中石油井下工具培训(内部教材).ppt

井下工具基础知识讲座,井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基本手段之一，是油气田开采工艺主要组成部分，对油气田高效开发起着主要支撑作用，油气田的技术发展史，实际上是井下配套工具研制、试验、应用史，因此，应用使用好井下工具，对油气田高效开发起到关键作用。,一、井下工具基本知识 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 三、常用井下封隔器介绍 四、深井泵工作原理介绍 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,讲座提纲,（一）井下工具分类 井下工具分类方式较多，井下工具按用途分，一般分为两大类。1、油气井完井工具 封隔器、控制工具、扶正防磨工具。2、油气井配套打捞及修井作业工具 管柱打捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井作业配套工具。,一、井下工具基础知识,针对油田修井工具主要体现以下方面：（1）油套管打捞工具（2）切割工具（3）倒扣工具（4）套管刮削工具（5）套管补接工具（6）套管补贴工艺及工具（7）套管检测工具（8）钻、磨、铣工具（9）侧钻工具（10）整形工具（11）震击工具,一、井下工具基础知识,（12）液压井下增力器,一、井下工具基础知识,（二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法,一、井下工具基础知识,（1）油田完井井下工具,一、井下工具基础知识,（2）修井作业管柱及井下工具,REG正规型螺纹 REG 23/8、27/8、31/2、41/2；5 扣/英寸；锥度1：4 REG 51/2、65/8、75/8、85/8；4扣/英寸；锥度1：4 FH贯眼型螺纹 51/2；4扣/英寸；锥度1：6 IF内平型螺纹 NC数字型螺纹 NC 23、26、31、35、38、46、44、46、50；扣/英寸；锥度1：6 NC 56、61、70、77；4扣/英寸；锥度 1：4 TBG油管螺纹,（三）井下工具设计基本要求,油气田井下工具设计必须了解及掌握以下知识，否则很难设计出经济实用井下工具，满足油气田经济有效开发。油气井完井工艺 油气井修井工艺 油气井开采工艺 机械设计理论 特殊材料优选及处理工艺,一、井下工具基础知识,（三）井下工具设计基本要求,为实现低渗透油气田经济有效开发，井下工具设计必须体现地质和工艺、工艺和工具、工具和地面、工具和成本结合。1、满足油气田开发工艺技术要求；2、满足油气田流体介质腐蚀要求；3、满足油气田特殊完井工艺要求；4、井下工具设计越简单越好；,一、井下工具基础知识,（四）井下工具设计基本技巧,1、下入套管工具设计（1）通井规一般小于套管内径68mm（2）工具最大外径小于通井规外径12mm（3）封隔器密封元件（胶筒）小于工具最大外径12mm2、下入油管工具设计（1）油管规一般小于油管内径23mm（2）工具最大外径小于油管规外径12mm（3）密封元件（胶筒）小于工具最大外径12mm,一、井下工具基础知识,3、工具配合公差设计（1）井下工具设计一般采用基轴制配合（2）基轴制配合公差优选 国外一般采用H9/d9配合设计，国内一般采用H8/f9、H8/f8、H8/e9等高精度配合设计。考虑到机床跳度、井下温度膨胀效应因素，选择H9/d9优先配合公差设计比较合理。（3）自锁扣整体配合公差设计一般为齿高2.5倍（单向齿高2.5h）左右。,一、井下工具基础知识,4、工具导向设计（1）入井工具应考虑上、下导入设计，减少卡钻机会；（2）密封组成设计应考虑轴进入导入设计，减少密封元件损坏；,一、井下工具基础知识,一、井下工具基础知识,5、密封元件材料优选（1）对于可取式工具一般采用丁晴橡胶；（2）对于永久性气井完井（H2S、CO2）一般采用氢化丁晴；（3）对于井下反复开关控制工具，一般采用非弹性组合密封材料（聚四氟乙烯）；（4）完井封隔器胶筒采用邵氏硬度7085；（5）高压作业（压裂）采用邵氏硬度8095。,一、井下工具基础知识,6、工具加工耝造度优选（1）一般工具表面耝造度度为6.3；（2）一般配合面耝造度度为3.2；（3）密封槽面耝造度度为1.63.2；（4）动态轴、孔配合面耝造度度为1.6；（5）高精度动态轴、孔配合面耝造度度为0.81.6。,一、井下工具基础知识,7、工具材料及处理工艺（1）对于耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗碳处理；（2）对于一般防腐、耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗氮或氮化处理；（3）对于一般仅防腐采用镍磷镀；（4）深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬；（5）气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢，并表面氮化处理；,一、井下工具基础知识,7、工具材料及处理工艺（6）常规油水井完井工具一般采用35CrMo或42CrMo合金钢，并表面氮化或镍磷镀；（7）卡瓦一般淬火回火硬度控制在HRc4555；（8）弹簧一般淬火回火硬度控制在HRc3842；（9）薄弹性套、卡簧或自锁扣，一般采用表面高频淬火；（10）合金钢加工一般必须调质处理，调质处理硬度HB241290。,一、井下工具基础知识,（五）工具图纸设计技术要求1、图纸设计必须有组装图2、图纸设计必须标注配合公差3、图纸设计必须标注形位公差4、图纸设计必须标注加工耝造度5、图纸设计必须标注材料及处理工艺6、图纸设计必须标注参考基准面7、图纸设计必须标注技术要求,一、井下工具基础知识,一、井下工具基础知识,（一）封隔器分类 1、分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。2、分类 自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。扩张式：靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,（二）封隔器型号编制方法 1、编制方法按封隔器分类代码、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号以及封隔器刚体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制。2、代号说明（1）分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示。,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,Y241-115-12060,（二）封隔器型号编制方法（2）固定方式代号：用阿拉伯数字表示。,（3）坐封方式代号：用阿拉伯数字表示。,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,（二）封隔器型号编制方法（4）解封方式代码：用阿拉伯数字表示。,（三）油气田封隔器通用技术条件 1、封隔器基本参数（1）工作压力（单位：MPa）,（2）工作温度（单位：）,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,（3）钢体最大外径（单位：mm）,（4）钢体内通径（单位：mm）,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,2、使用要求（1）使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。（2）封隔件、密封件不得超过有效期使用。（3）封隔器下井时，若井况不明，必须通井。（4）起下封隔器，必须装指重表或拉力计。（5）封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。（6）封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。（7）封隔器的下井速度不得超过1.01.2m/s，且操作平稳。（8）必须按使用说明书要求使用封隔器。（9）封隔器下井深度，一律以封隔件上端面为基准。,二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件,三、常用封隔器介绍,封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施实施的主要井下工具，对油气田高效开发及经济有效开发起着关键性作用。长庆油田油井完井主要应用了Y111、Y221、Y211、Y341、Y141、Y453、Y445等封隔器类型；水井完井主要应用了K344、Y341、Y342等类型；气井完井主要应用Y344、Y443、Y241等封隔器；压裂主要应用了K344、Y344、Y241、Y341等封隔器类型。,三、常用封隔器介绍,如何选择应用井下工具，是油气田开采工程技术人员解决实际问题能力的关键，必须关注以下几方面工具特点：1、工具原理 2、工具结构 3、工具材料 4、工具处理工艺 5、工具连接方式 6、工具使用条件 7、工具内外径及长度,Y111封隔器,Y111封隔器隔水采油工艺管柱,1上接头；2，4胶简；3隔环；5中心管；6，8密封圈；7压帽；9下接头,三、常用封隔器介绍,Y211封隔器隔水采油工艺管柱,1上接头；2上胶筒3中胶筒；4下胶筒；5挡环；6楔形体；7卡瓦；8大卡瓦挡环；9中心管10下接头；,三、常用封隔器介绍,1-上接头 2-调节环3-”O”型圈 4-长胶筒5-隔环 6-短胶筒7-轨道中心管 8，11-楔型体9-挡环10，12，19，30，31-防松螺钉13-限位螺钉 14-卡瓦15-大卡瓦挡块 16-小卡瓦挡块17-固定螺钉 18-连接环20-护罩 21，29-弹簧22-锁环套 23-挡球套24-锁球 25-顶套 26-扶正体 27，32-限位压环 28-摩擦块 33-转环34-轨道销钉 35-下接头,Y221封隔器,三、常用封隔器介绍,1上接头；2连接套；3“0”型圈；4平衡活塞；9胶筒；10隔环；11密封环；12剪断销钉；13锁套；14卡瓦；15卡瓦座；16解封套；17下接头；18活塞,Y341隔采工艺管柱,Y34l封隔器,三、常用封隔器介绍,1打捞头2内中心管3胶筒4外上中心管 5上锥体6卡瓦7下锥体8密封套9坐封活塞10防坐套11解封锁套 12齿套13锁紧机构,Y445 型封隔器结构示意,三、常用封隔器介绍,1-上接头 2-内中心管3，4-”O”型圈 5-水力锚壳体6-水力锚爪 7-弹簧8-沉头螺钉 9-调节环10-胶筒 11-隔环12-外中心管 13-锥体 14-挡环 15-锁套 16-卡瓦 17-执行活塞 18-控制活塞 19-剪钉 20-锁块 21-静压套 22-限位环 23-液压缸堵24-护套 25-剪环 26-下接头 27-限位销钉 28-卡瓦托,三、常用封隔器介绍,Y541封隔器,Y453双卡瓦封隔器,三、常用封隔器介绍,Y141封隔器,1-上接头2-接箍3-中心管4，7-密封胶筒皮碗5-上胶筒6-下胶筒8-卡簧槽液缸10-下中心管11-卡簧12-上液缸13-上活塞14-下液缸15-下活塞16-限位螺钉17-固定螺帽,三、常用封隔器介绍,Y342封隔器偏心分注管柱,偏心水嘴,三、常用封隔器介绍,K344封隔器,三、常用封隔器介绍,Y241封隔器,三、常用封隔器介绍,Y443永久性封隔器及完井配套工具,三、常用封隔器介绍,四、深井泵工作原理,深井泵是低压低产油田开采的主要井下设备。抽油泵主要由工作筒（外筒和衬套）、柱塞及游动阀（排出阀）和固定阀（吸入阀）组成。一般分为管式泵和杆式泵，油田常采用管式泵采油。,管式泵的抽汲过程 1、上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动，柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭。泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被打开。泵内吸入液体、井口排出液体。泵吸入的条件：泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。,A-上冲程,四、深井泵工作原理,2、下冲程 柱塞下行，固定阀在重力作用下关闭。泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞以上液柱压力时，游动阀被顶开。柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。泵排出的条件：泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱压力。柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个冲程内完成进油与排油的过程。,B-下冲程,四、深井泵工作原理,近几年以来，长庆油田公司油气当量得到了快速增长，井下工具在油气田勘探开发中起到了有力的支撑作用，推动了油气田勘探开发技术不断进步，确保了油气田增储上产。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,1、低渗透油气田井下工具设计基本要求（1）满足油气田开发工艺技术要求；（2）满足油气田流体介质腐蚀要求；（3）满足油气田特殊完井工艺要求；（4）井下工具设计越简单越好；（5）满足低渗透油气田经济有效开发技术需求。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（一）长庆油气田井下工具设计基本要求,（一）长庆油气田井下工具设计基本要求,（1）流体介质高矿化度流体介质腐蚀合层开采流体介质结垢（2）完井工艺油井定向井偏磨扶正套损井封隔器隔水采油的可靠性及防倒灌水井定向井测试调配易投捞性满足油水井特殊完井及开采工艺技术,2、长庆油田,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（1）流体介质高矿化度液体介质腐蚀H2S、CO2等气体介质腐蚀（2）完井工艺完井工具气密封性能可靠，且寿命长钢丝作业工具气密封性能可靠，且易起出满足气井特殊完井及开采工艺技术,3、长庆气田,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,通过近几年技术攻关，在定向井小水量分层注水工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具、气井永久式完井工艺技术及配套工具、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具、井下节流工艺技术及配套工具、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具、小套管分层压裂工艺技术及配套工具等方面取得了技术突破，形成了具有长庆油田特色的主体配套工艺技术。,（二）长庆油气田井下工具发展现状,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,油层,水层,水层,母堵,抽油杆,深井泵,油管,套管,封隔器,生产管柱直接带封隔器隔采工艺,油层,花管,油层,油层,水层,水层,母堵,抽油杆,深井泵,油管,套管,封隔器,油管伸缩节隔采管柱,坐封凡尔,1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具,伸缩节,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具,问,题,成,因,分,析,隔,采,周,期,短,水,层,倒,灌,污,染,油,层,由,于,油,管,杆,断,脱,、,漏,失,、,泵,故,障,等,检,泵,而,起,出,封,隔,器,，,封,隔,器,未,达,到,使,用,寿,命,。,封,隔,器,故,障,，,使,用,寿,命,短,。,完,井,管,柱,未,设,计,检,泵,防,倒,灌,装,置,。,多,次,隔,采,后,封,隔,难,度,大,由,于,套,管,内,腐,蚀,的,影,响,，,套,管,状,况,变,差,。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,下隔采管柱,坐封丢手,起出坐封管柱,下生产管柱,打开滑套正常生产,Y453永久式防倒灌隔水采油工艺,1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具,为了满足高产套损井隔水采油技术需求，引进了Y453封隔器防倒灌完井工艺及配套工具。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具,Y141防倒灌隔水采油工艺,为了满足套损井套管腐蚀严重井隔水采油技术需求，研发了Y141封隔器防倒灌完井工艺及配套工具。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,长庆油田2002年前主要应用两种分注工艺：油套分注工艺技术、Y341偏心配水分注工艺技术，在实际应用中油套分注不能洗井、不能测试吸水剖面；Y341偏心分注调配时仪器易遇卡、遇阻，投捞次数多、劳动强度大。为此，20032005年，引进了空心分注工艺和Y342偏心分注工艺，通过反复试验、改进及完善，初步形成了适合“定向井”、“小水量”分注特点的分注工艺，并在各采油厂得到了广泛应用。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（1）空心分层注水工艺技术 管柱结构：主要由水力锚、Y341-114G封隔器、配水器、单流阀、筛管和母堵组成。工艺原理：将工具串下入井内预定位置后，油管打压，封隔器坐封并锁紧，水力锚撑开，锚定管柱。坐封完毕后，油管卸压配水器在活塞及弹簧力的作用下沿轨道换向，进入注水轨道。下放管柱，即可实现封隔器解封。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（1）空心分层注水工艺技术工艺特点：配水器与管柱同心，同时设计有液力助捞功能，可提高投捞成功率。管柱设计了水力锚，改善了管柱的受力条件，延长了分层注水井寿命。配水器采用了轨道换向机构，可实现封隔器坐封后自动换向，直接转入正常注水，减少了投捞死芯子的作业工序。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（2）Y342偏心分注工艺技术 管柱结构：由Y342-114高压分层注水封隔器、偏心配水器、单流阀和筛管、丝堵等工具组成。工艺原理：油管打压，封隔器座封，拔出死嘴，待注水稳定后进行测试调配。封隔器设计有反洗通道，可不定期进行反洗井作业，上提油管后旋转解封。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（2）Y342偏心分注工艺技术工艺特点：封隔器采用了旋转解封的Y342-114型，延长了分注寿命。井下流量测试采用了非集流的DYL-200型超声波流量计，取消了管串中的撞击筒，且可在任意点测取流量。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（3）测试调配一体化技术 该技术是利用机电一体化，在不改变原注水井中偏心配水管柱结构和井下参数情况下，利用井下可调式堵塞器，实时测量各层注水状况，并通过地面控制来调节各层注入流量，实现一次下井完成井下各层流量测试和目标流量的自动配注，缩短了现场作业时间，提高配注准确度。,系统原理框图,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（3）测试调配一体化技术工艺特点：可实现任意换层段测量并调节注水流量，有效防止由于层间干扰带来调配的诸多不便。采用数据地面直读、边测边调的方法，可实现重复起下对任意层段进行调配，提高了调配效率。采用无级连续可调水嘴，可以满足小水量的需要，达到在较低的注水压力下完成地质配注要求。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,该技术实现了单层直测，目前主要应用分层压力测试，流量测试还是采用非集流递减法测试，主要应用于井深1500m内直井。已在大庆、吉林等油田直井上进行了800多口井9000多层次的应用。目前正在长庆油田试验。,油层C,油层D,油层B,QD=QD,QC=QC,油层A,QA=QA,QB=QB,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（4）偏心桥式直测调配技术,2、定向井小水量分层注水工艺及配套工具,（4）偏心桥式直测调配技术,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,工艺特点：精度高 可以实现单层压力和单层流量直测，达到精细化注水管理要求，有利于储层评价；适应性强 流量既可集流测试，又可非集流测试，可应用在重点区块注水井分层流量和分层压力动态监测。,3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具,长期以来，对于低压低渗多储层气田开发，为了充分发挥不同储层潜力，提高气井单井产量，通常采用分层压裂改造合层开采技术开发气田。以往这类井一般采用先自下而上逐层分层压裂改造，然后下合采完井管柱合层开采，施工工序复杂，作业成本高，而且多次压井作业对低压储层会产生一定伤害，不利于气井产能评价及产能有效发挥。针对长庆气田含气层系比较多，单层开发达不到工业气流，需要多层叠合开发技术现状，研发了气井分层压裂及合采技术，并进行了配套工具开发。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具,该工艺按设计一次射开气井两段或三段气层，一次下入分层压裂合层开采完井管柱，投球座封完井管柱并压裂下层，如果压裂出现砂堵，反循环洗井解除砂堵，继续油管注入压裂下层，直至下层达到压裂设计要求，然后投球打开上层喷砂滑套，使上层改造层段连通，并封隔下段压裂改造层位，通过封隔器的封隔及井下喷砂滑套的开启来实现由下往上逐层压裂改造，最终实现一井两层或三层分层改造，分层压裂完成后一次合层排液生产。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,洗井,投入钢球-坐封,打掉球座芯子,下管柱,双封二层管柱压裂施工示意,压裂层,压裂层,压裂下层,投球打开滑套封堵下层,压裂上层,安全接头,Y241封隔器施工程序,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,伸缩管,反洗循环开关,水力锚,Y241封隔器,坐封球座,喷砂滑套,水力锚,Y241封隔器,喷砂滑套,压裂层,压裂层,压裂层,投球坐封 打掉球座芯子,压裂下层,投球打开滑套封堵下层,压裂中层,投球打开滑套封堵中、下层,压裂上层,水力锚,Y241封隔器,三封三层管柱压裂施工示意,Y241封隔器施工程序,3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具,近两年来，经过长庆气田1000多口井现场应用表明，该工艺能够实现压裂与生产管柱一体化，气井分层压裂改造可靠、施工简单、作业及排液速度快，对储层伤害低，同时完井管柱能够满足气井柱塞气举、井下节流、油套环空注化学药剂（起泡剂和缓蚀剂）等后期工艺要求，便于后期气井修井作业实施，有利于加快天然气勘探开发速度，降低单井作业成本，实现经济有效开发，对国内外低压低产多层系气田开采具有一定技术借鉴或指导作用。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,4、气井永久式完井工艺技术及配套工具,为了满足气井上下古储层选择性开采，实现酸化管柱和完井管柱一体化，减少压井作业对储层伤害，研发了永久式Y443封隔器完井工艺技术及配套工具。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,上古压裂管柱示意图,下古酸化管柱示意图,4、气井永久式完井工艺技术及配套工具,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,上下古分压工艺,下古气层,压裂层,洗井,坐封，压裂上古气层,压洗井，下入酸化管柱,下管柱,投球座封,打掉球座，酸化下古气层,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,5、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具,水力喷砂压裂技术，1998年在美国油气田开始报道，它将水力喷砂射孔和水力压裂工艺“合二为一”，且自身具有独特的定位性。该技术在国外水平井已应用了几百口井，在一些低压、低产、低渗、多薄互层的油气层压裂改造中取得了较好的效果。2005年在靖平1、庄平3引进技术试验的基础上，2006年研发了水力喷砂压裂配套工具，并在路平2井成功试验，目前已广泛应用油气田开发。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,5、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具,水力喷砂压裂技术原理,利用动能和压能的转换原理，采用喷射原理形成喷孔并压开地层。在裂缝形成后，每一个喷嘴如同一个“射流泵”一样，依靠压降效应，将喷射出的流体导入裂缝。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,5、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具,不用封隔器及桥塞等隔离工具，可实现自动封隔，施工风险小；可用于裸眼、套管等多种完井方式；一次管柱可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害;可进行定向喷射压裂；,水力喷砂压裂技术特点,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,5、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具,工具组成,水力喷砂压裂井下配套工具组成示意图,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,5、水力射孔及压裂一体化联作技术及配套工具,水力喷砂压裂施工工艺,通井洗井 下喷砂工具 射孔 压裂下层 返循环洗井 拖动油管 射孔 压裂上层 返循环洗井 起管柱完井,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,管柱组成 油管+水力喷射器+K(Y)344封隔器+单流阀+筛管+堵头,喷嘴节流压差大于10MPa，封隔器能实现有效封隔 封隔器在喷射器下部，压裂液不会“漏入”下层 油管泄压后封隔器自动解封，可连续拖动多段作业 封隔器对作业管柱存在一定锚定作用,在喷射器下部配置小直径封隔器，在射流 效应不足以实现有效封隔的情况下，采用封隔器辅助封隔。,水力喷砂压裂与小直径封隔器联作工艺技术,6、41/2套管分层压裂技术及配套工具,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,长庆油田一井多层情况较普遍，需要分层压裂改造。小井眼分层压裂前期主要采用填砂分层压裂和塑料球暂堵分层压裂工艺，为了提高作业效率、简化作业程序、降低成本，开展了41/2套管一趟管柱分压多层工艺技术研究。一趟管柱分压多层工艺是：一次射开各层，管柱一次下井，压完一层后，投球打开滑套，隔开下层压裂上层。,分层压裂管柱示意图,工艺特点：41/2套管一趟管柱分压多层工艺与投球及填砂分层压裂工艺相比，具有改造效果好、作业时间短、对储层伤害小等优点。,6、41/2套管分层压裂技术及配套工具,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（三）长庆油气田井下工具应用存在问题,虽然重组以来，井下工具对油气田增储上产起到了关键技术支撑作用，但在工具技术性能完善及管理体制方面还存在一定不适应性，需要进一步发展完善。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,1、井下工具配套技术需要不断完善及集成创新,（1）气井分层改造完井管柱 Y241封隔器分层压裂完井管柱，虽然在气田分层压裂改造、加快试气作业速度、降低作业综合成本起到了很大作用，但压后直接起出封隔器成功率相对较低，不利于气井重复压裂改造，需要进一步完善改进完井管柱及配套工具，另外气井丛式井国产套管完井分层改造完井管柱还需进一步试验攻关。Y241封隔器按照510年不动管柱设计，依照气田材料腐蚀速度（0.076mm/a），封隔器坐封自锁扣，齿高设计0.7mm，5年以后Y241封隔器如同Y344封隔器状态。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,1、井下工具配套技术需要不断完善及集成创新,（2）长寿命防倒灌隔水采油配套工具 Y141封隔器隔水采油，虽然在套损井应用取得了比较好的应用效果，但该工艺需要支撑到人工井底，对于不能处理到人工井底的井不适应，需要进一步研发配套其它隔水采油管柱类型。（3）定向井小水量分层注水工艺及配套工具 偏心分注、空心分注工艺，技术虽然成熟，但测试调配时间长；测试调配一体化技术，作业效率高，但还需在长庆定向井小水量分注特点情况下，需要进一步完善改进。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,1、井下工具配套技术需要不断完善及集成创新,（4）水力喷砂压裂工艺及配套工具 水力喷砂压裂工艺及配套工具，虽然在路平2井初步试验成功，但对直井的适应性还需要试验评价，该技术能否在气井直井不动管柱实现多层水力喷砂还需要攻关试验。（5）套损气井封隔采气及配套工具 随着气田开发的不断深入，气井套管破损不可避免，如何实现套损气井安全采气，急需开展不同状况套损井封隔治理采气工艺及配套工具技术攻关。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、提高井下作业质量井下工具检测急待规范,（1）油气田井下工具没有统一检测中心，施工质量难以保证 目前进入油气田井下工具基本没有质量检测认证手续，主要依据生产厂家提供技术指标为准，一旦下井失效，无法确认施工队伍和生产工具厂家的责任。（2）井下工具采购没有严格标准，工具进入油田市场不规范 目前物质采购部门，注重价格因数，忽视工具生产厂家产品认证（专利）、材质及防腐处理工艺，无形中假冒及劣质产品进入油田，极大的制约了井下工具新产品开发。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,2、提高井下作业质量井下工具检测急待规范,（3）油气田井下工具使用种类繁多，不利于后期施工作业 目前进入油气田井下工具种类繁多，后期施工作业周期长、效率低。例如分注井偏心配水器，各采油厂使用厂家不一样，配水器和偏心工作筒配合间隙加工精度差异较大，配水器嘴子互换性差，测试调配效率低。（4）大部分采油厂没有井下工具检修班站，井下工具使用成本加大 由于没有井下工具检修班站，旧的井下工具维修利用不够，生产成本加大，不利于长庆低渗透油气田高效开发。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（四）长庆油气田井下工具发展方向,虽然重组以来，井下工具对油气田增储上产起到了关键技术支撑作用，但对于长庆低渗透油气田开发面临储层越来越差，如何经济有效开发及高产稳产，满足油气田大发展技术需要，是井下工具发展面临又一次技术挑战，需要不断集成创新及大胆探索试验，形成低渗透储层开发配套主体技术，推动长庆油气田勘探开发技术不断进步。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（四）长庆油气田井下工具发展方向,1、套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺及配套工具系列化 开展Y141封隔器、Y453封隔器、Y541封隔器等不同类型防倒灌隔水采油工艺研究，满足不同套损井井况条件，实现套损井长寿命防倒灌隔水采油工艺配套工具系列化。2、配套偏心测试调配一体化技术，满足定向井小水量分层注水地质要求 开展分注井测试调配一体化技术配套，细化储层注水，提高单井配注合格率，满足地质方案要求。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（四）长庆油气田井下工具发展方向,3、气井不动管柱分压合采工艺及配套工具系列化 开展Y241封隔器单封双层压裂试验、Y241封隔器双封三层压裂试验、不动管柱水力喷砂连续二（三）压裂试验、KY344+Y241封隔器组合分层压裂试验，小井眼及丛式井分层压裂管柱及配套工具研究，满足气井经济有效开发技术需求。4、水平井开发配套技术研究 开展水平井分段压裂改造配套工具研发及试验、水平井选择性开采或封堵工具研发及试验、水平井冲洗工具研发及试验，满足水平井开发技术需求。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,（四）长庆油气田井下工具发展方向,5、套损气井治理及采气配套技术研究 开展套损气井封隔管柱及配套工具研究，满足套损气井治理及采气技术需求。6、油气水井带压作业及配套技术研究 注水井常规检串需泄压后作业，外排水量大、占井周期长、影响注采平衡，且造成能源浪费及污染环境；气井常规修井需压井作业，对储层产生一定伤害，且排液困难、产能恢复慢。开展带压作业技术对策研究、带压作业工艺及配套工具研究、带压作业技术现场作业标准研究，满足油气田开发技术需求。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,结束语,井下工具对油气田开采工艺技术起着支撑作用，是油气田开发技术需要攻关的瓶颈技术，井下工具的发展直接制约着油气田开采技术的发展；井下工具对油气田开发工艺的实现起到关键作用，低渗透油气田高效开发，离不开井下工具不断改进完善及集成创新；井下工具每次创新成功应用，对油气田开发都起到了一定推动作用；长庆低渗透油气田开发，只要注重井下工具不断改进完善及集成创新，加强井下工具性能检测及规范管理，长庆低渗透油气田经济有效开发将会迎来一个崭新的春天，油田公司5000万吨目标一定能够实现。,五、长庆油气田井下工具发展现状及方向,不妥之处欢迎各位员工批评指正,授课结束,