分层注水工艺及配套技术(PPT-90页)课件.ppt
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- 分层 注水 工艺 配套 技术 PPT 90 课件
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1、分层注水工艺及配套技术分层注水工艺及配套技术前前 言言 随着油田开发技术不断进步,一方面国内低渗、超低渗油田需随着油田开发技术不断进步,一方面国内低渗、超低渗油田需要超前注水开发,另一方面国内大多数油田进入了中后期开发阶段,要超前注水开发,另一方面国内大多数油田进入了中后期开发阶段,为及时有效地补充储层能量和改善储层剖面矛盾,进一步提高油田为及时有效地补充储层能量和改善储层剖面矛盾,进一步提高油田开发最终采收率。国内各油田根据自身开发最终采收率。国内各油田根据自身不同油藏类型和注水环境的不同油藏类型和注水环境的实际,建立了相应的分层注水工艺管柱配套模式,完善了注水工艺实际,建立了相应的分层注水
2、工艺管柱配套模式,完善了注水工艺技术系列,为新、老油田稳产和经济有效开发提供了有力的技术支技术系列,为新、老油田稳产和经济有效开发提供了有力的技术支撑。撑。 目前国内分层注水开发主要以偏心配水和空心配水分层注水工目前国内分层注水开发主要以偏心配水和空心配水分层注水工艺为主。同时也应用了桥式偏心配水工艺、扩张式液力助捞注水工艺为主。同时也应用了桥式偏心配水工艺、扩张式液力助捞注水工艺、同心集成分层注水工艺、恒流量配水等多种分注工艺。艺、同心集成分层注水工艺、恒流量配水等多种分注工艺。油田开发分注工艺重要性几种分注工艺技术介绍分层注水技术发展趋势 分层注水工艺技术是油田注水开发的关键技术之一,分层
3、注水工艺技术是油田注水开发的关键技术之一,是确保新、老油田稳产高产的有效措施和手段,该技术在是确保新、老油田稳产高产的有效措施和手段,该技术在油田开发中愈来愈受到重视。油田开发中愈来愈受到重视。 随着油田注水开发时间的延长,储层内油水运动呈现随着油田注水开发时间的延长,储层内油水运动呈现错综复杂的情况,主要表现在三个方面:错综复杂的情况,主要表现在三个方面: 层间非均质性的影响层间非均质性的影响 平面非均质性的影响平面非均质性的影响 层内非均质性的影响层内非均质性的影响一、油田开发分注工艺重要性一、油田开发分注工艺重要性层间非均质性层间非均质性 由于多油层间渗透率差异很大,吸水差异也很大。由于
4、多油层间渗透率差异很大,吸水差异也很大。高渗层吸水多,油水前缘推进速度快,水淹快;中低渗高渗层吸水多,油水前缘推进速度快,水淹快;中低渗层则相反。油井见水后,见水储层压力不断升高,影响层则相反。油井见水后,见水储层压力不断升高,影响其它层出油。这种矛盾越突出,油井产量下降越快,开其它层出油。这种矛盾越突出,油井产量下降越快,开发效果越差。发效果越差。平面非均质性平面非均质性 在同一油层内,渗透率在平面上分布不均匀,使注在同一油层内,渗透率在平面上分布不均匀,使注入水在各区推进速度不同。高渗区推进快,低渗区推进入水在各区推进速度不同。高渗区推进快,低渗区推进慢,造成部分油井见水。这种矛盾越突出,
5、水淹面积越慢,造成部分油井见水。这种矛盾越突出,水淹面积越小,残留死油的面积就越大,开发效果就越差。小,残留死油的面积就越大,开发效果就越差。层内非均质性层内非均质性 由于层内渗透率的不均匀,使得注入水不能沿着整由于层内渗透率的不均匀,使得注入水不能沿着整个油层剖面均匀推进。这样,在油层内部就可能形成某个油层剖面均匀推进。这样,在油层内部就可能形成某些未被水洗的低渗透含油带。在水淹区,也不能将原油些未被水洗的低渗透含油带。在水淹区,也不能将原油驱替干净。这种矛盾愈突出,开发效果愈差。驱替干净。这种矛盾愈突出,开发效果愈差。 由上可知,对于非均质多油层油田注水开由上可知,对于非均质多油层油田注水
6、开发,不仅要利用其发,不仅要利用其“水利水利”,同时还要防止其,同时还要防止其“水害水害”。因此,要不断认识注水开发油田出。因此,要不断认识注水开发油田出现的三大矛盾,必须采取分层注水工艺等措施现的三大矛盾,必须采取分层注水工艺等措施来减缓开发过程中的三大矛盾,进一步提高油来减缓开发过程中的三大矛盾,进一步提高油田开发最终采收率。田开发最终采收率。分层注水重要性分层注水重要性油田开发分注工艺重要性几种分注工艺技术介绍分层注水技术发展趋势 油田分注工艺发展,如同油气田开发工艺发展,油油田分注工艺发展,如同油气田开发工艺发展,油田分注工艺主要体现了封隔器及配套井下工具发展史,田分注工艺主要体现了封
7、隔器及配套井下工具发展史,是完井管柱优化与测试配套的集合体。各位技能专家是是完井管柱优化与测试配套的集合体。各位技能专家是油田分注工艺发展的集合基本元素,是分注工艺发展的油田分注工艺发展的集合基本元素,是分注工艺发展的载体,为了加快分注工艺发展,提高各位技能专家不断载体,为了加快分注工艺发展,提高各位技能专家不断创新能力,本节主要从以下几方面介绍。创新能力,本节主要从以下几方面介绍。 (一)井下工具设计基础知识(一)井下工具设计基础知识 (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 (三)八种分注工艺技术介绍(三)八种分注工艺技术介绍二、几种分注工艺
8、技术介绍二、几种分注工艺技术介绍 井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基本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。高效开发起着主要支撑作用。 1 1、井下工具分类、井下工具分类 一般分为两大类一般分为两大类 (1 1)油气井完井工具)油气井完井工具 封隔器、控制工具、扶正防磨工具。封隔器、控制工具、扶正防磨工具。 (2 2)油气井配套打捞及修井作业工具)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、修井作业管柱打捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井
9、作业配套工具。配套工具。(一)井下工具设计基础知识(一)井下工具设计基础知识项目项目代号代号单位及说明单位及说明尺寸特征尺寸特征长度长度Lmm外直径外直径mm外直径外直径内直径内直径mm连接螺纹连接螺纹上端螺纹尺寸上端螺纹尺寸下端螺纹尺寸下端螺纹尺寸M(普通螺纹)(普通螺纹)mmT(梯形螺纹)(梯形螺纹)mmS(锯齿形螺纹)(锯齿形螺纹)mmTBG(平式油管螺(平式油管螺纹)纹)mm(in)UP TBG(外加厚(外加厚油管螺纹)油管螺纹)mm(in)使用性能使用性能工作压力工作压力PMPa引力载荷引力载荷FkN扭矩扭矩MKN.m2、井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法、井下工具尺寸特征及使用性
10、能数表示方法3、井下工具设计基本要求、井下工具设计基本要求(1 1)满足油气田开发工艺技术要求;)满足油气田开发工艺技术要求;(2 2)满足油气田流体介质腐蚀要求;)满足油气田流体介质腐蚀要求;(3 3)满足油气田特殊完井工艺要求;)满足油气田特殊完井工艺要求;(4 4)井下工具设计越简单越好;)井下工具设计越简单越好;4、井下工具设计基本技巧、井下工具设计基本技巧(1 1)下入套管工具设计)下入套管工具设计 1 1)通井规一般小于套管内径)通井规一般小于套管内径6 68mm8mm 2 2)工具最大外径小于通井规外径)工具最大外径小于通井规外径1 12mm2mm 3 3)封隔器密封元件(胶筒)
11、小于工具最大外径)封隔器密封元件(胶筒)小于工具最大外径1 12mm2mm(2 2)下入油管工具设计)下入油管工具设计 1 1)油管规一般小于油管内径)油管规一般小于油管内径2 23mm3mm 2 2)工具最大外径小于油管规外径)工具最大外径小于油管规外径1 12mm2mm 3 3)密封元件(胶筒)小于工具最大外径)密封元件(胶筒)小于工具最大外径1 12mm2mm(3 3)工具配合公差设计)工具配合公差设计 1 1)井下工具设计一般采用基轴制配合)井下工具设计一般采用基轴制配合 2 2)基轴制配合公差优选)基轴制配合公差优选 国外一般采用国外一般采用H9/d9H9/d9配合设计,国内一般采用
12、配合设计,国内一般采用H8/f9H8/f9、H8/f8H8/f8、H8/e9H8/e9等高精度配合设计。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,选择考虑到机床跳度、井下温度膨胀效应因素,选择H9/d9H9/d9优先配合公差设计比较合理。优先配合公差设计比较合理。 3 3)自锁扣整体配合公差设计一般为齿高)自锁扣整体配合公差设计一般为齿高1.251.25倍倍(1.25h1.25h)左右。)左右。(4 4)工具导向设计)工具导向设计 1 1)入井工具应考虑上、下导入设计,减少卡钻机会;)入井工具应考虑上、下导入设计,减少卡钻机会; 2 2)密封组成设计应考虑轴进入导入设计,减少密
13、封元)密封组成设计应考虑轴进入导入设计,减少密封元件损坏;件损坏;(5 5)密封元件材料优选)密封元件材料优选 1 1)对于可取式工具一般采用丁晴橡胶;)对于可取式工具一般采用丁晴橡胶; 2 2)对于永久性气井完井()对于永久性气井完井(H H2 2S S、COCO2 2)一般采用氢化丁)一般采用氢化丁晴;晴; 3 3)对于井下反复开关控制工具,一般采用非弹性组合)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);密封材料(聚四氟乙烯); 4 4)完井封隔器胶筒采用邵氏硬度)完井封隔器胶筒采用邵氏硬度70708585; 5 5)高压作业(压裂)采用邵氏硬度)高压作业(压裂)采
14、用邵氏硬度80809595。(6 6)工具加工耝造度优选)工具加工耝造度优选 1 1)一般工具表面耝造度度为)一般工具表面耝造度度为6.36.3; 2 2)一般配合面耝造度度为)一般配合面耝造度度为3.23.2; 3 3)密封槽面耝造度度为)密封槽面耝造度度为1.61.63.23.2; 4 4)动态轴、孔配合面耝造度度为)动态轴、孔配合面耝造度度为1.61.6; 5 5)高精度动态轴、孔配合面耝造度度为)高精度动态轴、孔配合面耝造度度为0.80.81.61.6。(7 7)工具材料及处理工艺)工具材料及处理工艺 1 1)对于耐磨及提高硬度(强度),一般采用渗碳处)对于耐磨及提高硬度(强度),一般
15、采用渗碳处理;理; 2 2)对于一般防腐、耐磨及提高硬度(强度),一般)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;采用渗氮或氮化处理; 3 3)对于一般仅防腐采用镍磷镀;)对于一般仅防腐采用镍磷镀; 4 4)深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬;)深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬; 5 5)气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢,)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;并表面氮化处理;(7 7)工具材料及处理工艺)工具材料及处理工艺 6 6)常规油水井完井工具一般采用)常规油水井完井工具一般采用35CrMo35CrMo或或42CrMo42CrMo合金合金钢,并
16、表面氮化或镍磷镀;钢,并表面氮化或镍磷镀; 7 7)卡瓦一般淬火回火硬度控制在)卡瓦一般淬火回火硬度控制在HRc45HRc455555; 8 8)弹簧一般淬火回火硬度控制在)弹簧一般淬火回火硬度控制在HRc38HRc384242; 9 9)薄弹性套、卡簧或自锁扣,一般采用表面高频淬火;)薄弹性套、卡簧或自锁扣,一般采用表面高频淬火; 1010)合金钢加工一般必须调质处理,调质处理硬度)合金钢加工一般必须调质处理,调质处理硬度HB241HB241290290。5 5、工具图纸设计技术要求、工具图纸设计技术要求(1 1)图纸设计必须有组装图)图纸设计必须有组装图(2 2)图纸设计必须标注配合公差)
17、图纸设计必须标注配合公差(3 3)图纸设计必须标注形位公差)图纸设计必须标注形位公差(4 4)图纸设计必须标注加工耝造度)图纸设计必须标注加工耝造度(5 5)图纸设计必须标注材料及处理工艺)图纸设计必须标注材料及处理工艺(6 6)图纸设计必须标注参考基准面)图纸设计必须标注参考基准面(7 7)图纸设计必须标注技术要求)图纸设计必须标注技术要求 1 1、封隔器分类、封隔器分类 (1 1)分类方法)分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 (2 2)分类)分类 自封式: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靠封隔件外径与套管内径的过盈
18、和工作压差实现密封的封隔器。封隔器。 压缩式: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。隔器。 扩张式: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。现密封的封隔器。 组合式: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。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)封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 2 2、封隔器型号编制方法、封隔器型号编制方法 (1 1)编制方法)编制方法按封隔
19、器分类代码、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代按封隔器分类代码、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工作压差六个参数依次排列,进行型号编制。排列,进行型号编制。 (2 2) 代号说明代号说明 1 1)分类代号:用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母)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。表示,组合式用各式的分类代号组合表示。分类名称分类名称自封式自封式压缩式压缩式扩张式扩张式组合式组合式分类代号分类代号ZYK用各式的分用各式的分类代号组合类代号组合
20、表示表示工作温度工作温度/工作压差工作压差钢体最大外径钢体最大外径解封方式代号解封方式代号坐封方式代号坐封方式代号固定方式代号固定方式代号分类代号分类代号Y241-115-120Y241-115-12060602 2、封隔器型号编制方法、封隔器型号编制方法 2 2)固定方式代号:用阿拉伯数字表示)固定方式代号:用阿拉伯数字表示。固定方式名称固定方式名称尾管支撑尾管支撑单向卡瓦单向卡瓦悬挂悬挂双向卡瓦双向卡瓦锚瓦锚瓦固定方式代号固定方式代号12345固定方式名称固定方式名称尾管支撑尾管支撑单向卡瓦单向卡瓦悬挂悬挂双向卡瓦双向卡瓦锚瓦锚瓦固定方式代号固定方式代号12345 3 3)坐封方式代号:用
21、阿拉伯数字表示)坐封方式代号:用阿拉伯数字表示。坐封方式名称坐封方式名称提放管柱提放管柱转动管柱转动管柱自封自封液压液压下工具下工具热力热力坐封方式代号坐封方式代号123456 3 3、封隔器型号编制方法、封隔器型号编制方法 4 4)解封方式代码:用阿拉伯数字表示)解封方式代码:用阿拉伯数字表示。解封方式名称解封方式名称提放管柱提放管柱转动管柱转动管柱钻铣钻铣液压液压下工具下工具热力热力解封方式代号解封方式代号1234563 3、油气田封隔器通用技术条件、油气田封隔器通用技术条件 (1 1)封隔器基本参数封隔器基本参数 1 1)工作压力(单位:)工作压力(单位:MPaMPa)压力压力71015
22、2025355070100温度温度557090120150180300370 2 2)工作温度(单位:)工作温度(单位:mmmm) 3 3)钢体最大外径(单位:)钢体最大外径(单位:mmmm)最大最大外径外径9095100105110115120135140144148152165185210215 4 4)钢体内通径(单位:)钢体内通径(单位:mmmm)内通径内通径3840464850555862768292100 (2 2)使用要求)使用要求 1 1)使用封隔器时,必须检查合格证,并存档。)使用封隔器时,必须检查合格证,并存档。 2 2)封隔件、密封件不得超过有效期使用。)封隔件、密封件不
23、得超过有效期使用。 3 3)封隔器下井时,若井况不明,必须通井。)封隔器下井时,若井况不明,必须通井。 4 4)起下封隔器,必须装指重表或拉力计。)起下封隔器,必须装指重表或拉力计。 5 5)封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。)封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。 6 6)封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。)封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。 7 7)封隔器的下井速度不得超过)封隔器的下井速度不得超过1.01.01.2m/s1.2m/s,且操作平稳。,且操作平稳。 8 8)必须按使用说明书要求使用封隔器。)必须按使用说明书要求使用封隔器。 9 9)封隔器下井深
24、度,一律以封隔件上端面为基准。)封隔器下井深度,一律以封隔件上端面为基准。 封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施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。水井完井主要应用了有效开发起着关键性作用。水井完井主要应用了K344、Y341、Y342、 Y241封隔器等类型。最封隔器等类型。最长用的为长用的为K344、Y341封隔器。封隔器。1 1上接头;上接头;2 2连接套;连接套;3 3“0 0”型圈;型圈;4 4平衡活塞;平衡活塞;9 9胶筒;胶筒;1010隔环;隔环;1111密封环;密封环
25、;1212剪断销钉;剪断销钉;1313锁套;锁套;1414卡瓦;卡瓦;1515卡瓦座;卡瓦座;1616解封套;解封套;1717下接头;下接头;1818活塞活塞Y34lY34l封隔器封隔器 Y341 Y341封隔器结构封隔器结构 K344 K344封隔器结构封隔器结构该封隔器主要有上接头、下接头、中心管、胶筒、滤网内套等部该封隔器主要有上接头、下接头、中心管、胶筒、滤网内套等部件组成。件组成。机械封隔器外视图机械封隔器外视图机械封隔器剖面图机械封隔器剖面图 (三)(三) 八八 种种 分分 注注 工工 艺艺 技技 术术 介介 绍绍液 力 投 捞 斜 井 分 注 工 艺液 力 投 捞 斜 井 分 注
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