基于叶轮的动过滤辗辊式井下采油筛管

针对采油筛管在防砂过程中存在的砂堵等问题,提出一种无定轴轮系的的动过滤辗辊式采油筛管。该筛管部分辗辊的上部焊接1个叶轮,利用叶轮将流体的动能转化为叶轮轴转动的机械能,再通过叶轮直接驱动辗辊转动。因每个叶轮只驱动同轴上的1个辗辊转动,各辗辊独立转动,所以即使相邻2个辗辊卡死,也不影响其他辗辊工作,可有效保护抽油泵,延长其工作寿命。试验及使用表明,该筛管具有结构简单、安装方便、防砂效果好、穿透性好和采油施工工艺简单等特点,平均单井每年可少检泵1次,节省费用7000余元。     

小排量动筒式防砂泵

1.问题的提出 大庆油田采油九厂所辖油田产液量低、携砂能力弱，经常出现细粉砂和泥浆埋泵固定凡尔、堵防砂筛管以及卡泵等问题。2000年统计检泵作业740口井。其中砂卡井73口，砂堵井（固定凡尔堵、筛管堵）38口井，共占作业井的15％。而常规的防砂泵虽然在柱塞和泵上都设计有防砂机构，但由于产量低、携砂能力弱，细粉砂、泥浆堆积导致砂堵（固定凡尔堵、筛管堵）问题难以解决，为此，研究出一种小排量动简式防砂泵。     

膨胀式防砂筛管完井技术及现场应用

膨胀式防砂筛管（ESS）完井技术是近年来发展的一项防砂完井新技术。膨胀式防砂筛管由膨胀式割缝基管、相互重叠的金属滤网和膨胀式割缝保护套构成。其基本原理是在井下通过膨胀工具冷挤压作用使膨胀式筛管变形到所需尺寸,起到支撑井壁和挡砂的作用。文章介绍了膨胀式筛管完井管柱结构及功能,分析了膨胀式防砂筛管完井技术在新疆油田B705井应用的必要性及现场应用情况。B705井是国内陆上油田首次应用膨胀式防砂筛管完井技术的试验井,现场应用表明这项技术工艺上是可行的。     

新型防砂直缝式筛缝管的研究

针对绕丝筛管和割缝筛管在大斜度井和水平井采油防砂中存在的问题,研制了新型防砂直缝式筛缝管。该筛缝管采用三角形不锈钢直丝,用T形环箍支撑,经竖直焊接而成。对该筛缝管的受拉面积、受压面积和表面摩擦力等进行分析及试验,结果表明,筛缝管的受拉面积是绕丝筛管的6倍以上,其抗拉强度也相应是绕丝筛管的6倍以上;筛缝管在下入井筒过程中不会导致防砂失败;筛缝管与基管的综合强度大于基管本身的强度,大大增强筛管使用的安全性;筛缝管的表面摩擦阻力仅为绕丝筛管的19%;抗压变形能力是绕丝筛管的2.35倍;力的传递更加合理,更适用于深井、大斜度井和水平井的采油防砂。     

新型预充填筛管在渤海QHD32-6油田的应用

砾石充填完井作业时间长,质量控制难度大,充填效率难以保证,用于海上油田综合成本较高,工艺应用受限。研发一种新型预充填筛管,并在渤海QHD32-6油田调整井中使用。新型预充填防砂筛管是在车间充填砾石后,直接下入生产井完井防砂井段,依靠充填砾石层实现高效防砂,与传统预充填筛管相比,预充填的砾石不固结,密度低,亲油疏水,具有强自洁能力。现场使用表明:新型预充填筛管在挡砂精度、抗堵能力、下入阻力方面有显著优势,且具有部分控水功能,是可部分替代现场砾石充填防砂完井的新型防砂工具,可用于提速增效、增油控水,大位移水平井的高效防砂。     

水平井防砂筛管评价实验

大港油田出砂油藏水平井主体采用防砂筛管完井,在实际生产过程中,虽然整体效果不错,但是部分井仍然存在筛管破漏、堵塞,砂堵、砂埋油层等影响正常生产的问题,为此开展了水平井防砂筛管评价实验研究。证实了各类型筛管在不同分选性储层的适应性,提出在设计挡砂精度时应避免和粒度中值过于接近,采用分级控砂筛管完井时应控制产液强度等注意事项,便于指导今后防砂筛管在出砂油藏水平井的合理应用。     

形状记忆筛管自充填防砂完井技术

针对独立筛管防砂完井无法支撑井壁、有效期短的问题,以及砾石充填防砂完井工艺复杂、易砂堵、费用高的不足,提出了利用一趟管柱实现长裸眼环空充填的形状记忆筛管完井技术。在优化设计形状记忆筛管机械结构的基础上,研究了形状记忆筛管生产工艺,研制了形状记忆防砂筛管,并对其性能进行了试验评价,形成了形状记忆筛管自充填防砂完井工艺。现场试验结果表明,形状记忆防砂筛管膨胀性能优越、能完全充填环空和炮眼,且膨胀后的渗透性好、挡砂精度高。形状记忆筛管自充填防砂完井技术施工工艺简单、能适应不规则井眼,具有很好的推广应用价值。      

胜利油田侧钻小井眼裸眼筛管防砂完井技术取得重大突破

近日,胜利采油院防砂中心自主研发的侧钻井裸眼筛管顶部免钻塞防砂固井工艺技术在孤东采油厂GO7-39C114井首次试验获成功,标志着胜利油田在侧钻小井眼裸眼筛管防砂完井方面取得重大技术突破,也把国内防砂技术推向了一个新的高度。该项技术攻克以下技术难点:一是解决了井眼小、斜度大的侧钻井固井防砂瓶颈;二是常规水平井筛管     

泡沫金属防砂筛管研制及性能测试

海上油气田常用的防砂方式主要为独立筛管防砂和砾石充填防砂，独立筛管防砂主要用于物性较好的储层，砾石充填防砂主要用于物性较差的储层，对于物性介于中间类型的储层，独立筛管防砂失效的风险较大，砾石充填防砂又有些浪费。通过对具有三维立体结构的泡沫金属材料挡砂机理的研究，研制出了一种泡沫金属防砂筛管。通过室内性能测试和井下现场试用，证明泡沫金属筛管的挡砂性能、过流能力、耐堵塞能力和耐冲蚀性能均较好。泡沫金属防砂筛管为海上油气田的防砂提供了一种新的选择。     

水源井防砂复合筛管的冲蚀磨损试验研究

筛管是井下防砂关键器材,对防砂质量、成本和油井产量等都有很大影响,一旦筛管失效将导致水源井出砂停产,使整个防砂作业失败。为了减轻筛管的冲蚀损害,研究了各个因素对金属网布筛管和星孔筛管冲蚀损害的影响规律。结合海上油田生产实际和各种影响因素,研制了冲蚀磨损试验装置。针对2种类型的筛管,模拟了含砂粒径、流速、含砂质量分数和地层水矿化度等因素对其冲蚀的影响程度,并利用灰色关联度的方法对各个影响因素进行了排序和分析。研究结果表明:随着流体流速、粒径和含砂质量分数增加,筛管冲蚀速率增加,地层水矿化度对筛管冲蚀的影响较小;金属网布筛管的冲蚀损害因素的关联度排序为受效面积砂粒粒径含砂质量分数流速;而星孔筛管的关联度排序为受效面积含砂质量分数砂粒粒径流速。2种筛管的主要冲蚀因素都是受效面积,筛管的局部堵塞是造成筛管冲蚀损害的关键因素;金属网布筛管不适用于地层砂粒较粗的井;星孔筛管更适合应用于水源井这样产量较高的井。研究结果对水源井筛管的结构设计和选型具有一定的指导作用。     

金属棉优质筛管适度防砂实验研究及应用

利用优质筛管适度防砂,可改善储层物性,防止防砂层堵塞,提高产能。使用自行研制的出砂模拟实验装置,测定了不同类型筛管在不同防砂精度条件下的流量、压降、油中含砂量（出砂量）等参数,分析了筛管堵塞机理,以及金属棉优质筛管防砂参数对生产压差的影响规律。研究结果表明：生产过程中油井间歇性出砂时,金属棉过滤介质能够在外力作用下发生位移变形,表面形成的低渗砂层也会发生变化,堵塞状态会受到一定程度的破坏;所以抗堵塞能力优于其他类型的优质筛管。相同挡砂精度条件下,金属棉优质筛管的堵塞压力比其他类型优质筛管低70%左右。     

实体筛管完井技术在氮气钻井中的应用

针对气体钻井完井方式单一、完井程序复杂、采用套管阀或非透式可膨胀筛管完井技术成本高、可靠性差等问题,自主研发了利用暂堵剂密封筛管的实体筛管完井技术。该技术先将筛管用暂堵剂密封为盲管后对其进行割缝或打孔处理,然后利用成熟的下尾管完井技术入井后钻掉暂堵剂,最终实现储层与筛管连通。该技术在三塘湖油田牛气1井氮气钻井中得到了成功应用,完钻后日产气量2.5×104 m3,为邻井的6倍以上,实现了低成本、零污染、安全顺利下入筛管的全过程氮气钻完井技术,为降低氮气钻井筛管完井成本提供了一条有效的途径。     

八面河水平井滤砂管打捞技术

八面河油田水平井防砂大多以滤砂管防砂为主要方式;如何打捞水平段失效滤砂管,及时恢复水平井正常生产已成为目前必须面对的问题;对此问题进行了专项研究,根据八面河油田近年水平井滤砂管打捞实施情况,设计了水平井滤砂管打捞工艺;对该工艺进行了简单介绍,并以实例进行了说明;从实际应用情况分析,该技术效果良好,具有推广价值。     

页岩气水平井井筒清洁技术的难点及对策

页岩气储层采用水平井钻井和大型加砂压裂能够获得增产,但气井井筒堵塞的问题也频繁出现,如何清除钻塞作业残余的桥塞碎屑及砂粒,确保页岩气井井下生产通道的畅通,成为气井安全生产的重要环节。为此,在分析水平井井筒清洁生产技术现状的基础上,总结了页岩气水平井井筒清洁处理面临的技术难点,结合当今世界页岩气井井筒清洁技术的进展,对清洁工具及工艺、工作液性能进行技术攻关,研发了清洁处理工具,提出了清洁处理技术对策,并对其现场应用效果进行了评价分析。研究结果表明:①所研发的针对大通径桥塞处理的套磨打捞一体化工具,可实现工具入井后对大通径桥塞的套铣、打捞一次性作业;②形成的换向旋流冲砂工艺在长水平段中作业时能避免砂粒沉降,能实现将砂粒冲洗出井筒的目标;③常压及高压井可以选用气井返排液、KCl、CaCl2溶液等作为工作液,而低压井则可选用泡沫流体作为工作液;④对于低压井,通过优化设计局部压差打捞工具形成局部压差吸附的方式带动井内碎屑物或沉砂进入工具内部,进而完成打捞作业。结论认为,所形成的适合页岩气水平井的井筒清洁工艺技术为后期大规模页岩气井筒清洁处理奠定了基础。     

用于出砂井的水力喷射泵结构设计

油井出砂对地面设备和井下设备带来极大的危害。通过室内试验研究了地层砂在井筒内的流动和沉积状态,测定了不同粒径的砂粒沉降速度和一定液量下的极限携砂量。设计了应用在出砂井中的水力喷射泵采油装置,其特点是采用平行双管柱结构的水力喷射泵,合理设计泵内流道,尽可能保持液体匀速流动,适当提高液体流速,提高携砂能力。最后为防止液体停止流动导致砂堵排出管,设计了结构独特的沉砂管。     

定向井旋转射流物理法解堵装置研制与应用

在定向稠油井井下作业以及日常生产过程中易出现近井地带堵塞和砂埋防砂中心管的现象,目前,酸化以及光冲管对防砂中心管冲砂等工艺无法较好解决此类工艺难点.研制开发了定向井旋转射流解堵装置;对利用高压水射流技术的物理法解堵机理进行了分析;根据模拟试验结果,设计了装置的结构参数.经现场应用,取得了较好的效果.     

高升油田水平井化学分段堵水技术研究与应用

高升油田的水平井均为筛管完井方式,割缝筛管与岩石壁面之间无隔挡,机械堵水方法仅能实现割缝筛管内部空间的封隔,而无法实现外部空间的封隔,给分段堵水增加了难度。对此,研究了液体桥塞分段堵水工艺,利用暂堵段塞、保护段塞对采油层保护,利用封堵段塞对堵水层进行封堵,然后注入蒸汽对采油层解堵求产;研制了水平井液体桥塞、强凝胶堵剂、双激发无机堵水剂专用的药剂配方,现场应用取得了较为理想的效果。     

月东油田防砂管柱打捞工艺及工具研究与实践

月东油田存在修井机能力不足、打捞工具不匹配及筛管砂卡严重等问题。为此,分析了月东油田筛管失效状况和防砂管柱打捞难点,研究出了筛、套环空冲砂工艺及冲砂专用工具及筛管悬挂器专用打捞工具,改进了井下液压拔卡装置及井下水力切割工具,并针对每口井井况,制定了合理的打捞技术方案。现场实践表明,研制的防砂管柱打捞工具效率高,成功完成了20多口井的防砂管柱打捞,解决了月东油田作业设备受限条件下防砂管柱打捞难题。     

胜利低渗油田水平井筛管分段控流完井技术

为了延缓水平井筛管完井后期的含水上升速率、延长水平井生产寿命,胜利油田提出并推广应用了水平井筛管分段控流完井技术。水平井筛管分段控流完井的技术原理为:首先,要根据油井的油藏地质特征,利用管外封隔器将水平油层段合理分段,实现各个不同层系间的有效隔离;然后,利用数值模拟方法计算出油井合理的日产液量,根据油藏的物性参数制订产能分配方案、计算各段需要的渗流面积;最后根据计算结果在各段下入不同孔密或缝密的控流筛管,调节各段生产压差,使产层均衡供液,并控制底水均匀地向水平井筒推进。介绍了分段管外封隔器、变密度控流筛管、变密度割缝管等分段控流完井工具,及分段控流完井工艺。从推广应用至今,该完井技术已经在胜利油田及其所属外地区块的30余口水平井中进行了应用。应用结果表明,该技术稳油控水效果明显,油井含水率可比邻井同期下降10%,能实现各不同层系间的有效隔离、延长油井无水或低含水开采期。      

新型防砂管柱的研究与应用

为有效延长防砂有效期,研制了新型防砂管柱。该管柱主要由充填工具、防砂筛管、扶正器及托砂装置组成,与普通防砂管柱相比,有以下创新点:(1)防砂尾管的密封由丝堵变为密封插头,防砂管在下井过程中有利于保持内外压平衡,减小防砂管柱下井阻力,有利于保护防砂管;(2)管柱下部配套大通径密封工具,方便尾管的插入、密封及沉砂通道的畅通;(3)沉砂空间由尾管变为套管,在相同高度的情况下,沉砂容积增加28倍。新型防砂管柱现场实施36口井,作业一次性成功率100%,平均单井日产液83 m3,日产油5.5 t。