侧钻水平井半程固井技术研究与应用.ppt

半程固井技术原理 侧钻水平井半程固井是将造斜段注水泥固井技术与水平段割缝筛管防砂完井技术结合在一起的一项完井新技术。其施工工艺是先将完井管柱下至水平段末尾,首先座挂液压式尾管悬挂器，再升压膨封造斜段下部水利扩张式管外封隔器,然后升压打开压差式分级箍,对造斜段注水泥,封堵油水干扰层。最后钻固井盲板、通井至井底或进行酸化解堵。 为防止水平段见水影响侧钻水平井生产寿命，可在筛管之间下入注水泥地层封隔器，为后期堵水做好技术准备。钻盲板、通井后下入洗井酸化胀封管柱,对油层进行洗井和酸化,解除油层污染,沟通油流通道,胀封水平段封隔器,实现防砂筛管顶部注水泥完井。 一、项目概要二、解决的关键技术及创新点三、主要技术和经济指标同国内外同类技术先进水平对比四、取得的相关知识产权的情况 五、应用推广和取得的经济社会效益情况六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用和意义等 自新疆油田1993年完成国内陆上油田第一口侧钻水平井以来，工程技术人员就一直在研究、探索侧钻水平井完井技术，除裸眼完井外，侧钻水平井主要以筛管完井为主，包括筛管悬挂完井、筛管及管外封隔器悬挂完井。 侧钻水平井完井方法 ■ 裸眼完井 管外封隔器作为筛管完井主要配套工具，必须与注水泥技术相结合，才能真正达到管外有效封隔的目的。经过多年现场实践，单独使用封隔器完井，不管一口井下入几个管外封隔器，其有效期都比较短，封隔器以上地层水极易窜入水平段，造成水平井含水上升，经济效益下降。 项目概要 ■ 侧钻水平井完井技术发展现状 半程固井井身结构 半程固井技术原理 侧钻水平井半程固井完井技术是将注水泥固井技术、管外封隔器加筛管(或滤砂管)完井技术有效地结合在一起,是对上述几项完井技术的综合。该技术主要是在油层段下入筛管(或滤砂管),不进行注水泥固井,防止水泥浆污染油层,以达到保护油层的目的,根据水平段分段开采需要下入套管外封隔器,实现水平段的有效卡封、分层,以满足油井分层处理、开采要求。然后对筛管顶部进行注水泥固井,以实现造斜段水层、气层的有效封堵,满足造斜段油层有效开发的需要。 ● 完井管柱既要满足油层段防砂、分层开采要求，又要能够在造斜段注水泥固井。 ● 油井投产前要充分解除油层段污染，由于油层小，对工具、管柱要求更高，特别是分级箍段管外封隔器的顺利胀封。 ● 在设计井眼尺寸等工具的结构时，既要保证管柱能顺利下入，又要保证能实现注水泥工艺。 ● 半程固井是新钻水平井一项成熟的完井技术，但应用于侧钻水平井，尤其是51/2″套管开窗侧钻水平井，由于井眼直径小、完井工具内通径要求尽可能大，井下工具设计空间小、技术难度大，而且管外封隔器能否顺利下至造斜段底部也是决定施工能否成功的一个关键因素。 半程固井技术难点 压差式分级箍 压差式分级箍是半程固井完井的重要工具，用于实现造斜段分级注水泥工艺,一般与管外封隔器配套应用。它是完井尾管内外连通的通道，注水泥时保证畅通无阻,注完水泥后能够可靠关闭。该分级箍主要由本体、碰压座、关闭套、打开套及关闭塞组成。 半程固井完井工具 套管外膨胀式封隔器 套管外膨胀式封隔器是用于卡封水层或气层及分段开采、分段实施增产措施的重要工具,尤其适用于井眼直径小,无法采取注水泥固井射孔完井的各类油气井。该工具随完井管柱一起下入到井中,将流体(钻井液、水或水泥浆)充填到封隔器的胶筒内,使胶筒膨胀,密封完井尾管与裸眼井壁之间的环形空间,达到封隔的目的。封隔器结构主要由中心管、膨胀阀、胶筒及密封件等组成。 半程固井完井工具 膨胀机理 限压阀 单流阀 锁紧阀 环空间隙 滤网 断开杆(选用) 来自膨胀部件 向膨胀部件 1) 开始放入时，锁紧阀由安全销锁紧关闭，克服下套管时管内压力。 2) 套管下完后，管内蹩压，压力达到预定界限时，安全销切断，管内液体通过锁紧阀进入膨胀部件。 3) 当膨胀部件与环空压力差达到限压阀设定压力时，限压阀关闭。 4) 为进一步保护元件膨胀后不受管内压力变化影响，蹩压后放压，管内压力降低，锁紧阀永久关闭。 密封元件 可膨胀固定钢套筒 膨胀前外径尺寸 弹性橡皮套 挠性钢加固硫化橡胶 芯轴(一段套管) 膨胀后外径尺寸 内管 限压阀 可膨胀固定钢套筒 单流阀 锁紧阀 断开杆 阀环 芯轴(一段套管) 挠性钢肋状加固件 可膨胀固定钢套筒 套管外封隔器设有一系列保护装置，在过早或过量膨胀时起保护作用。阀环上配置两个可供选用的断开杆，在管内液体通过芯轴并由注水泥胶塞切断断开杆之前，防止管内液体进入膨胀部件。在分级注水泥或筛管顶部注水泥时，可以去除断开杆。 断开杆一旦切断，管内蹩压就会迫使管内液体经阀环滤网流至锁紧阀。锁紧阀安全销须在封隔器使用前从封隔器外部安装，其规格大小将决定封隔器膨胀压力。采用不同大小的安全销，可以单独安放多个套管外封隔器而避免其中任何一个过早