不动管柱分层压裂技术研究

收稿日期: 2007- 06- 21 作者简介: 李兴煜( 1963- ) , 男, 辽宁朝阳人, 工程师, 1982 年 毕业于辽 河石油 学校采 油专业, 现从 事采油 工程科 研与技 术
创新工作。
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石油矿场机械
2008 年 9 月
图 1 封上下压中间结构
图 2 封上压下结构 1. 1. 2 工作原理
2008 年 第 37 卷 第 9 期 第 106 页
石油矿场机械 OIL FIELD EQUIPMENT
文章编号: 1001- 3482( 2008) 09- 0106- 03
2008, 37( 9) : 106~ 108
高压变频技术在注水泵中的应用特性
邓小飞1 , 魏存祥2 , 刘 昆1
( 1. 塔里木油田公司, 新疆 库尔勒 841000; 2. 西南石油大学 机电工程学院, 成都 610500)
孔作用在胶筒的内腔, 使胶筒在一定压差下扩张, 封
隔油套环形空间, 此时可进行正常压裂施工, 当压裂
施工完毕, 油套压差平衡为零后, 封隔器在胶筒自身
弹性作用下收回并解封, 至此完成压裂施工作业。
2. 1. 3 主要技术参数
坐封压力
20 M Pa
耐压差
50 M Pa
最小通径
<38 mm
最大外径
<108 mm
摘要: 从恒压注水、节能及性能分析 3 个方面考虑在油田注水泵中引入变频控制技术。通过可行性
分析和油田实际应用表明, 变频控制技术应用于注水泵系统能有效防止阀门损坏, 节电显著, 经济
效益明显, 可为油田应用提供借鉴。
关键词: 变频; 注水泵; 节电; 特性
中图分类号: T E934. 1
文献标识码: B
常规压裂只能处理其中的某些层段, 渗透率不 好的层段得不到改造。如果进行多次压裂, 施工复 杂, 周期长, 难度大, 为了解决这个问题, 设计了不动 管柱压裂 2 层、3 层的压裂管柱。
1. 2. 1 结构
由水力锚、K344 型压裂封隔器、一级喷砂器、二 级喷砂器、三级喷砂器、安全接头等组成, 如图 3。
a 封上 2 层压第 1 层
b 封上下 2 层压中 间第 2 层
c 封下 2 层压最上部 第 3 层
图 3 3 层压裂管柱结构及工作原理
第 37 卷 第 9 期
李兴煜: 不动管柱分层压裂技术研究
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级喷砂器的喷砂孔与环形空间连通, 此时二级喷砂 器上端环形空间有二级封隔器密封, 下端的环形空 间有一级封隔器密封, 同时一级喷砂器的喷砂孔有 二级喷砂器的滑套和钢球封堵( 如图 3b) , 因此压裂 含砂液只能经过二级喷砂器的喷砂孔进入地层, 实 现了对第 2 层的压裂改造。重复上述过程可对第 3 层进行压裂改造( 如图 3c) 。
2008 年 第 37 卷 第 9 期 第 103 页
石油矿场机械 OIL FIELD EQUIPMENT
文章编号: 1001- 3482( 2008) 09- 0103- 04
2008, 37( 9) : 103~ 106
不动管柱分层压裂技术研究
李兴煜
( 辽河油田 井下作业公司工艺地质研究所, 辽宁 盘锦 124107)
( 1. T alimu Oilf ield Comp any , K uer le 841000, China; 2. So uthwest P etr oleum Univ er s ity , Chengd u 610500, China)
Abstract: Consider ing t he const ant pressure irrigat io n, the energy conservat ion as w ell as t he perf orm ance, t he f requency conversion w as int ro duced in t he oil field w at er inject io n pum p. T hrough the f easibilit y analysis and pr act ical application of the oil field, t he f requency conversio n cont ro l
Application Characteristic of Water Injection Pump Using High-voltage Frequency Conversion Technology
DEN G Xiao- f ei1 , WEI Cun- xiang 2 , L IU K un1
1) 喷砂体; 2) 悬挂接头; 3) 剪断销钉; 4 ) 密封圈; 5 ) 陶瓷衬圈; 6 ) 密封滑套
图 5 喷砂器结构 2. 2. 2 工作原 理
陶瓷衬圈的 3 个喷砂孔在一定压力的液体通过 时, 形成节流压差, 该压差作用在 K344 型压裂封隔 器上使其坐封, 封隔油套环形空间, 实现油气井分层 压裂。 2. 3 安全接头
量, 实现压裂井增产和稳产的目标。为简化井下工 具组合, 实现一次性不动管柱多层压裂的目标, 研究 了不动管柱多层压裂合层开采工艺技术。
1 分层压裂管柱
1. 1 任意层压裂管柱
1. 1. 1 不动管 柱封上下压中间结构
由水力锚、K344 型压裂封隔器、喷砂器、安全接 头、坐封球座等组成, 如图 1~ 2。
摘要: 常规大井段多油层压裂只能对其中的某一层段进行改造, 而其他大多数层位并未得到改造,
往往是得到处理的层位并不完全是设计的层位, 压裂效果受到很大的影响。针对这一问题, 研制了
百度文库
分层压裂工具, 完善了分层压裂技术。现场应用结果表明, 该技术满足了不动管柱分层压裂的需
要, 成功率高, 现场施工操作方便, 缩短了作业周期, 节约了施工成本, 达到了逐层改造的目的。
2 配套工具[ 1-3]
2. 1 K344 型压裂封隔器
2. 1. 1 结构
K344 压裂封隔器主要由上接头、O 形胶圈、胶 筒座、磁化芯子、胶筒、中心管、滤网罩、下接头等组 成, 如图 4。
2. 2 喷砂器
2. 2. 1 结构
喷砂器主要由喷砂体、悬挂接头、剪断销钉、密 封圈、陶瓷衬圈和密封滑套组成, 如图 5。最下端的 一级喷砂器的喷砂嘴设计在喷砂器下端, 使其直接 对着井筒, 并且只设计 1 个喷嘴, 这样既能起到节流 喷砂的作用, 又能避免含砂液体对油层套管的伤害。 二、三级喷砂器是在喷砂体的周向上均匀分布 3 个 喷嘴, 喷嘴内腔采用陶瓷衬圈, 坚固耐磨、安全可靠。
1. 2. 3 特点
该管柱可以不动管柱进行 2 层或 3 层分层压裂 施工, 对于层间非均质性较强, 为了对每一个小层进 行充分改造, 可以 应用该工艺管柱 进行分层压裂。 具有压裂管柱简单、减少施工工序、降低成本、成功 率高等特点。 1. 3 适用范围
不动管柱分 层压裂 适用于 井斜< 50b、井 温< 150 e 、套管内径 <118. 62~ < 121. 36 mm、目的层的 隔层> 10 m、施工压力< 80 MPa 的层段。
总长
770 mm
工作温度
< 150 e
1 ) 上接头; 2, 4, 6 ) 密封圈; 3 ) 剪断销钉; 5 ) 滑套; 7 ) 下接头 图 6 安全接头结构
2. 3. 2 工作原 理
下井时上接头和下接头由于受滑套的限制, 互 相之间不能转动, 以保证正常施工。当需要将安全 接头以下管柱丢掉时, 先向油管内投入 1 个 <50~ <55 mm 的钢球至滑套上端后, 地面加压, 压力推动 钢球使滑套剪断销钉并下行, 这样就解除了滑套对 上、下接头的限制, 地面正转管柱, 上接头和滑套脱 开, 再上提管柱, 上接头和滑套随管柱提出, 下接头
Abstract: F or f ract uring of mult ilay ers in lo ng int erval, conv ent ional m et hod w as to frac the layer one by one, w hile mo st o f the ot her lay ers could no t get im pro ved at t he same tim e. And so met imes, t he f ract ured lay er w as not t he t arg et one, w hich gr eat ly w eakened t he f ract ure ef f ect. H ow ev er , if w e change t o repro cess the ot her lay ers, bot h t he operat ion diff icult ies and costs w ill be incr eased. So w e dev elo ped a separ at e layer frac t ool w hich co mplet ed the f rac t echno logy. T his frac st ring consist s of mult iple f rac- pack, hydr aulic anchor and sliding side sad blo wer. T he new t echnolog y has been used in oper at ion and all succeeded com plet ely . It . s easy t o operat e, cost sav ing, and short ened t he o perat io n period. Key words: mult ilayer; separ at e- layer fracturing; un- t ripping st ring ; mult iple- st ag e f rac- pack; sand
关键词: 多油层 分层压裂; 不动管柱; 多级封隔器 ; 喷砂器
中图分类号: T E357
文献标识码: B
Technology Study of Separate Layer Fracturing without Tripping Frac-string
L I Xing- yu
( Resear ch and T echnology I nstitute of Do wnho le Op er ation Comp any , Liaohe Oi lf ield , Panj in 124107, China)
1. 2. 2 工作原 理
按设计要求完成压裂管柱, 连接好压裂井口及 地面压裂管线后, 向井内灌注压裂液并逐渐提高排 量, 当压裂液通过三级和二级喷砂器后经过一级喷 砂器时形成截流压差( 此时由于三级和二级喷砂器 的滑套将喷砂孔与环形空间隔开, 处于关闭状态) , 该截流压差作用在 K344 型封隔器胶筒和水力锚内 腔上, 迫使封隔器胶筒膨胀密封油套环形空间, 作用 在水力锚内腔上的截流压差将锚块推出并咬紧在套 管内壁上起锚定作用( 如图 3a) , 继续泵注压裂液和 混砂液可进行第 1 层的压裂施工。第 1 层压裂完成 后向井内投入一规定的钢球, 钢球经过三级喷砂器 后坐入二级喷砂器滑套上的球座内, 压力继续升高, 剪断滑套上的剪断销钉, 使滑套和钢球一起下行并 进入一级喷砂器的密封段内密封, 滑套下行后将二
按设计要求配好管柱, 连接好压裂井口及地面
压裂管线 后, 小 排量正替 压裂液 ( 排量 < 0. 5 m3/ m in) , 使油管及环空充满液体后, 排量迅速提高到 11 0 m 3/ m in 以上, 使封隔器坐封, 进行压裂施工。
该管柱不仅承压高, 排量满足施工需要, 而且可 对任意需要压裂改造的油气层进行压裂施工, 同时 施工过程方便、可靠。 1. 2 不动管柱 2 层或多层压裂工艺管柱
2. 3. 1 结构
安全接头主要由上接头、剪断销钉、滑套、下接 头、密封圈等组成, 如图 6。
1 ) 下接头; 2 ) 滤网罩; 3 ) 中心管; 4 ) 胶筒; 5 ) 磁化芯子; 6 ) 胶筒座; 7 ) O 形胶圈; 8) 上接头
图 4 K 344 型压裂封隔器结构
2. 1. 2 工作原理
高压压裂液体通过中心管上的传压割缝或传压
blow er
苏里格气藏纵向上具有多层叠置的特点, 储层 低渗致密, 敏感性强, 水锁严重, 钻井液、压井液对储 层伤害严重, 要求完井、压裂、测试采用一趟管柱, 在 尽可能短的时间内完成完 井、压裂、测试等工 艺措 施, 实现多层压裂合层开采、合层采气的目的。该技 术克服了其他形式分层压裂的弊端, 具有针对性强、 安全性好、工艺效果突出等特点, 在苏里格气藏现场 应用取得了明显的技术经济效益。基于此, 研究了 单层、2 层、3 层压裂工艺管柱, 实现对多个产层段的 压裂改造, 以达到提高单井产能和增大单井控制储