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 35MPa h 工作温度 1200C 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 8UPTBG 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 35MPa H 工作温度 1200C 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 8TBG 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 30MPa H 工作温度 1200C 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 8UPTBG 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 30MPaG 工作温度 1200C H 解封方式 旋转上提管柱解封 I 上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 140KNH 工作温度 1200C I 解封方式 上提管柱解封 J 上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 1597mmB 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 18MPaG 工作压差 30MPaH 工作温度 1200C I 解封方式 管柱上提解封 J 上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 30MPaF 工作压差 上压差 50MPa 下压差 35MPaG 工作温度 1200C 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 InflatableCementRetainer isusedforsingle intervalsqueeze batchorblocksqueezecementinginopenholeorcasing TheICRissetandmanipulatedbytheSettingMandrelThecementingprocedureincludesinflatingtheretainer shearingthebottomshearplug tubingpressureonballorwirelinesinkerbar spottingthecement squeezingthecementandreleasingthesettingmandreltoleavetheinflatableretainerasapermanentplug Plug isasimplifiedversionoftheSingleSetPIP ProductNo 300 01 The PIBP issetbyapplyingpressuredowntheruninstringtoinflatetheelement Oncethe PIBP isinflated simpleright handrotationwilldisengagetherun instringfromthebridgeplug 常见封隔器 FEATURES BENEFITS Setsinopenholeorcasing Toollength 80 andseallength 42 Collettypeslidingsleevebackpressurevalveinsurespositiveshutofffromeitherdirection Colletsleeveisclosedduringspottingoperation Inflationfluidpressuremaintainedbytwospring loadeddouble sealcheckvalves Releasingmechanismcontainsathrustbearingforunrestrainedrighthandrotation Specialthreadreleasesuballowswork stringtobedisconnectedwithouttheuseofa J DisconnectCouplingRefertopage13forspecificationguide ORDERINGEXAMPLEPRODUCTNO 300 73Size4 1 4 x66 ElementLength SingleAnchorUp 常见封隔器 常见封隔器 FEATURES BENEFITSNewdesignpackageavailableforcoiledtubingcompletions Standardmultipleportconfigurationallowscompletiondesignflexibility Hydraulicsettingfeatureforreliableinstallation Packercanbespacedoutinneutral compressionortension Twinelementsprotectslipsystemfromwelldebris Tworeleasemethods straightpullorhydraulic ACCESSORIESFORPRODUCTIONAPPLICATIONS 常见封隔器 TOSETTHEPACKER AfterrunningtosettingdepththeTwinSealPackerissetbypressuringtheLongstringtoestablishandmaintaina3 000psi 20 67MPa differentialpressureatthepackerfortwominutes Thisisusuallyaccomplishedinoneofthreeways 1 DroppingaballtoseatinaBakerHydro TripPressureSuborShear outBallseatSublocatedbelowthepacker 2 UseofaBakerDifferentialDisplacingValveprovidedoperationswillnotrequirepressuringthetubingbeforethedisplacingvalveistobeopened 3 LandingaBFCBlankingPluginaBFCSeatingNippleorSlidingSleevebelowthepacker Inmostcases theplugcanberun thepackerset andtheplugretrievedallinonetrip 常见封隔器 TORELEASETHEPACKER TheStandardTwinSealPackerisretrievedwithstraightpullonthelongstring Themodifiedversionforcoiledtubingapplicationsfeatureshydraulicreleasingtominimizetensilerequirements Anydifferentialpressureactingacrosspackershouldbeequalizedorcompensatedforpriortoreleasingpacker 常见封隔器 FEATURES BENEFITSlBy PassPort Inallsizes theby passareaisthelargestavailable 7 3 4 by passarea 5 l 2 l 2 by passarea Thisenablesuseofthelargerportedpilotvalvesnecessaryforanefficientchamberliftinstallation lSimpleandEasytoset Thepackerissetbysetdownweightonly Nohydraulicpressureorrotationisrequired lSimple PositiveRelease Thepackerisreleasedbyastraightpickupofthetubingstring lFullBore Theborethroughthepackeristhesameastubingdriftdiameterorlarger lFlexibleHook up Thehook upprovidestheflexibilityandinherentadvantagesofaretrievablepacker 常见封隔器 TOSETTHEPACKER 1 RunandsetaBakerRetainerProductionPacker 2 Makeupaproductiontubeandalocatorsealassemblyontothebottomofthetubingstring 3 MakeuptheModel C By PassCompressionPackerandBy passSidePocketMandrelatthedesiredlocationinthetubingstring andrunthetubingstringintothewelluntilthelocatorsubofthelocatorsealassemblylandsontheProductionPacker 4 Applytherequiredset downweighttopack offthepackingelements 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 49mmC 最大刚体外径 115mm D 工作压力 30MPaE 工作温度 1200C F 上下连接扣型 2 7 8UPTBGG 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 20MPaE 工作压力 30MPaF 工作温度 120 C 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 20MPaD 工作温度 120 C E上连接扣型 2 7 8TBG 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 15MPaE 工作温度 1200C F 上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 50mmD 钢球直径 38mmE 打开压力 15 30MPaF 关闭压力 10 20MPaG 工作温度 1200C H 上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 1200CF 上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 1200C上下连接扣型 2 7 8UPTBG 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 多级分层酸化压裂管柱管柱特点这种管柱可以承受35MPa的酸化井口压力 可实现多层分层酸化作业 而且可以对每个封隔器进行验封 但是由于用的封隔器多 必须考虑解封是否可靠 为此 我们用座封力与解封力无关的Y411封隔器代替Y441封隔器 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 24 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 绳索传送手段只能下到65 70 倾斜井筒 水平井工艺管柱 为了满足水平井井下作业的要求 目前已研制出四种传送方法 Simphor水平井测井系统 油管传送 泵送挺杆 连续油