实用采油管柱与井下工具讲座课件.ppt
采油工艺管柱与井下工具,XXXXXX采油厂工艺研究所,1,目 录,一、概述二、封隔器 三、采油工艺管柱,2,一、概述,采油工艺是由各种不同的管柱来实现的，而管柱是由各种井下工具配套组成的。井下工具的性能及可靠程度及管柱设计的合理与否，直接影响着采油工艺的效率乃至直接关系到油水井投产后能否正常生产。科技工作者研制开发出各种各样的井下工具，满足油田采油、注水、油层改造等采油工艺的要求。但随着油田开发的不断深入，深井、斜井、定向井及水平井等特殊井的数量越来越多，井况也越来越恶劣，腐蚀、出砂、结蜡、稠油、高温高压等对井下工具的要求越来越高，常规工具已难以适应油田开发的需要，因此井下工具及完井管柱在使用中也需要不断完善和发展。,3,管柱,采油工艺管柱,注水工艺管柱,措施工艺管柱,分采,自喷,气举,螺杆泵,洗井保护,气锚,压裂,酸化,4,对井下工具的定义，目前还没有一个统一的说法，一般泛指在井下除去油管、抽油杆、抽油泵以外的各种工具 下图为按照行业标准 SY5629-93 的规定，对井下工具的分类图,5,修井类常用井下工具,6,控制工具类常用井下工具,7,其它工具类常用井下工具,8,目 录,一、概述二、封隔器 三、采油工艺管柱,二、封隔器,9,二、封隔器,1、国内外封隔器技术现状2、国内封隔器分类标准3、胜利油田常用封隔器简介,10,1、国内外封隔器技术现状,国外封隔器现状：用于分层采油的永久式和可取式封隔器已形成系列化产品。贝克公司和哈里伯顿公司的产品基本代表了国外的水平。其显著特点是耐温高、承压能力强、工作寿命长。可取式封隔器：耐温150，耐压50MPa，工作寿命：3年以上 永久式封隔器：耐温220，耐压70MPa，工作寿命：10年以上 Bake公司生产的FH型静液压封隔器图,11,国内封隔器现状：国内由于油藏类型多、工艺复杂，因此研制应用的分采分注工艺管柱和配套工具在种类和工艺适应性方面强于国外，基本满足生产需要。工艺及工具的整体设计水平与国外相近，在某些领域甚至超越国外水平，但整体性能与国外相比仍有较大差距，主要表现在原材料、加工工艺等方面，特别是井下密封材料国内没有大的突破。主要以Y211型封隔器、Y441型封隔器、Y341型封隔器、K344封隔器、Z331封隔器为主。耐温150，耐压25MPa，工作寿命1.5年以上。,12,2、国内封隔器分类标准-SY5105-86,按封隔件工作原理分类,自封式：Z331封隔器压缩式：Y211、Y341、Y441封隔器锲入式：锲入件锲入封隔件，使封隔件直径增大，密封套管。扩张式：一定压力的液体，作用于封隔件内腔，扩大封隔件外径，密封套管。,（1）封隔器分类,13,（2）封隔器型号编制,分类代号,支撑方式,坐封方式,解封方式,钢体最大外径,例：Y441-115,14,分类代号,支撑方式,坐封方式,解封方式,钢体最大外径,15,分类代号,支撑方式,坐封方式,解封方式,钢体最大外径,16,分类代号,支撑方式,坐封方式,解封方式,钢体最大外径,17,3、胜利油田常用封隔器简介,（1)Y211型封隔器,封隔器是一种靠卡瓦支撑、油管自重坐封、上提油管解封的压缩式封隔器。主要适用于分层试油、采油、找水、堵水等工艺管柱中。结构由密封、支撑、轨道换向三部分组成。,18,（1)Y211型封隔器,19,封隔器是一种靠尾管支撑、油管自重坐封、上提油管解封的压缩式封隔器。主要适用于分层试油、采油、找水堵水等工艺管柱中。,(2)Y111型封隔器,20,(2)Y111型封隔器,21,(3)Z331型封隔器,照片照片 002.JPG,该工具是一种靠皮碗与套管的过盈和井内压差密封油套环空的一种自封式封隔器,不需动管柱或打压坐封，随管柱下入就可封隔油套环空。主要适用于油井找水、酸化、洗井、验漏等工艺管柱中。,22,(3)Z331型封隔器,23,(4)Y441型双向锚定封隔器,该封隔器是一种双向锚定、液压坐封、上提油管解封的压缩式封隔器。主要适用于直井、斜井、水平井分层试油、采油、找水、堵水等工艺。有Y441115、Y441150、Y441208三种规格。结构由平衡、密封、座封、锁紧、锚定、解封六大部分组成。,24,(4)Y441型双向锚定封隔器,特点：1、适用范围广，可适应于直井、斜井、水平井。2、卡位准确，承压能力高，适用于高压水层的卡封。3、采用液压坐封、双向锚定方式，并带有封隔件锁紧机构，适于丢手悬挂。4、结构设计上采用双锥体一套卡瓦双向锚定方式，是双向锚定封隔器中结构设计最简单的一种。5、承压原理先进，承压能力与解封力无关。,25,（5）Y341型液压平衡式封隔器,Y341型封隔器是一种无锚定、液压坐封、下放油管解封的压缩式封隔器。主要适用于直井、斜井、水平井分层试油、采油、找水、堵水等工艺。有Y341100、Y341115、Y341150三种规格。结构由平衡、密封、座封、锁紧及解封五大部分组成。,26,（5）Y341型液压平衡式封隔器,特点：1、采用液压平衡原理，研制了带有双浮动活塞的双缸液压平衡机构，提高了封隔器的双向承压指标承压原理合理，液压力不能使封隔器解封。2、采用下放管柱解封结构，解封时封隔件下弹。座封卸压后管柱产生的收缩力不会使封隔器解封安全可靠，可多级使用。,27,（6）K344型封隔器,工作原理：用途：主要应用于酸化、验漏、注水等工艺，目前主要有5 1/2in、7in两种规格。,28,Fxy445-114可捞式桥塞,结构特点主要由密封、卡瓦、坐封、解封、锁定机构等部分组成。工具采用双向卡瓦和步进锁定机构，坐封牢固可靠，能承受较高上、下压差。胶筒位于卡瓦上方，防止卡瓦砂埋。具有克服遇阻坐封能力。采用外捞形式，打捞方便可靠。可进行正反洗井（正洗压力5MPa）。,29,工作原理 坐封：桥塞下到预定位置后，投入30mm钢球，注水打压，当压力达到22Mpa时，实现坐封。若未坐封，则上提管柱（始终保持负荷大于管柱重量），继续加压，直至坐封。然后上提管柱实现丢手。桥塞坐封后，上提管柱3-5米，缓放回探（探力50KN左右），直至探着为止。解封：下专用打捞工具，至丢手位置，加压34吨，打捞爪楔入提解套沟槽内，上提即可解封。,Fxy445-114可捞式桥塞,30,Fxy445-114可捞式桥塞,技术参数,31,使用要求：1）封隔器座封位置避开套管接箍。2）下管柱时，要求操作平稳。3）下封隔器前先刮管、通井。,Fxy445-114可捞式桥塞,32,FXY445-114+FXY341封隔器,工作原理 坐封与自验封：封隔器下到预定位置后，投入30mm钢球，注水打压，当压力达到18Mpa时，稳压5min，如压力不降，说明自验封已完成，然后继续加压至22Mpa，实现坐封。回探：丢手后，上提管柱3-5m，再缓慢下放管柱，加压12吨，探丢手鱼顶，位置不变说明工具锚定，座封可靠（探井力150KN）。最后提出管柱。解封与打捞：用73mm油管联接专用打捞工具，下到丢手位置，加压34吨，打捞爪楔入提解套沟槽内，上提即可解封。,33,技术参数最大外径：112mm 最小通径：49mm工作压力：20Mpa 工作温度：120坐封压力：221Mpa耐上、下压差：20Mpa 解封载荷：60KN适应套管内径：124-126mm,FXY445-114+FXY341封隔器,使用要求：封隔器在下井过程中，遇卡时，承受上提力要小于200KN，如提不动时可重复进行座封、丢开、打捞操作。解封时，上提下放动作应重复几次，以解封彻底。,34,目 录,一、概述二、封隔器 三、采油工艺管柱,三、采油工艺管柱,35,三、采油工艺管柱重点介绍：,1、机械式封隔器分层采油管柱2、液压式封隔器分层采油管柱3、不动管柱换层采油工艺管柱4、洗井保护管柱,36,1、机械式封隔器分层采油工艺管柱,整体式管柱,丢手式管柱,（1）整体式,筛管+Y111封隔器,抽油泵,Y221（Y211）封隔器,采油层,封闭层,筛管丝堵,优点：管柱结构简单，施工操作方便,缺点：适应井斜25。管柱定位不准确。管柱弯曲严重。检泵作业时必须提出所有管柱。不能多级使用。,37,1、机械式封隔器分层采油工艺管柱,（2）丢手式,缺点：适应井斜25。管柱定位不准确。不能多级使用。机械式封隔器没有封隔件锁紧机构，而防顶卡瓦打掉以后，压重消失，仅仅是一个悬空的锥体撑开卡瓦，防顶锚定不牢固，因此出现了现场上顶、下滑等问题。打捞困难。,优点：可实现深井浅修 避免了整体式管柱弯曲的问题,38,2、液压式封隔器分层采油工艺管柱,随着油田开发进入中后期，油水关系进一步复杂，层间矛盾进一步突出，斜井、定向井的增多和细分开采的要求，机械封隔器分采工艺管柱逐渐暴露出卡位不准、不能满足大斜度井使用要求、不能多级（3级以上）使用等缺点，其使用范围受到了很大的限制。针对这一问题，液压封隔器分层采油管柱在近几年得到了迅猛的发展，也取得了很好的应用效果。,整体式管柱,丢手式管柱,39,2、液压式封隔器分层采油工艺管柱,优点：,2、丢手泄压后，封隔器设计有锁紧机构，保证了封隔器的高压密封和锚定。,1、适应范围广，适用于直井、斜井、定向井和水平井。,5、封隔器可以多级使用，可用于细分层。,4、封隔器的坐封、锚定可靠，可用于机械式封隔器坐封困难井的卡封。,6、可实现深井浅修。,3、卡位准确，可用于小夹层井的卡封。,40,2、液压式封隔器分层采油工艺管柱,施工步骤(封上下采中间),管柱下井,41,3、不动管柱换层采油工艺管柱,不动管柱换层采油工艺技术是针对油田进入开发中后期，层间矛盾加剧，地质上认识不清，含水大幅度上升，分采卡堵水效果差，多层、细分层换层找水及换层采油工作量大，投入成本高的现状而研制的。对于多层油井进行后期换层生产时，不需要上作业队伍和起下管柱，只需要打一次液压就可以实现换层生产的目的，满足了在生产中及时换层。,42,完井过程,下 入 工 艺 管 柱,油 管 加 压,起 出 上 部 管 柱,下 泵 生 产,换层过程,套 管 加 压,43,该管柱较好地解决了清蜡洗井时入井液对油层的污染和伤害问题，可实现封闭式洗井。,ZF洗井保护生产管柱；,机械式封隔器洗井保护管柱；,4、洗井保护工艺管柱,44,机械式封隔器洗井保护管柱图,11、机械式封 泵下接Y211（或Y221）封隔器，再下接单流阀管柱。柱。隐患：管柱存在弯曲问题。泵下接Y211（或Y221）封隔器，再下接单流阀管柱。械式封隔器洗井保1、1、机械式封隔,45,ZF洗井保护生产管柱图,ZF型洗井保护器是专为洗井保护管柱设计的，它随泵下入即可，使用方便，成本也较为低廉，有较高的推广应用价值。,46,作用：锚定油管、提高泵效,液压油管锚油管锚定管柱,机械式油管锚油管锚定管柱,5、有杆泵锚定工艺管柱,47,机械式油管锚油管锚定管柱图,局限性：机械式油管锚为压重式，锚坐封后，管柱处于较为严重的弯曲状态，虽然起到了锚定油管的作用，但增加了杆、管和泵的磨损，同样降低了系统的效率。,48,液压式油管锚油管锚定管柱图,液压油管锚是专门的油管锚定工具，具有操作使用方便等特点。起管柱时需将管柱泄流，或使油套压力平衡，否则易在现场施工中造成卡管柱事故。,49,性能特点：换层生产简单方便，节省了作业成本。可以重复换层，能够实现2层4层任意反复换层生产，满足采油生产中及时换层的需要，提高采油时效和采油效率。适用性广，适用于直井、斜井及定向井的采油工艺中。管柱寿命长，可以有效延长油井免修期，降低完井管柱成本和后期检泵作业的难度和工作量。封隔器坐封压差低，双向承压高（，性能优良，可以满足2层4层的封堵要求，且整个管柱只有一个双向锚定点，有利于保护套管。,分层采油配套工艺技术-不动管柱采油工艺技术,50,永久式封隔器封层完井工艺技术,51,永久式封隔器封层完井工艺技术,用于大段套损井的完井生产。不仅避免检泵时封隔器的反复座封解封，一次座封，反复使用长期生产。而且套损段治理时，可以充当人工井底，便于封堵施工。,52,永久式封隔器封层完井工艺技术,1、永久式封隔器密封可靠，封隔器采用可钻桥塞结构，承受双向压差70MPa。2、插管密封可靠，插管采用主、辅两段七组21道 密封，压差70MPa。3、补偿设计可消除泵抽带来的管柱蠕动。4、通径大，不影响对下层改造处理和生产。5、一次坐封，多次应用。当封隔器坐封成功后，就相当于在井下安装了一个可靠的井下封井器。换层时可随时打开或关闭，大大降低了作业费 用。6、对于海上高压、漏失产层，可实现不压井作业 减少地层伤害，实现安全生产。7、封隔器主要部件采用易钻铣材料，套铣打捞可 一次完成。,主要技术特点：,53,
