海上油田钻完井常用工具方案
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完井技术基础概述根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求,在井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方式的过程叫做完井(Well Completion)。
1、完井的要求1).油气层和井筒之间应保持最佳的连通条件,油、气层所受的损害最小;2).油、气层和井筒之间应有尽可能大的渗流面积,油、气入井的阻力最小;3).应能有效地封隔油、气、水层,防止气窜或水窜,防止层间的相互干扰;4).应能有效地控制油层出砂,防止井壁垮塌,确保油井长期生产;5)应具备进行分层注水、注气、分层压裂、酸化等分层处理措施,便于人工举升和井下作业等条件;6).对于稠油油藏,则稠油开采能达到热采(主要蒸汽吞吐和蒸汽驱)的要求;7).油田开发后期具备侧钻定向井及水平井的条件;8).工工艺尽可能简便,成本尽可能低;2、完井方式1).射孔完井(perforating)又分为:套管射孔完井、尾管射孔完井;2).裸眼完井方式 (Open-hole);3).割缝衬管完井方式(Slotted Liner);4).砾石充填完井方式 (Gravel Packed) 又分为:裸眼砾石充填完井、套管砾石充填完井、预充填砾石饶丝筛管;3、完井井口装置一口井从上往下是由井口装置、完井管柱和井底结构三部分组成。
井口装置主要包括套管头、油管头和采油(气)树三部分,井口装置的主要作用是悬挂井下油管柱、套管柱,密封油管、套管和两层套管之间的环形空间以控制油气井生产;回注(注蒸汽、注气、注水、酸化、压裂和注化学剂等)和安全生产的关键设备。
完井管柱主要包括油管、套管和按一定功用组合而成的井下工具。
下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井的最后一个环节。
井的类型(采油井、采气井、注水井、注蒸汽井、注气井)不一样,完井管柱也不一样。
即使都为采油井,采油方式不同,完井管柱也不同。
目前的采油方式主要有自喷采油和人工举升(有杆泵、水力活塞泵、潜油电泵、气举)采油等。
工艺技术定义与分类工艺技术分类目前,油井作业措施工艺技术已经实现了机械化、自动化和智能化,提高了作业效率和安全性。
工艺技术发展历程与现状工艺技术现状工艺技术发展历程工艺技术的重要性工艺技术的意义工艺技术的重要性与意义钻头是油井作业过程中常用的工具之一,主要用于破碎岩石并形成井眼。
详细描述钻头通常由钻尖、钻刃和钻头体组成,根据不同的地层和岩石特性,需要选择不同类型和尺寸的钻头。
常见的钻头类型包括刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头等。
详细描述钻铤总结词详细描述总结词防砂工艺技术是针对油气田开发中砂堵问题而产生的一种重要技术。
详细描述防砂工艺技术主要通过地层充填、绕丝筛管、砾石充填等技术手段,防止地层砂进入井筒,从而达到保护油气井的目的。
堵水工艺技术是针对油气田开发中出水问题而产生的一种重要技术。
详细描述堵水工艺技术主要通过机械堵水、化学堵水、复合堵水等技术手段,封堵出水层位,降低水对油气层的损害,提高油气采收率。
总结词VS总结词详细描述总结词某油田的防砂工艺技术应用,采用了砾石充填、高分子材料防砂、机械防砂等多种方法,有效防止了油井出砂问题。
详细描述某油田的防砂工艺技术应用,针对不同区块和油藏特点,采用了不同的防砂方法。
对于出砂较严重的井,采用了机械防砂方法,通过安装滤砂器等机械装置,阻止地层砂进入生产层。
对于出砂较轻的井,采用了高分子材料防砂方法,将高分子材料注入地层,将地层中的微小缝隙封闭,从而防止地层砂进入生产层。
对于未出砂的井,采用了砾石充填方法,将砾石充填到近井地层中,增加地层的渗透率,提高原油的产量。
总结词某油田的堵水工艺技术应用,采用了化学堵水、机械堵水、热力堵水等多种方法,有效解决了油田出水问题。
详细描述某油田的堵水工艺技术应用,针对不同区块和油藏特点,采用了不同的堵水方法。
对于出水较严重的井,采用了化学堵水方法,将化学药剂注入地层,与地层中的岩石发生反应,生成不透水的物质,阻止地下水进入生产层。
第四章井下工具本章介绍海上油(气)田完井生产管柱中常用工具的种类、结构特点、用途、技术参数、选用等。
包括封隔器(Packer)、井下安全阀(SSSV)、滑套(Sliding)、工作筒(Nipple)、偏心工作筒(Side Pocket Mandrel)、伸缩节(Extension Joint)、流动短节(Flow Couping)、加厚管(Blast Joint)等。
第一节封隔器封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一,其主要功能如下:1)分隔生产层段,防止层间流体和压力的串通、干扰;2)分隔压井液和生产液;3)满足采油(气)生产和修井作业的各种要求;4)保留住套管环空中的封隔液,起到保护套管和安全生产的作用。
用于海上油(气)田完井的封隔器可分为可回收式和永久式两大类型,而按坐封方式,可分为液压坐封、机械坐封和电缆坐封。
一、可回收式封隔器1.单管封隔器单管封隔器,按其坐封方式,可分为液压坐封式和机械坐封式两类。
(1)带水力锚结构的单卡瓦液压坐封式单管封隔器。
l)结构及坐封原理图4-1-1以“FH”型液压坐封单管封隔器为例说明这类封隔器在下井、坐封和释放解封三种状态。
在封隔器以下的球座上投入密封钢球或在工作筒内坐人堵塞器,从油管内加压,当油管压力与环空压力达到一定差值(剪切销钉材料、数量不同,则坐封压力不同。
各产品都有坐封压力规定,也可按用户要求设计)时,剪断坐封销钉,活塞向下(有些产品向上)移,拉(或推)锥形体、密封件、内卡瓦等部件,使卡瓦张开咬住套管壁、密封件受压缩径向膨胀,密封环形空间,内卡瓦与心轴棘齿锁住,使活塞在油管压力释放时不能复位,保持坐封状态(如图4-1-1b)。
水力锚1的内腔有一液压孔与密封胶筒下部的环行空间连通,当环空压力升高时,水力锚向外扩张,咬住套管壁,防止封隔器上移解封。
其它型号(如OTIS的,“RH”型,CAMCO的HRP—1型)的坐封原理基本相似。
有些产品可选择性进行坐封,如BAKER的“FHS”型,OTIS的12RH7129—H(图4-1-2),其原理是液压坐封通道与一滑套开关连接,坐封前可先对油管柱进行试压或其它封隔器进行坐封、验封,然后钢丝作业将滑套打开即可坐封本级封隔器,这种封隔器适合于下多级单管封隔器的生产管串进行分层采油或注水,或其它特殊作业。
石油课堂十大完井工具,你知道几个?海上油(气)田完井生产管柱中常用井下工具种类包括:封隔器(Packer)、井下安全阀(SSSV)、滑套(Sliding Sleev)、工作筒(Nipple)、偏心工作筒(Side Pocket Mandrel)、座落接头(Seating Nipple)、流动短节(Flow Couping)、加厚管(Blast joint)、测试阀、泄油阀、工作筒、堵塞器等。
01完井工具·封隔器封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一,其主要功能如下:•分隔生产层段,防止层间流体和压力的串通和干扰;•分隔压井液和生产液;•满足采油(气)生产和修井作业的各种要求;•保留住套管环空中的封隔液,起到保护套管和安全生产的作用。
用于海上油(气)田完井的封隔器可分为可回收式和永久式两大类型,而按坐封方式,可分为液压坐封、机械坐封和电缆坐封。
封隔器可分为很多种,根据实际生产需要进行合理的选型。
封隔器最主要的部分就是卡瓦和胶皮,有些封隔器没有卡瓦(裸井井用封隔器)。
封隔器种类繁多,最主要的功能就是卡瓦与套管间的支撑和脱皮与套管间的密封而进行一定位置的密封。
02完井工具·井下安全阀井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置,如海上采油平台发生火灾、管线破裂、井喷、地震引起的油井失控等,这样井下安全阀能自动关闭,实现井内流体的流动控制。
1)安全阀的分类:•钢丝可回收安全阀•油管携带式安全阀•套管环空安全阀最常用的安全阀为油管携带式安全阀2)作用原理通过地面加压,液压油通过压力液控管线传至传压孔到活塞,推动活塞向下移动并压缩弹簧,将活瓣活门打开,如果一直保持液控压力,安全阀处于打开状态;释放液控管线压力,靠弹簧张力向上推动活塞上移,阀板处于关闭状态。
03完井工具·滑套1)滑套能够通过内外套之间的的配合,来关闭或者连通生产管柱与环空之间的连通,其主要作用如下:•完井后诱喷;•循环压井;•气举;•坐挂射流泵•多油层井可进行分采,分层测试,分层增注等;•多层混采;•下入堵塞器关井或油管试压;•循环化学药剂防腐等。
第七章生产完井管柱完井管柱设计是完井工程的重要环节,完井工程的最终目的要通过完井管柱来实现。
海上油(气)田完井管柱的设计必须遵循以下原则:1)完井管柱必须与井下状况(包括油气层层系、产能、水动力系统、流体特性等)相适应;2)完井管柱必须与地面条件相适应;3)完井管柱必须满足油气田开发方案的要求;4)一般都应具备测试功能和自动控制的安全功能;5)尽可能减少或避免生产过程的起管柱作业,因此,一般都应具备钢丝作业或(和)连续油管作业的功能,减少生产操作费;6)结构和施工尽可能简单,降低投资费用。
完井管柱一般可按以下分类:热采注水管柱单管合采自喷单管分合采双管分合采生产完井管柱油井生产管柱电潜泵气举人工举升射流泵气井生产管柱螺杆泵水力活塞泵本章将介绍海上常用的自喷井完井管柱、气井完井管柱、气举井完井管柱、电潜泵完井管柱、射流泵完井管柱、螺杆泵完井管柱及注水井完井管柱的结构特点、适用范围和设计要点以及生产完井管柱的受力分析。
本章各管柱中,在井口与第一级封隔器之间或两个液压封隔器之间,是否需要连接伸缩节,在实际设计中必须对管柱可能的受力载荷变化情况进行计算确定,不受示例管柱的限制。
有关作业施工程序和操作规程,各油公司都有具体的规定或标准,施工时应严格执行,本文也不作详细叙述,仅在一些比较特殊或难度较大的地方提出需注意的要点。
第一节自喷井完井管柱本节将重点介绍单管合采完井管柱、单管分采/合采完井管柱和双管完井管柱。
一、单管合采完井管柱一般管柱结构如图7-1-1所示。
1.管柱特点l)结构简单,施工容易,投资费用低;2)适用于多层系统中,进行多层合采(在各层压力系统和流体物性比较一致情况下各层同时射孔生产);3)既适合于前期自喷生产,又可用于后期的射流泵生产,所以特别适用于没有修井能力的平台条件;4)封隔器和井下安全阀构成安全防溢油的功能,确保油井安全。
2.管柱上各井下工具名称及功能(1)安全阀液压控制管线:其出口连接到井口采油树,由地面液压系统控制井下安全阀的开关,其选择参阅第四章。