封隔器及井下工艺管柱.ppt

第四章 封隔器及井下工艺管柱,第一节 封隔器分类及型号编制方法 一、封隔器 1）用途：封隔器是用于井下套管或裸眼里封隔油、气、水层的专用工具。它通过外力作用，使胶筒长度缩短和直径变大密封油、套环形空间，分隔封隔器上下的油（气、水）层，从而实现油、水井的分层测试、分层采油、分层注水、分层改造和封堵水层。 2）分类：根据封隔器封隔件的工作原理不同，将封隔器分为自封式、压缩式、楔入式和扩张式四种类型。 3）编号方法：按封隔件分类代号、支撑方式、坐封方式、解封方式及刚体最大外径五个参数依次排列而成。具体编号方法如下：,第四章 封隔器及井下工艺管柱,分类代号是用分类名称的第一个汉字拼音大写字母表示；支撑方式、坐封方式和解封方式代号均用阿拉伯数字表示；刚体最大外径用实际尺寸的阿拉伯数字表示，单位为,第四章 封隔器及井下工艺管柱,第二节 常见封隔器结构及井下工具 井下工具的应用与采油工艺和修井工艺的需要密不可分，不论国外还是国内其井下工具的分类体系都是与油田采油工艺的要求相适应的。国外由于市场经济较发达，井下工具服务公司从研究、试验、生产、储备、销售、服务都有较完整的组织，可针对油田工艺的需要配备成套设备和提供现场服务。国内在科研、生产、服务方面也对井下工具研究也建立起了较完整的体系,第四章 封隔器及井下工艺管柱,国外井下工具服务公司对井下工具的分类特点 井下工具的分类体系都是与油田采油工艺的要求相适应的 从研究、试验、生产、储备、销售、服务都有较完整的组织; 可针对油田工艺的需要配备成套设备和提供现场服务。,第四章 封隔器及井下工艺管柱,美国BAKER公司井下工具与服务的分类,第四章 封隔器及井下工艺管柱 国内油田井下工具的分类,机械采油 人工举升采油 有杆泵 气举 电潜泵 水力活塞泵 喷射泵 自喷井：主要包括各种完井工艺,增产措施主要包括压裂、酸化 机械找封堵水 注入工艺注水注气（蒸汽、CO2、） 试油及测试 钢丝作业 修井（打捞、钻铣、不压井）,常见封隔器,（一）Y341-148自验封注水封隔器（图4-2） 1、用途：用于油田注水作业，封隔注水层；并能自行验封。 2、技术规范： a.总长：2237mm； b、最大刚体外径：148mm； c.通径 62mm； d、适用套管内径：155.4-162.8mm; e.座封方式：液压座封 f、座封压力： 15-18MPa; g工作压差：35 MPa; h 、工作温度： 120 0C; I、解封方式：上提管柱解封，解封力为20-50kN; J、上下连接扣型：2-7/8UP TBG,常见封隔器,Y441-115封隔器 1用途： 用于油田找堵水、酸化作业，封隔目的层。 2技术规范： A、总 长：1577mm； B、最大刚体外径： 115mm； C、通 径：50mm； D、适用套管内径： 118-126mm; E、座封方式： 液压座封 F、座封压力： 16-25MPa; G、工作压差： 35 MPa; H、工作温度： 120 0C; I、解封方式： 上提管柱解封，解封力为10-50t; J、上下连接扣型：2-7/8 TBG,常见封隔器,Y341-115反洗井注水封隔器 1.用途：用于油田注水作业，封隔注水层；并能反洗井。 2. 技术规范： A、总长：1550mm； B、最大刚体外径：115mm； C、通径：50mm；D、适用套管内径：118-126mm; E、座封方式：液压座封 F、座封压力：15-18MPa; G、工作压差： 30 MPa; H、工作温度： 120 0C; J、解封方式： 上提管柱解封，解封力为10-20KN; K、上下连接扣型：2-7/8 UP TBG,常见封隔器,Y411-115可取式封隔器 1. 用途： 用于气举井气举、排液；油井找堵水作业。 2. 技术规范： A、总 长：1200mm； B、最大刚体外径： 115mm； C、通 径：50mm； D、使用套管内径： 118-126mm; E、座封方式： 旋转下放管柱座封; F、工作压差：30MPa G、工作温度： 120 0C; H、解封方式： 旋转上提管柱解封； I、上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,常见封隔器,Y511-115封隔 用途：用于油田压裂、酸化作业，油井补层作业。 2.技术规范： A、总 长： 1910mm； B、最大刚体外径： 115mm； C、最小通径： 50mm； D、使用套管内径： 118-126mm; E、座封方式： 下放管柱座封; F、工作压差： 50MPa ; G、座封载荷： 100-140KN H、工作温度： 120 0C; I、解封方式： 上提管柱解封； J、上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,常见封隔器,Y342-115堵水封隔器 1.用途： 用于油井找堵水作业、分（选）酸化作业。 2.技术规范： A、总 长： 1597mm B、最大刚体外径： 115mm； C、最小通径： 50mm； D、使用套管内径： 118-126mm; E、座封方式： 液压座封; F、座封压力： 15-18MPa G、工作压差： 30MPa H、工作温度： 120 0C; I、解封方式： 管柱上提解封； J、上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,常见封隔器,Y455-115桥塞 1.用途： 用于油井找堵水作业；封堵底层。 2.技术规范： A、总 长： 1287mm； B、最大刚体外径：115mm； C、使用套管内径：118-126mm; D、座封方式：液压座封（座封工具:y455-115座封工具） E、座封压力： 30MPa F、工作压差： 上压差：50MPa, 下压差：35MPa G、工作温度： 120 0C; H、解封方式:下打捞工具解封（Y455-115打捞工具）。,常见封隔器,The “ICR” (Inflatable Cement Retainer) is used for single-interval squeeze, batchor block squeeze cementing in open hole or casing. The ICR is set and manipulated by the Setting Mandrel The cementing procedure includes inflating the retainer, shearing the bottom shear plug (tubing pressure on ball or wireline sinker bar) spotting the cement, squeezing the cement and releasing the setting mandrel to leave the inflatable retainer as a permanent plug. Plug) is a simplified version of the Single Set PIP (Product No. 300-01). The “PIBP” is set by applying pressure down the runin string to inflate the element. Once the “PIBP” is inflated, simple right-hand rotation will disengage the run-in string from the bridge plug.,常见封隔器,FEATURES/BENEFITS Sets in open hole or casing Tool length = 80“ and seal length = 42“ Collet type sliding sleeve back pressure valve insures positive shut off from either direction Collet sleeve is closed during spotting operation Inflation fluid pressure maintained by two spring-loaded double-seal check valves Releasing mechanism contains a thrust bearing for unrestrained righthand rotation Special thread release sub allows work-string to be disconnected without the use of a “J” Disconnect Coupling Refer to page 13 for specification guide. ORDERING EXAMPLE PRODUCT NO. 300-73 Size 4-1/4“ x 66“ Element Length, Single Anchor Up.,常见封隔器,常见封隔器,FEATURES/BENEFITS New design package available for coiled tubing completions. Standard multiple port configuration allows completion design flexibility. Hydraulic setting feature for reliable installation. Packer can be spaced out in neutral, compression or tension. Twin elements protect slip system from well debris. Two release methods: straight pull or hydraulic. ACCESSORIES FOR PRODUCTION APPLICATIONS:,常见封隔器,TO SET THE PACKER: After running to setting depth the Twin Seal Packer is set by pressuring the Long string to establish and maintain a 3,000 psi (20,67 MPa) differential pressure at the packer for two minutes. This is usually accomplished in one of three ways: (1) Dropping a ball to seat in a Baker Hydro-Trip Pressure Sub or Shear-out Ball seat Sub located below the packer. (2) Use of a Baker Differential Displacing Valve provided operations will not require pressuring the tubing before the displacing valve is to be opened. (3) Landing a BFC Blanking Plug in a BFC Seating Nipple or Sliding Sleeve below the packer. Inmost cases, the plug can be run, the packer set, and the plug retrieved all in one trip.,常见封隔器,TO RELEASE THE PACKER: The Standard Twin Seal Packer is retrieved with straight pull on the long string. The modified version for coiled tubing applications features hydraulic releasing to minimize tensile requirements. Anydifferential pressure acting across packer should be equalized or compensated for prior to releasing packer.,常见封隔器,FEATURES/BENEFITS l By-Pass Port - In all sizes, the by-pass area is the largest available (7” - 3/4” by-pass area; 5-l/2 - l/2” by-pass area). This enables use of the larger ported pilot valves necessary for an efficient chamber lift installation. l Simple and Easy to set-The packer is set by setdown weight only. No hydraulic pressure or rotation is required. l Simple, Positive Release-The packer is released by a straight pick up of the tubing string. l Full Bore - The bore through the packer is the same as tubing drift diameter or larger. l Flexible Hook-up - The hook-up provides the flexibility and inherent advantages of a retrievable packer.,常见封隔器,TO SET THE PACKER: 1. Run and set a Baker Retainer Production Packer. 2. Make up a production tube and a locator seal assembly onto the bottom of the tubing string. 3. Make up the Model “C” By-Pass Compression Packer and By-pass Side Pocket Mandrel at the desired location in the tubing string, and run the tubing string into the well until the locator sub of the locator seal assembly lands on the Production Packer. 4. Apply the required set-down weight to pack-off the packing elements.,常见井下工具,（一）KPX-100偏心注水工作筒 1.用途： 用于水井注水作业；投放水嘴。 2.技术规范： A、总 长：1832mm； B、刚体通径： 49mm C、最大刚体外径;115mm； D、工作压力： 30MPa E、工作温度:120 0C; F、上下连接扣型：2-7/8 UP TBG G、适用套管范围： 121mm,常见井下工具,（二）KSS-115管柱伸缩器 1.用途：用于水井分层注水作业；来补偿管柱轴向变形量。 2.技术规范： A、总 长：1260mm； B、最大刚体外径：115mm； C、通 径： 50mm; D、解封压力： 18-20MPa E、工作压力： 30MPa F、工作温度： 120C;,常见井下工具,(三)KSL-90水力循环凡尔 1.用途： 用于水井分层注水作业；使封隔器座封， 并能沟通油套环空，进行反洗井作业。 2.技术规范： A、总 长： 600mm； B、最大刚体外径：90mm； C、打开压力： 15-20MPa D、工作温度： 120C; E上连接扣型： 2-7/8 TBG,常见井下工具,（四） KDS-108A丢手接头 1.用途： 用于油井找堵水作业、负压射孔、选层酸化等作业。 2.技术规范： A、总 长： 580mm； B、最大刚体外径：108mm； C、丢手方式： 投球丢手 D、丢手压力： 15MPa E、工作温度： 120 0C; F、上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,常见井下工具,（五） KSL-100水力开关滑套 1.用途：用于油田找堵水作业、分（选）层酸化等作业，打开或关闭目的层。 2.技术规范： A、总 长： 815mm； B、最大刚体外径：100mm； C、最小内径：投球前：30mm；投球后：50mm D、钢球直径： 38mm E、打开压力： 15-30MPa F、关闭压力： 10-20MPa G、工作温度： 120 0C; H、上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,常见井下工具,（六）KHT-115滑套 用途： 用于油井找堵水作业、分（选）层酸化等作业；打开目的层。 2.技术规范： A、总长： 482mm； B、最大刚体外径： 115mm； C、通 径： 62mm； D、打开压力： 根据作业时实际情况确定； E、工作温度： 120 0C F、上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,常见井下工具,KZS-115找水开关 1、用途：用于油井找堵水作业。 2、技术规范： 总 长： 1125mm； 最大刚体外径： 115mm； 适用套管内径： 118mm； 最小通径： 36mm； 开关压力： 17-20MPa 工作温度： 120 0C 上下连接扣型： 2-7/8 UP TBG,分注管柱,常用注水管柱 作业过程： a) 下注水管柱 b) 反洗井 c) 座封封隔器 （分别打压5、10、15、20、25MPa，稳压30min） d) 验封封隔器 （稳压30min, 如果井口套管闸门没有溢流，则封隔器已完全坐封） e) 替入套管保护液 f) 完井 管柱特点：常用分注管柱结构简单，配套工具较少，因而管柱成本较低；但管柱受力不平衡，存在上顶力；压力、温度等因素的变化引起的油管蠕动，会造成封隔器的解封或降低封隔器的使用寿命,分注管柱,可反洗井悬挂式平衡分注管柱 作业过程： a) 下注水管柱 b) 反洗井 c) 座封封隔器 （分别打压5、10、15、20、25MPa，稳压30min） d) 验封封隔器 （稳压30min, 如果井口套管闸门没有溢流，则封隔器已完全坐封） e) 替入套管保护液 f) 完井 管柱特点 1、井下管柱无卡瓦锚定支撑； 2、封隔器之间的受力平衡； 3、可进行反洗井作业； 4、井下工具采用镍磷化学沉积防腐处理； 5、使用管柱伸缩器后，克服了油管蠕动可能造成封隔器的解封；,分采管柱,作业过程 a)下入管柱 b)坐封封隔器（封隔器可以是Y441或Y411) c)验封封隔器 d)下抽油泵,机械堵水管柱,封上找(采)下不丢手管柱 作业过程 a)下入找堵水管柱 b)坐封封隔器（封隔器可以是Y441或Y411) c)井口打压打开KHT滑套 d)验封封隔器 e)下抽油泵 管柱特点 这种管柱可用于采下层油或验证下层水。如果肯定下层为油层，上层为水层，则下该管柱采下层油；如果初步判断下层是水层，则下该管柱，验证下水层。该管柱结构简单，并可以验封封隔器。,机械堵水管柱,两级双卡瓦可验封堵水管柱 作业过程： a) 下封堵水管柱 b) 座封下封隔器 c) 验封下封隔器 d) 座封上封隔器 e) 验封上封隔器 f) 关闭中间滑套 g) 丢手 h) 下生产管柱 1、 特点： a) 封隔器可逐级验封； b) 全部配套工具本油田目前已有； c) 耐压差25MPa； 2. 缺点： a) 中间管柱有较大的压应力； b) 如水层判断不准，无法调整封水层位； c) 下部油层无法测剖面。,机械堵水管柱,永久式可验封高压机械堵水管柱 作业过程： a) 座封永久式封隔器 b) 下上部封隔器管柱，密封插管插入永久式封隔器中； c）验封下封隔器 d) 座封上封隔器 e) 验封上封隔器 f) 关闭滑套 g) 丢手作业 h) 下生产管柱完井 特点： a) 封隔器可逐级验封； b) 下封隔器承压大于50MPa,有效期大于3年; c) 密封可靠性高； d) 上封隔器可选带卡瓦封隔器（Y441）或无卡瓦封隔器（Y342）； e) 堵水管柱有47mm通径，下部油层可进行生产测试； f) 可封堵压差大于30MPa水层； g) 如水层断不准，可任意调整三个封水层位； 2. 缺点： a) 工具成本费用较高； b) 作业时间较一般堵水作业长一天。,国外典型机械找堵水管柱,机械找堵水一趟管柱,酸化/压裂管柱,酸化上、下层/压裂管柱 管柱特点 这种管柱结构简单、操作方便，适用于同时酸化渗透率都比较低的油、水层，上部封隔器无法验封，酸化井口压力不得高于35MPa。,酸化/压裂管柱,水平井分段作业工艺管柱要求,1、全套管柱在水平井中起下应顺利通畅，无卡阻，即管柱进入水平段后下放管柱悬重应略大于管柱重力作用下的最大摩擦力； 2、由于在水平段工作的封隔器其封隔件的运动方向与管柱重力方向平行，因而封隔器坐封后封隔件必须具有足够的刚度； 3、由于水平井曲率半径的影响，下入工具在外径已定时其长度就要受到限制，能通过弯曲段的工具最大长度如下： Lmax=2（D2-d2+2R（D-d）1/2 4、由于水平井中井斜角大于60的弯曲段在洗井过程中存在岩屑不稳定性的影响，井内和油管内机械杂质不易冲洗干净，因此，液压工具必须具有隔离保护功能，才能有效地保证其工作可靠性； 5、分段作业封隔器在最大限度减小外径尺寸条件下，工作时应具有良好的密封性能； 6、管柱中各工具均应尽量采用液压操作和控制。,水平井工艺管柱,1、水平井井下作业管柱分类 水平井井下作业管柱包括两大类：一类是传送管柱，另一类是操作管柱。传送管柱是将井下操作管柱下入水平段的手段。此外传送管柱还具有传递液压以及往复或旋转运行的作用。目前，水平井的传送手段有钻杆传送、油管传送、连续油管传送以及泵送挺杆等。在直井中采用电缆或纲丝绳，靠测井仪或作业工具本身的重量下入井内。随着大斜度井及水平井的出现，绳索靠重力已无法将仪器送入水平井段，绳索传送