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1、石油机械2010年第38卷第1期CHINAPETROLEUMMACHINERY39新产品开发*遇油自膨胀封隔器的研究与应用沈泽俊高向前童征张国文郝忠献(中国石油勘探开发研究院)摘要近年来,国内油田引进国外公司的遇油膨胀封隔器技术,取得较好应用效果。但是国外进口工具价格昂贵,影响了该技术的推广应用。为此,研制了遇油自膨胀封隔器。该封隔器可以随完井管柱一同下入井内,当封隔器到达指定位置后,橡胶在井筒内液体(原油)的浸泡下缓慢膨胀,直到紧紧地贴住井壁(裸眼壁或套管内壁),从而达到隔离井
2、段的目的。该封隔器具有可靠性高、通径大、自动补偿环空间隙、现场作业简便等优点。试验与现场应用表明,遇油自膨胀封隔器可延长油气井的生产寿命,提高油气田采收率,降低开发成本,达到了设计要求。关键词自膨胀封隔器水平井完井/增产一体化膨胀率4~5万美元,影响了该技术在国内的推广应用。0引言中国石油勘探开发研究院装备所经过多年的室内研究和技术攻关,于2008年8月成功研制出遇油自封隔器是石油天然气开采行业常用的井下分层膨胀封隔器,11月在冀东油田顺利下井,现场试工具。现有封隔器大多只能在套管内使用,用于油验初次获得成功。层
3、裸眼段的封隔器品种较少,主要是水泥充填式,寿命一般为2~3a,影响油水层的封隔效果。1技术分析目前,自膨胀封隔器在国外已经得到大规模的应用。文莱championwest油田采用特殊的蛇形井目前,自膨胀封隔器主要包括遇油自膨胀封隔进行开发,完井采用遇油膨胀封隔器,可有效控制器YZF和遇水自膨胀封隔器SZF2个系列。笔者主[1]产层出水,提高产量25%。在储层改造领域,要介绍遇油自膨胀封隔器。国外开始大规模推广完井/增产一体化技术,该技11结构术利用自膨胀封隔器进行层间隔离,采用液压/机遇油自膨胀封隔器结构简单,组装方便,主要
4、械动作滑套进行各段流动控制,储层改造之后直接由接箍、基管、挡环和胶筒组成,其结构如图1转为生产管柱投产。该技术具有可靠性高、成本和所示。作业风险低、压裂后能很快转入试油和生产等优点。该技术已在120多口井上应用,改造层段超过[2]850段。在高含水老油田二次开发中,国外公司在北海油田侧钻井中推广采用遇油、遇水自膨胀封图1自膨胀封隔器结构示意图[3]隔器进行非固井完井,有效地开发剩余油资源。1接箍;2基管;3挡环;4胶筒。自膨胀封隔器在国外的成功应用表明,该产品是降12工作原理低油气田开发成本、提高采收率的有效工具。
5、自膨胀封隔器可以随完井管柱一同下入井内,近年来,国内油田引进国外公司的遇油膨胀封当封隔器到达指定位置后,橡胶在井筒内液体隔器技术,已成功下井40多口,取得较好应用效(原油)的浸泡下缓慢膨胀,直到紧紧地贴住井壁果。但是国外进口工具价格昂贵,单只封隔器报价(裸眼壁或套管内壁),从而达到隔离井段的目的。*基金项目:2008年中国石油天然气集团公司科技发展部研究课题水平井多功能生产完井与膨胀筛管技术研究!(2008c-2802)。40石油机械2010年第38卷第1期13主要技术参数212膨胀率与压力关
6、系基管外径1397mm、材质N80钢,胶筒外径压力是影响材料膨胀速度的另一因素,将采集203mm、长度3000mm,总长度4102mm,耐温数据进行分析对比发现,压力越高,材料初始膨胀∀180#,耐压50MPa,膨胀时间取决于油气井参速度越慢,但是围压大会加快材料吸收原油的速度,数,膨胀率3倍。后期膨胀速度会快于围压小的橡胶材料。但总体而14技术特点言,井下压力越高封隔器的坐封速度就会越快。图(1)自膨胀封隔器可靠性高,没有机械运动3为膨胀材料在不同压力下膨胀率对比曲线图。部件,现场作业无需专家指导。(2)自膨胀封隔器可持
7、续膨胀以弥补产液冲蚀面造成的空隙。当发生故障造成漏失,即使在较低的压差下,动态膨胀仍会实现密封,因此很适合在裸眼井段中使用。(3)该封隔器可代替管外封隔器用于水平裸图3膨胀率与压力关系曲线眼井的完井,简化完井工艺,降低完井风险,减少22封隔器耐压差试验作业费用。自膨胀封隔器具有良好的耐压差性能,其耐压(4)该封隔器通径大,强度高,可在保证有差能力与膨胀胶筒的长度有一定的关系(见图4)。效工作的前提下穿越长水平井段和套管开窗段。在安装智能完井设备时,可顺利穿过控制管线,无需下入过渡短节。(5)可避免修井和井下作业,降低维护成
8、本,延长油井寿命。2室内试验研究图4耐压差胶筒长度关系曲线221试验技术参数21材料膨胀机理试验基管直径1397mm,胶筒外径203mm,胶筒膨胀材料是膨胀封隔器的重要成分,其材料的长度分别为05、10、15、20、40和50m,优
