多段压裂水平井拖动管柱找水关键技术

长庆油田长水平段水平井应用拖动管柱找水工艺时,存在配套的皮碗封隔器胶筒密封性变差和起钻时皮碗脱落的问题,为此对其进行了针对性研究。通过室内模拟井下环境,利用滚珠丝杠控制皮碗封隔器在套管内往复运动,得到每摩擦500.00 m时的皮碗磨损量,根据承压试验确定其最大下深为2 500.00 m;通过改进Y211型拖动压裂封隔器结构、优选胶筒材料,研制了分别应用于单封和双封拖动管柱找水工艺的Y211-1型和Y211-2型封隔器;同时,研制了可在水平段重复坐封的新Y111型封隔器,以确保能够实施双封拖动管柱找水工艺。研究的新型封隔器和拖动管柱找水工艺已在长庆油田6口水平井应用,应用结果显示,1套封隔器可以完成2口井的找水作业,测试成功率由之前的91.3%提高至100.0%,单井测试费用仅为皮碗封隔器拖动管柱找水的一半。研究结果表明,新型封隔器使拖动管柱找水工艺更简便、费用更低,在长水平段水平井中的应用效果良好。      

套返水平井单封拖动管柱快速找水方法研究与应用

水平井某层段与注水井沟通,压力远高于未见水层段的产油层段,使产油层段被抑制,甚至水倒灌向地层驱油,导致水平井全井筒为水,使井口返水。采用皮碗封隔器拖动卡封找水方法,各层段逐一组合不同喷点的油管/套管同时生产,通过录取井口油管及套管的返液量及含水资料,准确快速地判断出水层段。配套形成了2套工艺管柱,单井找水周期1~2d,大幅缩短找水周期,为套返水平井的快速找水提供技术手段。     

水平井快速找水管柱的研制与应用

针对多段压裂水平井采用分段生产测试找水和阵列法产液剖面测试找水工艺存在的找水周期长、测试成本高问题,研制了单封拖动管柱快速找水和井下分段取样快速找水两种类型水平井快速找水工艺管柱,实现了套返水淹井和不套返见水井两种不同出水情况水平井快速找水测试.现场试验证明,两套快速找水管柱能够准确找到出水层位,测试效率高、测试成本低,为水平井规模化开发提供了技术保障.     

低渗透油田水平井高效找水技术研究与应用

见水是长庆油田水平井多段压裂、注水开发出现的重要问题之一,见水后含水快速上升,产能迅速下降,严重影响水平井开发效益。受低渗透油田非均质性影响,无法直接动态验证出水层段,亟需开展水平井找水技术研究。因此,本文通过分析不同见水特征、出水类型、改造情况,研发了水平井分段生产找水技术、井下取样找水技术、单封拖动管柱找水技术以及双封抽汲拖动管柱找水技术,形成了多段压裂水平井高效低成本找水技术系列,为水平井控水稳油措施提供可靠依据。     

水平井分段压裂裸眼封隔器研制及应用

研制了适用于ø152.4 mm井眼的压缩式裸眼压裂封隔器。设计了胶筒防突机构及限位机构,显著提高了高温条件下封隔器的环空密封性能。在密封圈两侧增加了密封挡圈,增强了封隔器在高温条件下的密封可靠性。在充满120 ℃导热油、内径为ø160 mm的井筒中进行室内试验,封隔器的双向环空密封压力均达70 MPa。该封隔器在苏里格气田成功应用。为裸眼水平井分段压裂提供了技术保障。     

水平井双封隔器管柱力学分析

水力压缩式封隔器在坐封时会使管柱产生轴向应力,严重时会影响管柱的强度。以水平井双封隔器管柱为研究对象,考虑2个封隔器分别坐封时井口压力的大小,基于拉梅公式、广义胡克定律和杆件变形理论,推导了在井口压力的作用下管柱的轴向力、轴向应力及变形量计算公式。计算结果表明,当封隔器Ⅰ、Ⅱ先后以10 MPa和15 MPa井口压力坐封时,封隔器Ⅰ、Ⅱ之间的管柱轴向应力由49.94 MPa降低为15.08 MPa,而弯曲段到封隔器Ⅱ之间的管柱轴向应力由58.05 MPa 增加到107.96 MPa。由此可知,后坐封的封隔器会使其到弯曲段的管柱轴向应力增加,而使其到先坐封封隔器的管柱轴向应力降低,所以管柱的危险截面出现在后坐封的封隔器到弯曲段之间。     

低产液量水平井找堵水管柱的设计与应用

针对长庆油田致密油藏低产液量水平井利用现有测试方法无法准确找到出水层的情况,设计了适用于不同地层压力的低产液量水平井找水测试管柱,同时针对不同出水位置设计了桥塞卡堵水管柱和封隔器卡堵水管柱。低产液量水平井找水测试管柱在长庆油田应用21井次,找水有效率96.7%;两种卡堵水管柱堵水在长庆油田应用22井次,堵水成功率达到81.8%。这表明,利用所设计的低产液量水平井找水测试管柱,能准确找出低产液量水平井的出水层段,所设计的卡堵水管柱能对不同位置的出水层段进行机械封堵。      

K341型裸眼水平井压裂封隔器研制

在水平井分段压裂时,常规封隔器存在中途坐封和不能承受高的坐封压力的问题.研制了K341型裸眼水平井压裂封隔器,设计有防中途坐封机构,保证封隔器能可靠坐封.单流控制阀关闭机构使该封隔器在坐封时免受高压力作用.室内及现场试验表明:该封隔器坐封可靠、承压能力强,满足水平井分层压裂工艺要求.     

页岩油水平井连续管底封拖动压裂难点与对策

连续管拖动压裂作为页岩油藏压裂增产的主体工艺之一,为了解决长水平段水平井压裂改造过程中面临的连续管下入自锁、压裂封隔器坐封困难、喷射阶段封隔器频繁解封等难点。文章通过对连续管拖动压裂作业中摩擦系数实验测试、软件模拟工具受力分析和射孔过程套管回压精确计算等方法,针对连续管下入自锁问题提出了利用金属降阻剂和环空泵送压裂工具延长连续管下深的方法,针对压裂封隔器坐封困难问题采用环空泵送辅助封隔器坐封,通过精确计算射孔阶段需要控制的套管回压,有针对性地预防封隔器频繁解封的问题。现场实践表明,上述措施能有效解决水平段2 000 m以内的底封拖动压裂过程连续管技术难题,为后续鄂尔多斯页岩油规模化开发提供技术支撑。     

水平井砾石充填热采封隔器的研制与现场试验

针对水平井砾石充填防砂施工时铅封封隔器下井过程中外管受力,容易导致中途坐封、铅封作用无法通过液压实现等问题,研制了水平井砾石充填热采封隔器。该封隔器采用鱼顶碰撞,锁块释放丢手,避免了中途坐封,铅封组件采用刚性环的柔性石墨结构,耐温达450℃,耐压12MPa以上。现场应用表明,该封隔器解决了原有热采铅封封隔器不能在水平井段丢手坐封的问题,施工成功率100%。     

水平井K344封隔器不动管柱分段压裂技术及应用

针对前期水平井多段分段压裂,采用Y系列封隔器压后不能解封,油套不连通,开滑套球滞留井筒可能导致排液和采气通道不畅通、不能动管柱等难题。采用K344封隔器具有不动管柱压裂段数多,冲砂容易,不丢失压裂层段,压后自动解封,流动通道畅通及后期易于提出管柱等优点。经现场试验4口水平井,均顺利完成加砂压裂,最多分段数为10段,3口井压后封隔器解封,油套联通,较前期Y系列封隔器分段缩短测试周期30％以上,平均单井测试产量3．11×104 m3/d ,增产效果显著,在川西致密气藏水平井分段压裂改造具有更好的适应性。     

无骨架内衬扩张式封隔器的研制与现场试验

为解决常规钢丝帘线或重叠钢片式扩张封隔器胀封承压后残余变形大、易卡管柱的问题,通过设计无骨架内衬扩张式胶筒,研制了无骨架内衬扩张式封隔器。该封隔器采用两端嵌套弹簧的方式来提高胶筒多次坐封的可靠性,在工作压差2.5~5.0 MPa下,胶筒可以充分胀封并可靠密封。室内试验表明,无骨架内衬扩张式封隔器在150℃下可以反复坐封/解封50次,双向承压85 MPa,解封后胶筒残余变形率小于1.5%。该封隔器在延长油田2口老井重复复压裂施工中进行了试验,其坐封显示明显,且在井内工作50 h多后,顺利解封,封隔器胶筒完好,外径仅由108 mm扩大至109 mm。研究结果表明,无骨架内衬扩张式封隔器封隔能力强,能重复坐封、解封,比常规扩张封隔器胶筒残余变形小,更易于解封起出管柱。      

ZY441型封隔器在水平井丢手管柱上的应用

水平井落物后打捞难度大。设计应用了以Y441型封隔器为主体的一种水平井卡封丢手管柱,主要由Y441型封隔器、坐封球座、反扣油管接箍、筛管、尾管等组成,能有效将水平井段与垂直井段分隔开,而且不影响后期油井生产。当发生落井事故时,使落物停留在垂直井段,可以利用现有技术顺利打捞落物。中原油田采油三厂6口水平井现场应用表明,该工艺操作简便,落物后很容易打捞。     

水平井下冲封隔器的研制与应用

为解决目前油田套管完井的水平井中应用的常规封隔器冲砂中途易坐封、液缸内密封不严易进砂以及水平井管柱不能实现边冲边下的问题,研制了水平井下冲封隔器。该封隔器采用皮碗收缩保护可释放坐封装置和橡胶整体硫化密封装置,耐冲刷,密封可靠（密封压力达30 MPa）。室内实验和现场应用表明,该工具综合性能安全可靠,能很好地满足水平井177.8 mm/139.7 mm套管防砂完井生产的需要。     

带多封隔器水平井作业管柱解封力分析

根据封隔器解封过程中解封力在作业管柱中的传递特点,建立了带多封隔器作业管柱解封过程受力计算模型,给出了解封力在作业管柱中的分布规律和管柱变形量计算公式,利用Visual Basic语言编制了相应的计算软件。根据吉林油田某水平井实际作业参数,对带有多封隔器作业管柱解封过程进行模拟计算,并与现场监测值进行对比。结果表明,上提载荷和管柱变形量的模拟计算结果与监测值的误差分别为2.77%和3.10%,说明计算模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程需要;在解封过程中,带封隔器作业管柱危险点出现在封隔器和造斜段位置,因此有必要对相应位置管柱强度进行校核。     

水平井分段压裂扩张式裸眼封隔器的研制及现场应用

分段压裂是顺北井区高产的必要手段,针对顺北油田裸眼酸压完井过程中封隔器容易发生老化、钢带断裂等问题,研制了一种胶筒为扩张式且长度达到1500mm,耐温180℃,耐压80MPa的可分级控制的裸眼封隔器,可以实现多个封隔器串联使用,经过现场应用评价,该款封隔器可有效的分隔油套环空及储集体,实现分段的目的,目前已在顺北油田进...     

水平井封隔器分段压裂技术在川西油气田的应用

水平井封隔器分段压裂技术对川西难动用储层具有较强的针对性,通过对裂缝条数、裂缝半长、长度组合等参数进行优选,得到了新场沙溪庙组气藏水平井的压裂施工优选参数;并研制了适合于套管井的国产化的封隔器组合,采用封隔器配合喷砂滑套进行分段压裂改造。水平井封隔器分段压裂技术在XS21井成功应用,取得了很好的增产效果。     

双封拖动分层压裂管柱的研制与应用

以前河南油田分层压裂管柱为不动分层压裂管柱,这类不动管柱配套工具多、结构复杂,每层压裂后不能及时反洗井,存在砂埋管柱风险;另外K344封隔器组配成拖动分层压裂管柱,耐温耐压相对较低,压裂后如果封隔器回收不好,在拖动过程中可能损坏胶筒,从而影响封隔器密封性。鉴于上述情况,进一步优化了双封拖动分层压裂管柱结构。新型压裂管柱工具少,同时ZY331封隔器和Y211封隔器结构简单,易于坐封解封,耐温耐压较高,适合拖动分层压裂施工工艺。     

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用

为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具。裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果。针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封。密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果。该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。     

水力喷射拖动分压工艺在水平井的应用

水平井分层压裂改造是水平井增产的重要技术措施之一。就水力喷射拖动管柱分层压裂技术的工艺进行阐述,并就现场实施中出现的问题进行分析,制定解决措施并实施,取得成功。总结并归纳了水平井水力喷射分层压裂工艺实施总的问题,提出工艺改进,参数的优化,以及今后压裂工艺的完善和研究方向,连续油管拖动水力喷射分层压裂工艺技术。