井筒隔离工具浅析.docx

第13章 井筒隔离工具 1.1 技术概述 随着石油勘探生产行业的向深水海洋井发展，对深水钻井平台的需求日益显现。为了增加平台的可靠性，运营商们采取了一种新的战略——将水下采油树从海上钻井平台转移到水下井口装置辅助船上安装。安装钻井平台需要1到3周，而这种转移安装可以确保钻井快速移动到下一个井，并且显著减少了钻井时间。地层隔离阀（surface-controlled formation isolation valve,SFIV）作为这种战略中的一部分，是专为实现临时弃井而设计的。案例研究也表明，通过the landing tree on 升沉补偿—the tree-by-wire 技术临时弃井减少了操作时间。不过地层隔离阀也存在缺陷，一旦使用，必须在vertical tree安装后移除。 充分意识到这项技术的潜力，地层隔离阀（SFIV）旨在提供一个机械屏障，可以通过在辅助船对液压管线施加压力遥控激活打开，消除了油井失控的风险，在临时弃井操作中尤为重要。 从2010年11月开始，世界各地的几个海洋深水井成功的应用了SFIV。 随着油田开发向非常规作业发展，对油水井带压作业要求越来越高，同时还要防止油层受压井液污染。目前，油田使用油层保护液、单向阀、封隔器和配套井口带压设备，但在现场应用中，存在坐封效果差，压井液和油层保护液对油层侵入污染，带压作业程序繁杂等问题 。因此，研制了地层隔离阀，该阀属球类双向阀，通过密封开关工具，随生产管柱上下移动，随时调节油层与油管之间通道的开启及关闭，实现油层或水层与生产通道的压力隔离 。现场应用表明：地层隔离阀配套丢手悬挂封隔器能有效实现油层压力与生产通道的隔离，解决了打压作业难、压井液漏失、油层污染等问题，提高了高压油水井检修作业深度，延长了油水井免修期，具有良好的推广前景。 完井管柱中使用FIV (formation isolation valve)装置可保护地层,减少作业和投产后生产过程中的处理费用。下面是FIV装置在欠平衡射孔完井和防砂完井作业中的2则应用实例。 1、可提高欠平衡射孔效果 Shetland群岛西部某油田计划钻30口井然后在不压死产层的条件下完井。该计划的难点在于既要欠平衡射孔,又要在施工作业过程中将烃类保持在地层中,最大程度地减少对地层的伤害,同时还要尽量减少各项作业费用。鉴于此种情况,斯伦贝谢公司建议在射孔完井作业中使用FIV装置和完井工具来保护地层。第一口井成功地安装了FIV装置后,已无故障运行了5年多。除FIV装置外,这口井中大多数完井工具均已陆续更换过。由于FIV装置对地层的保护作用,该油田安装了FIV装置的井的采收率提高了10%~20%。 2、用在防砂完井管柱中可减少地层伤害最近在墨西哥湾的2口井中随防砂管柱一起下入了FIV装置,这2口井都存在着严重的滤失问题。防砂完井管柱下入井中后,利用冲洗管底部的转位工具将FIV装置关闭,这样FIV以下的钻成井段就被隔离,从而消除了滤失问题和可能的地层伤害问题。 1.2 国外井筒隔离工具生产商及其相关工具 1.2.1 斯伦贝谢隔离阀工具 1.2.1.1 地层隔离阀（FIV） 斯伦贝谢的第一代地层隔离阀（FIV）是在已有的地层测试技术（DST）的概念和特性的基础上设计开发的，包括旋转双向密封球，氮气源，计算周期的J-slot机理等，这些都是自1982年就存在的。这些特性重新组合或设计形成了现有的测试工具。 FIV地层隔离阀于1995年发行，通过规避风险节约了钻井时间和成本，防止了对地层的损伤，无需地层干预。斯伦贝谢因为其隔离阀而闻名。 FIV阀的主要目的是隔离地层和生产通道。其应用范围广泛，包括失水控制，欠平衡射孔，井筒隔离控制，deepset lubrication，以及多层封隔。 由于旋转球和浮动密封设计，the valve is debris tolerant,，在砂层完井尤其有效。此外因为可以从上下保持压力，也可以作为井下注油器阀，以及临时弃井的一种安全有效的方式。 斯伦贝谢的FIV阀主要有以下几个系列： 系列型号隔离阀类型激活方式特点球滑套阀瓣Trip Saver Feature控制线机械转位工具FIV Ⅱ√√MFIV Ⅱ√√是FIV的基本产品，可多次开启和关闭，SFIV√√地面控制可以使用氮气源或双液压管线，在注油器阀应用在欠平衡钻井或射孔中，无需压井AFIV√√用于选择性的多层智能完井TFIV√√用于油管自填充、多管柱压力测试、封隔器坐封、远程开关 图 典型的地层隔离阀（FIV）完井管柱串 如图 所示，地层隔离阀适用于各种应用程序，包括水下完井。FIV阀可以通过转位工具以机械方式开关，并且可以远程