利用有限元软件分析了胶筒橡胶硬度、井壁摩擦因数以及工作压力对胶筒与井壁的接触压力以及胶筒应力的影响。分析结果表明,随着橡胶硬度的增加,胶筒与井壁间最大接触压力增加,密封性能增加;井壁摩擦因数较小时,胶筒与井壁间最大接触压力随着摩擦因数增加显著,但当摩擦因数大于0.15后,其对接触压力影响较小;工作压力应该控制在90 MPa以内,即工作压差在30 MPa以内,封隔器能够实现安全密封。研究结果可指导自膨胀封隔器胶筒的优化设计以及自膨胀封隔器的现场应用。     

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。     

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。     

膨胀式长胶筒封隔器及其应用

膨胀式长胶筒封隔器是一种重要的完井工具,其特点膨胀比大,可用水泥膨胀,也可用钻井液或水膨胀,可多级连用实现多层段分段卡封。在胜利油田钻井、完井中得到了较好的应用。文中介绍了膨胀式长胶筒封隔器的结构、工作原理及用于钻井、完井的应用情况。     

遇水自膨胀封隔器专用橡胶的合成与性能分析

胶筒是自膨胀封隔器的关键部件,作为胶筒原料的吸水膨胀橡胶其性能对自膨胀封隔器的封隔效果起决定作用,但国内目前缺乏对胶筒专用吸水膨胀橡胶及其合成材料的深入研究。为提高遇水膨胀橡胶的抗盐能力,用丙烯酸钠与丙烯酰胺共聚制备了遇水膨胀橡胶中起吸水作用的吸水树脂,试验分析了吸水树脂吸水性能的影响因素,发现参与反应的各单体的配比、单体总的质量浓度都可影响吸水树脂的吸水能力。将丁腈橡胶、自制吸水树脂及其他原料共混制得了遇水膨胀橡胶,测试了溶液矿物质种类、浓度和pH值,以及温度、吸水时间对橡胶膨胀能力的影响,并进行了遇水膨胀橡胶的抗拉伸试验,试验证明以上各因素对橡胶的膨胀能力都有影响,且制备的遇水自膨胀橡胶抗拉性能良好。对应用自制遇水膨胀橡胶的自膨胀封隔器进行了室内承压能力测试,试验结果表明,自膨胀封隔器承压能力达到14 MPa,可满足浅井现场施工要求。      

用于大型钻井作业的膨胀式作业封隔器

<正> 贝克石油工具公司最近推出的Blue Whale型膨胀式作业封隔器是一种具有高膨胀性能的作业工具,该工具专门用于大型钻井作业。这种作业封隔器同常规的由多个元件组装而成的封隔器不     

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。