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1、石油機械2010年第38卷第1期CHINAPETROLEUMMACHINERY39新產(chǎn)品開發(fā)*遇油自膨脹封隔器的研究與應用沈澤俊高向前童征張國文郝忠獻(中國石油勘探開發(fā)研究院)摘要近年來,國內(nèi)油田引進國外公司的遇油膨脹封隔器技術(shù),取得較好應用效果。但是國外進口工具價格昂貴,影響了該技術(shù)的推廣應用。為此,研制了遇油自膨脹封隔器。該封隔器可以隨完井管柱一同下入井內(nèi),當封隔器到達指定位置后,橡膠在井筒內(nèi)液體(原油)的浸泡下緩慢膨脹,直到緊緊地貼住井壁(裸眼壁或套管內(nèi)壁),從而達到隔離井
2、段的目的。該封隔器具有可靠性高、通徑大、自動補償環(huán)空間隙、現(xiàn)場作業(yè)簡便等優(yōu)點。試驗與現(xiàn)場應用表明,遇油自膨脹封隔器可延長油氣井的生產(chǎn)壽命,提高油氣田采收率,降低開發(fā)成本,達到了設計要求。關(guān)鍵詞自膨脹封隔器水平井完井/增產(chǎn)一體化膨脹率4~5萬美元,影響了該技術(shù)在國內(nèi)的推廣應用。0引言中國石油勘探開發(fā)研究院裝備所經(jīng)過多年的室內(nèi)研究和技術(shù)攻關(guān),于2008年8月成功研制出遇油自封隔器是石油天然氣開采行業(yè)常用的井下分層膨脹封隔器,11月在冀東油田順利下井,現(xiàn)場試工具?，F(xiàn)有封隔器大多只能在套管內(nèi)使用,用于油驗初次獲得成功。層
3、裸眼段的封隔器品種較少,主要是水泥充填式,壽命一般為2~3a,影響油水層的封隔效果。1技術(shù)分析目前,自膨脹封隔器在國外已經(jīng)得到大規(guī)模的應用。文萊championwest油田采用特殊的蛇形井目前,自膨脹封隔器主要包括遇油自膨脹封隔進行開發(fā),完井采用遇油膨脹封隔器,可有效控制器YZF和遇水自膨脹封隔器SZF2個系列。筆者主[1]產(chǎn)層出水,提高產(chǎn)量25%。在儲層改造領域,要介紹遇油自膨脹封隔器。國外開始大規(guī)模推廣完井/增產(chǎn)一體化技術(shù),該技11結(jié)構(gòu)術(shù)利用自膨脹封隔器進行層間隔離,采用液壓/機遇油自膨脹封隔器結(jié)構(gòu)簡單,組裝方便,主要
4、械動作滑套進行各段流動控制,儲層改造之后直接由接箍、基管、擋環(huán)和膠筒組成,其結(jié)構(gòu)如圖1轉(zhuǎn)為生產(chǎn)管柱投產(chǎn)。該技術(shù)具有可靠性高、成本和所示。作業(yè)風險低、壓裂后能很快轉(zhuǎn)入試油和生產(chǎn)等優(yōu)點。該技術(shù)已在120多口井上應用,改造層段超過[2]850段。在高含水老油田二次開發(fā)中,國外公司在北海油田側(cè)鉆井中推廣采用遇油、遇水自膨脹封圖1自膨脹封隔器結(jié)構(gòu)示意圖[3]隔器進行非固井完井,有效地開發(fā)剩余油資源。1接箍;2基管;3擋環(huán);4膠筒。自膨脹封隔器在國外的成功應用表明,該產(chǎn)品是降12工作原理低油氣田開發(fā)成本、提高采收率的有效工具。
5、自膨脹封隔器可以隨完井管柱一同下入井內(nèi),近年來,國內(nèi)油田引進國外公司的遇油膨脹封當封隔器到達指定位置后,橡膠在井筒內(nèi)液體隔器技術(shù),已成功下井40多口,取得較好應用效(原油)的浸泡下緩慢膨脹,直到緊緊地貼住井壁果。但是國外進口工具價格昂貴,單只封隔器報價(裸眼壁或套管內(nèi)壁),從而達到隔離井段的目的。*基金項目:2008年中國石油天然氣集團公司科技發(fā)展部研究課題水平井多功能生產(chǎn)完井與膨脹篩管技術(shù)研究!(2008c-2802)。40石油機械2010年第38卷第1期13主要技術(shù)參數(shù)212膨脹率與壓力關(guān)
6、系基管外徑1397mm、材質(zhì)N80鋼,膠筒外徑壓力是影響材料膨脹速度的另一因素,將采集203mm、長度3000mm,總長度4102mm,耐溫數(shù)據(jù)進行分析對比發(fā)現(xiàn),壓力越高,材料初始膨脹?180#,耐壓50MPa,膨脹時間取決于油氣井參速度越慢,但是圍壓大會加快材料吸收原油的速度,數(shù),膨脹率3倍。后期膨脹速度會快于圍壓小的橡膠材料。但總體而14技術(shù)特點言,井下壓力越高封隔器的坐封速度就會越快。圖(1)自膨脹封隔器可靠性高,沒有機械運動3為膨脹材料在不同壓力下膨脹率對比曲線圖。部件,現(xiàn)場作業(yè)無需專家指導。(2)自膨脹封隔器可持
7、續(xù)膨脹以彌補產(chǎn)液沖蝕面造成的空隙。當發(fā)生故障造成漏失,即使在較低的壓差下,動態(tài)膨脹仍會實現(xiàn)密封,因此很適合在裸眼井段中使用。(3)該封隔器可代替管外封隔器用于水平裸圖3膨脹率與壓力關(guān)系曲線眼井的完井,簡化完井工藝,降低完井風險,減少22封隔器耐壓差試驗作業(yè)費用。自膨脹封隔器具有良好的耐壓差性能,其耐壓(4)該封隔器通徑大,強度高,可在保證有差能力與膨脹膠筒的長度有一定的關(guān)系(見圖4)。效工作的前提下穿越長水平井段和套管開窗段。在安裝智能完井設備時,可順利穿過控制管線,無需下入過渡短節(jié)。(5)可避免修井和井下作業(yè),降低維護成
8、本,延長油井壽命。2室內(nèi)試驗研究圖4耐壓差膠筒長度關(guān)系曲線221試驗技術(shù)參數(shù)21材料膨脹機理試驗基管直徑1397mm,膠筒外徑203mm,膠筒膨脹材料是膨脹封隔器的重要成分,其材料的長度分別為05、10、15、20、40和50m,優(yōu)
