姬塬油田多层细分注水工艺技术研究

随着油藏开发的深入,姬塬油田进入精细分层注水开发阶段。为进一步提高注水开发效果,工艺上需要解决小间距隔夹层的多级封隔、准确分层投捞测试、提高小水量测调精度和效率等技术难题。针对姬塬油田注水井特点,通过开展多层细分注水工艺管柱、配套关键工具的研究,形成姬塬油田多层细分注水工艺系列,满足"大斜度、深井、小水量"分层注水技术要求。提升分注工艺技术水平,为精细分层注水提供技术支撑。     

分层注水工艺管柱变形量计算

针对目前分层注水工艺中所使用2个或2个以上封隔器的相互作用,使得管柱的变形量计算趋于复杂的问题。以水力压缩式封隔器分层注水工艺管柱为例,较详细的分析了管柱受力坐封前、坐封后和注水3个过程中的受力状态和变形情况,并对注水时层间压差引起的受力差异给出了重点分析,推导出了管柱在不同过程中的受力及变形计算公式。为层流注水工艺解决层间矛盾,调整油层平面上注水分布的均匀性提供了理论依据。     

塔河超深裸眼分层注水管柱变形计算与对策

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏的分层注水存在注水层位深、地层温度高、下部为裸眼完井的特殊性,前期试
注井裸眼封隔器K341 失效导致试注失败。为了分析失效原因,建立了超深分层注水管柱的力学模型,分别计算了试
注管柱在不同工况（入井、坐封、注水、关井、洗井等）在各种力学效应综合作用下封隔器K341 相对于带水力锚的套
管封隔器Y241 的蠕变量。计算表明,当封隔器K341 基本坐封后,在封隔器Y241 坐封过程中封隔器K341 将产生
0.3∼0.6 m 的蠕变量,直接导致了封隔器K341 的破坏。针对该问题,制定了超深裸眼分层注水管柱防蠕动技术对策,
优化了相应的注水管柱结构：安装伸缩节、优化封隔器K341 结构使其与封隔器Y241 启封压力一致、封隔器K341 两
端安装扶正器以在入井过程中保护胶筒。     

深层水平井机械坐封过程力学精细描述

目前现场机械坐封井口悬重释放值的选取主要依赖经验。针对深层水平井,经验参数保守易造成封隔器受损,严重影响坐封效果和测试作业安全的问题。基于机械坐封原理,充分考虑井眼轨迹、管柱屈曲摩阻及管柱变截面的影响,结合三维软杆模型,建立了深层水平井机械坐封过程的管柱力学分析模型;将该模型应用于现场某深层水平井机械坐封悬重释放值的设计,计算结果与现场实测误差为7%,验证了模型的可靠性。参数敏感性分析表明：测试管柱轴向受载主要受管柱的井眼轨迹摩阻与屈曲摩阻影响;增大油套管环空间隙与有效轴向压缩力会使屈曲加剧;严重的屈曲将使管柱锁死,导致释放的悬重不能有效传递;封隔器位置决定了坐封阶段井眼轨迹导致的摩阻力大小,位置越靠近井底,管柱摩阻与屈曲摩阻将进一步增加,最终降低坐封效率。     

分层采油工艺管柱的研究与应用

为降低钻采、开发成本,油田研究应用分层采油技术,在实践中发现,部分井因为封隔器坐封载荷过大造成管柱弯曲,分采泵无法正常抽汲,针对这一问题,研究设计了新型分采工艺管柱,现场试验表明,该分采技术不但能控制坐封载荷,还能解决层间干扰,提高单井产量。     

细分注水液力投捞技术的研究与应用

细分注水液力投捞技术是采用井口注水源为动力进行液力投捞，可一次投捞两级配水器芯子和5支井下电子流量计，并同时测试5层水量、调配5层水咀，测试调配效率高；通过管柱机械定位使封隔器在最小坐封段仅O．89m的距离上准确卡封，最小卡封距达1．8m，可实现连续的薄夹层和薄注入层的细分注水；管柱类型为井口悬挂式，不仅适合浅井细分注水，同样适合于深井、斜井细分注水。该技术己在现场试验应用15井次，工艺成功率和有效率达100%，达到了细分注水、测试的目的。     

区间分析法在精细注水管柱设计方面的应用

随着油田开发进入中后期,油层及夹层的厚度越来越小,传统的大卡距大间距分层注水工艺管柱设计已经不 能满足要求,为了提高采油效率,小卡距的精细分层注水工艺应运而生,然而此工艺具有卡封层数多和单层卡距小的 特点,这对管柱力学量的精确计算提出了更高的要求。针对此问题,提出了一种区间分析法,考虑了管柱变形量的主 要不确定因素,建立了三维不确定性管柱力学模型并得到了管柱变形量区间,最后结合现场数据对分析结果进行了验 证,结果表明：现场数据与设计数据高度吻合,提高了注水合格率,对精细注水管柱的设计具有一定的指导意义。     

深水高温高压井管柱固定型封隔器失封及控制

为保证高温高压条件下深水油气井固定型封隔器的坐封效果,基于深水高温高压井完井测试开井后松弛力、活塞效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应和温度效应对管柱的影响,建立管柱固定型封隔器失封判断方法,并研究相关因素的影响规律。利用改进的正交试验,对产量、坐封深度、松弛力、管柱热阻和环空液体性质等可控因素的敏感性及可行性进行研究。结果表明:封隔器在高温高压条件下存在较高的失封风险;不同可控因素对失封风险的控制效果不同,其中环空液体性质、产量、松弛力和坐封深度的控制效果依次递减;综合考虑措施可行性,应优化环空液体性质、坐封深度和松弛力,必要时采用隔热管等技术,并对产量进行调节,保证坐封效果。     

扩张式封隔器接触力学行为及坐封效果评价

以K344-114型扩张式封隔器为研究对象,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器坐封过程和坐封后两种工况,对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了坐封过程中施加载荷与轴向压缩距的关系以及坐封后的强度、接触应力和摩擦力校核。分析结果表明:在封隔器坐封过程中,中胶筒首先与套管发生接触,当压差达到一定值时胶筒扩张到与套管接触,封隔器完成坐封;坐封后胶筒的应力集中于胶筒的肩部;胶筒与套管之间的摩擦力、接触应力均能满足分层注水工艺设计要求,能够有效封隔15 MPa的层间压差。     

压缩式封隔器接触力学行为及坐封效果评价

针对Y341-114型压缩式封隔器,采用Yeoh橡胶本构模型,在封隔器坐封和坐封后两种工况下,运用有限元分析方法对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了该封隔器坐封过程中施加的载荷与轴向压缩量的关系以及坐封后的强度、接触应力和摩擦力校核。结果表明:在封隔器坐封过程中,中胶筒首先与套管发生接触,其次是上胶筒,最后是下胶筒;封隔器坐封后胶筒的应力集中于胶筒的肩部,其中下肩部应力集中现象尤为明显;胶筒与套管之间的摩擦力、接触应力均能满足分层注水工艺设计要求,能够有效封隔15 MPa的层间压差。     

胜坨油田分层注水配套新技术

胜坨油由注水井况复杂,表现为层间差异大,出砂严重和套管损坏等。由于分层注水管柱配套技术单一,注水工具可靠性差,油管漏失结垢严重,不能满足长寿命分层注水需要,因此,开展了分层注水工具的改进及管柱优化配套研究,通过改进防蠕动工具、封隔器、配水器和沉砂底筛堵等井下工具,提高油管防腐性能,针对不同的注水井况,采取配套分层注水管柱模式,提高了胜坨油田分层注水井技术水平．通过对优化改进后的注水管柱进行应用效果评价,胜坨油田分层注水管柱在井两年的寿命由45．8％延长到64．7％。     

多通道连续油管地面分层注水技术研究

利用连续油管开发了一种多通道连续油管地面分层注水系统,其中3个通道由捆扎成束的连续油管的内部通道构成,铠装连续油管置于另一个连续油管之中,利用两者之间的间隙构成第4个通道。对连续油管进行了强度设计,并设计了相应的可钻桥塞、多功能密封接头、多通道分层注水井口以及相应的分层注水工艺,形成了一种多通道、多地层同时进行地面分层注水的技术,注水极限深度可达2 299 m。现场试验结果表明,该系统可解决常规地面分层注水层数少的技术难题,实现三层同时注水。所开发的可钻桥塞与插管密封配套技术可延长封隔器密封寿命,可简便、快捷地实现地面验封和分层水量地面调配等操作。     

双压力计压差法验封试井在朝阳沟油田的应用

封隔器的密封性是影响分层注水的关键因素，验封工作是必要的。通过实施有效的分层注水，可提高水驱控制性及水驱动程度，以提高最终采收率。     

江汉油田分层酸化压裂工艺管柱研究

油藏进入高含水开发调整阶段后，以往笼统、大井段的压裂改造已不再适应针对性更具体的层间挖潜。针对这一问题，研究了机械封隔分层和水力喷射分层这两种酸化压裂技术，本文重点对机械封膈分层酸压管柱的工艺原理、技术指标、取出成功率以及配套工具工作原理进行了阐述，机械封隔分层酸压管柱在江汉、胜利、长庆、玉门、青海等油田现场应用共计100余井次，施工成功率达到95％，现场应用表明，该管柱配套齐全、耐温耐压指标高，性能稳定。     

小直径插管封隔器在套变井压裂工艺中的应用

压裂是油气井增产的一项重要手段,直接关系到油气勘探开发的效果和经济效益。为了恢复套变井的产能,实施压裂增产增注工艺,避免因套管变形导致井下作业管柱遇卡阻而无法实施技术开发措施方案,采用小直径插管封隔器和工艺管柱,对套变井压裂工艺进行了研究试验和应用,结果表明以小直径插管封隔器为核心的压裂管柱具有承高压、耐高温、内通径大、插管密封好等特点,一趟管柱可完成验封、压裂、排液三项工艺,达到了极好的压裂工艺效果。现场试验和应用结果证明小直径插管封隔器结构紧凑、成本低、操作简便、风险小,更容易在套变井上推广应用。小直径插管封隔器和工艺管柱为套变井压裂提供了一种全新的工具和工艺方式,可有效解决套变井影响原油生产和开发技术措施实施的矛盾。     

海上油田同心双管分层注入管柱打捞技术应用

海上Q油田渤25井修井作业过程中,井内同心双管分层注入管柱遇卡,为恢复该井注水,采用水力内割刀切割技术、内外层油管交替倒扣打捞技术、震击打捞技术,最终打捞出全部注入管柱.由此获得经验归纳如下:针对防砂段垢卡的注入管柱,首先应在分注管柱以上切割,再打捞割点以下管柱;应遵循倒扣打捞为主、震击为辅的处理方式;打捞φ48.26...     

深基坑管井降水套管封井方法及施工

在采用管井降水的深基坑中,管井周边的防水细部做法是满足防水要求的关键。叙述了深基坑管井降水套管封井的施工操作方法及操作要点。     

高精度快速响应注水井温测试仪的设计

介绍了一种注水井温度剖面测试的高精度快速响应温度计,采用接触式快速热电偶感温元件,可精确测量井筒温度梯度。由于测试仪温度响应快、精度高,测得的剖面曲线所含的信息丰富、准确,对注水井的定量和定性辅助解释、分析更加精确,更加接近实际情况。特别是在区分和了解小、薄层及注水量小的层位特性,检查管柱窜槽情况方面比现有温度计更具有优势。     

注水井管柱完整性评价及注水参数优化研究

针对塔河油田注水井井筒管柱完整性失效问题,基于氧腐蚀机理模型和ECE模型建立了注水井管柱腐蚀预测模型并验证其可靠性,研究了注采阶段和注水参数对管柱腐蚀的影响规律,建立了基于拉伸失效的注水井管柱失效判据,绘制了不同注水排量和溶解氧浓度下注水井极限允许注水量图版.研究表明,注水井管柱腐蚀主要发生在注水阶段,随注水排量和溶解...     

特殊井分层注水及测试方法的研究

通过对裂缝井、大孔道、污染井等特殊井的分层注水工艺的分析,找出流量计分层段吸水量测试与同位素测试互补的测试方案。