水平井裸眼分段压裂套压阀研制与应用.pdf

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２０１４年第４３卷石油矿场机械第１１期第９０页OILFIELDEQUIPMENT２０１４，４３（１１）：９０-９２文章编号：１００１-３４８２（２０１４）１１-００９０-０３水平井裸眼分段压裂套压阀研制与应用徐玉龙１，程智远１，李文艳２，姚卫东１（１．渤海钻探工程技术研究院，天津３００２８０；２．渤海装备中成装备有限公司，天津３００２８０）摘要：水平井裸眼分段压裂技术作为低压、低渗透油气藏开发的重要增产措施之一，近年来在苏里格地区得到大力推广应用。套压阀是水平井分段压裂配套工具的重要组成部分，主要为压裂施工后期提供气举通道和套压监测。针对水平井施工中出现的套压阀压力打开不稳定的问题，设计了内置滑套式套压阀，利用油套压差剪断剪钉推动内置滑套移动并锁紧。同时，给出了入井管柱结构和施工工艺。该结构设计合理，打开压力稳定，能够满足现场压裂施工要求。关键词：水平井；分段压裂；套压阀中图分类号：ＴＥ９３４．２文献标识码：Ｂdoi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１-３８４２．２０１４．１１．０２３ResearchandApplicationofSlidingSleeveOpenedbyCasingPressureUsedforStagedFracturinginOpenholeHorizontalWells１，ＣＨＥＮＧZｈ-ｉｙｕａｎ１，ＬＩＷｅｎ-ｙａｎ２，ＹＡＯＷｅ-ｉｄｏｎｇ１ＸＵＹｕ-ｌｏｎｇ（１．ＥngineeringTechnologyResearchInstitute，ＢＨDC，Tianjin３００２８０，China；２．ZhongchengＥquipmentＭanufacturingCompanyofＢohaiＥquipmentＭanufacturingCompany，Tianjin３００２８０，China）Abstract：Ｔｈｅｓｔａｇｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｏｐｅｎｈｏｌｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓｉｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｗｉｔｈｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｌｏｗｐｏｒｏｓｉｔｙａｎｄｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎＳｕｌｉｇｅｇａｓ-ｆｉｅｌｄｒｅｃｅｎｔｌｙ．Ｃａｓｉｎｇｖａｌｖｅｉｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｍａｔｃｈｉｎｇｔｏｏｌｓｆｏｒｓｔａｇｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｗｈｉｃｈｉｓｍａｉｎｌｙｆｏｒｐｒｏｖｉｄｉｎｇｇａｓｌｉｆｔｃｈａｎｎｅｌａｎｄｃａｓｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒ．Ｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂ-ｌｅｍｓｏｆｏｐｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｃａｓｉｎｇｖａｌｖｅｏｆｂｕｉｌｔ-ｉｎｓｌｉｄｉｎｇｓｌｅｅｖｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅｔｗｅｅｎｏｉｌｐｉｐｅａｎｄｃａｓｉｎｇｐｉｐｅｃｕｔｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｐｉｎｓａｎｄｉｎｎｅｒｂａｒｒｅｌｗｅｎｔｄｏｗｎｔｏｂｅｌｏｃｋｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｒｕｎｎｉｎｇｓｔｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｎｄｏｐｅｎｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｆｉｅｌｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｃａｎｂｅｓａｔ-ｉｓｆｉｅｄ．Keywords：ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌ；ｓｔａｇｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｃａｓｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｖａｌｖｅ［２-３］苏里格气田具有储层连续性差、非均质性强、低统等。压、低孔、低渗的特点，采用常规开采方式效果不理为了满足苏里格地区水平井生产需求，渤海钻想。水平井的长水平段可以扩大气层的渗流面积，探工程技术研究院自主研发了水平井分段压裂配套［１］［４］有效地提高单井产量。经过多年发展，国外石油工具。工具主要由悬挂器、裸眼封隔器、投球滑公司已形成了各具特色的水平井分段压裂技术，例套、压差滑套、坐封球座、回插接头和套压阀组成。如ＢＪ公司的水力射孔和封隔器分段压裂技术、贝克套压阀是为了在生产阶段方便、安全地连通油套休斯公司的Ｆｒａｃ-ＰｏｉｎｔＴＭ封隔器分段压裂系统、管，避免带压作业的施工风险，保证水平井的安全ＰＡＣＫＥＲＳＰＬＵＳ的ＳｔａｇｅＦＲＡＣＴＭ增产系生产。收稿日期：２０１４-０５-０４作者简介：徐玉龙（１９８５-），男，山东菏泽人，工程师，硕士，主要从事采油工具研究，Ｅ-ｍａｉｌ：ｘｕｙｕｌｏｎｇ-０１＠１６３．ｃｏｍ。 第４３卷第１１期徐玉龙，等：水平井裸眼分段压裂套压阀研制与应用·９１·后，可以对油压和套压进行监测，避免后期起管柱，１技术分析减少施工风险。１．１结构设计１．３结构参数套压阀是水平井分段压裂配套工具中的关键部套压阀总长８５０ｍｍ，外径１３０ｍｍ，内径７６件。它的主要作用是压裂施工后期利用泵车向套管ｍｍ，打开压力１５ＭＰａ，耐温１２０℃，两端扣型为施压打开套压阀内部滑套，建立油管和套管环空之８８．９ｍｍ（３英寸）ＵＰＴＢＧ。间的液流通道，准确提供后期投产的油压和套压监１．４剪钉计算测数据。套压阀主要由上接头、内滑套、平衡套、外套压阀在井下作业时要剪断剪钉，需施加套压筒、下接头、剪钉和锁紧机构组成，如图１所示。其和油压压差p作用于内滑套，作用端面直径d１＝中内滑套和平衡套为关键零部件。１１２．５ｍｍ，d２＝９６．５ｍｍ；剪钉材料为黄铜，其抗剪切强度τ。b＝２９０ＭＰａＦ′＝Ｆ（１）Ｆ′＝pＳ′（２）Ｆ＝nτbＳ（３）２２）１—上接头；２—外筒；３—内滑套；４—锁紧机构；Ｓ′＝π（d１－d２（４）４５—剪钉；６—平衡套；７—下接头２图１套压阀结构Ｓ＝πd３（５）４１．１．１内滑套式中：Ｆ′为套压阀开启压力，Ｎ；Ｆ为剪钉剪断时的油压和套压作用在相同面积上，由于压力差而压力，Ｎ；p为滑套打开压差，ＭＰａ；d为剪钉直３产生轴向的作用力。压裂时，油压大于套压，作用力径，ｍｍ。将内滑套沿上接头方向压紧。需要打开套压阀时，设计套压阀开启压差为１５ＭＰａ，剪钉数量为６作用力将推动内滑套沿下接头方向移动，推动平衡个，代入公式得到投球开启滑套的剪钉直径套剪断剪钉，从而打开油套之间的泄流通道。d３＝５．３７ｍｍ。１．１．２平衡套平衡套用剪钉固定，两端各２道胶圈保证密封，２现场施工工艺主要作用是防止下入过程和压裂过程中由于液力冲该工具在苏里格地区成功应用水平井５０余口击作用造成剪钉剪断，使得套压阀提前打开。井，打开压力稳定，现场应用效果良好。１．１．３锁紧机构１）工具下入。管柱结构：插入密封＋水力锚剪钉剪断后，内滑套向下移动，依靠锁紧机构将＋油管＋套压阀＋油管＋油管挂＋油补距。内滑套锁紧，避免内滑套在油压大于套压时回缩，使２）回接试压。油管试压２０ＭＰａ，稳压１５得套压阀重新关闭。ｍｉｎ，套管不返液为合格。或套管试压１０ＭＰａ，压１．２工作原理力不降为合格。将套压阀与水平井压裂配套工具回插接头按管３）压裂施工。套管需要平衡压力，注意套压柱结构进行连接，将回接插头插入至悬挂器回接筒不要超过油压２０ＭＰａ，以免套压阀提前打开。位置。正常压裂施工压裂时，油压始终比套压压力４）打开套压阀。压裂施工结束后，套管加压，高，油压通过内滑套上的传压孔作用在凸台下端面当油套压差大于２０ＭＰａ时，套压阀内滑套向下移上，保证施工过程中内滑套始终处于固定状态；平衡动剪断连接剪钉，从而实现油套连通。套两端压力值相同，剪钉不会被剪断。施工结束后，３结论平衡泵车加套压２０ＭＰａ。如果放喷排液后套压比油压高１５ＭＰａ，作用在内滑套上向下作用力推动平１）套压阀针对压裂施工管柱设计，结构合理衡套剪断剪钉，压力继续推动内滑套下行到位，锁紧紧凑，操作方便，打开压力稳定，下入过程中不会因机构启动，实现锁紧。如果放喷排液后期油压较高为磕碰造成误打开。不足以剪断套压阀上的剪钉，可以利用泵车重新连２）可以实现下行锁紧，保证内滑套下行到位接管线加套压至１５ＭＰａ将其打开。套压阀打开后不会回弹，避免套压阀打开后重新关闭。 ２０１４年第４３卷石油矿场机械第１１期第９２页OILFIELDEQUIPMENT２０１４，４３（１１）：９２-９５文章编号：１００１-３４８２（２０１４）１１-００９２-０４提高天地图三维平台油田单井模型加载效率的方法倪艳１，陈建华１，李吟１，刘慧２（１．新疆油田公司数据公司，新疆克拉玛依８３４０００；２．新疆油田公司北京联络处，北京１０００１１）摘要：随着天地图三维平台在新疆油田中的逐步应用，结合油田油井三维模型的特点和要求，从建模过程、模型封装和优化加载程序、制定标准化加载方法减少人工干预步骤３个方面对关键优化技术进行探讨，并给出单井模型示例对优化效果进行了验证。通过优化前后的运行性能参数对比，证实了优化建模技术能提高天地图三维平台三维模型数据加载效率和响应速度，为天地图三维平台在数字油田和智能油田建设方面发挥更大作用提供一定的参考。关键词：天地图三维平台；数字油田；单井模型；模型加载效率中图分类号：ＴＥ９３８文献标识码：Ｂdoi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１-３８４２．２０１４．１１．０２４MethodofLoadingEfficiencyforSingleWellMoodtoIncreaseTIANDITU３DPlatforminOilfield１，ＣＨＥＮＪｉａｎ-ｈｕａ１，ＬＩＹｉｎ１，ＬＩＵＨｕｉ２ＮＩＹａｎ（１．DataCompany，XinjiangOilfieldCompany，Ｋaramay８３４０００，China；２．ＢeijingLiaisonOffice，XinjiangOilfieldCompany，Ｂeijing１０００１１，China）Abstract：ＷｉｔｈｔｈｅｇｒａｄｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＩＡＮＤＩＴＵｐｌａｔｆｏｒｍｉｎｔｈｅＸｉｎｊｉａｎｇｏｉｌｆｉｅｌｄ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｏｉｌｗｅｌｌｆｒｏｍｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｍｏｄｅｌｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｅｒ，ｓｔａｎｄａｒｄｌｏａｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｍａｎｕａｌｉｎ-ｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｓｔｅｐ，ｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅｗｅｌｌｍｏｄｅｌｅｘａｍｐｌｅｗａｓｇｉｖｅｎｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ．Ｂｙｒｕｎｎｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎｉｍｐｒｏｖｅＴＩＡＮ-ＤＩＴＵｐｌａｔｆｏｒｍｏｆ３Ｄｍｏｄｅｌｄａｔａｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄ，ａｓＴＩＡＮＤＩＴＵｐｌａｔｆｏｒｍｃｏｎ-ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｄｉｇｉｔａｌｏｉｌｆｉｅｌｄｉｎｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｐｌａｙａｇｒｅａｔｅｒｒｏｌｅｔｏｐｒｏｖｉｄｅｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Keywords：ＴＩＡＮＤＩＴＵｐｌａｔｆｏｒｍ；ｄｉｇｉｔａｌｏｉｌｆｉｅｌｄ；ｓｉｎｇｌｅｗｅｌｌｍｏｄｅｌ；ｍｏｄｅｌｌｏａｄｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪３）解决了水平井不起管柱监测油套压力的问［Ｊ］．天然气工业，２００７，２７（１２）：９６-９８．题，提高了压力监测数据的准确性。［２］柴国兴，刘松，王慧莉，等．新型水平井不动管柱封隔器４）丰富了水平井裸眼完井分段压裂工艺的内分段压裂技术［Ｊ］．中国石油大学学报：自然科学版，容，推动了水平井裸眼完井分段压裂技术在油田作２０１０，３４（４）：１４１-１４５．业中应用。［３］姚展华，张世林，韩祥海，等．水平井压裂工艺技术现状及展望［Ｊ］．石油矿场机械，２０１２，４１（１）：５６-６１．参考文献：［４］朱正喜，李永革．水平井裸眼完井分段压裂技术研究［１］杨健，陶健林，陈郸．苏里格气田储层改造工艺分析［Ｊ］．石油矿场机械，２０１１，４０（１１）：４４-４７．收稿日期：２０１４-０５-２８作者简介：倪艳（１９８０-），女，四川乐山人，主要从事二／三维地理信息系统及天地图平台在油田的应用研究。 水平井裸眼分段压裂套压阀研制与应用作者：徐玉龙，程智远，李文艳，姚卫东，XUYu-long，CHENGZhi-yuan，LIWen-yan，YAOWei-dong作者单位：徐玉龙,程智远,姚卫东,XUYu-long,CHENGZhi-yuan,YAOWei-dong(渤海钻探工程技术研究院,天津,300280)，李文艳,LIWen-yan(渤海装备中成装备有限公司,天津,300280)刊名：石油矿场机械英文刊名：OilFieldEquipment年，卷(期)：2014(11)参考文献(4条)1.杨健;陶健林;陈郸苏里格气田储层改造工艺分析2007(12)2.柴国兴;刘松;王慧莉新型水平井不动管柱封隔器分段压裂技术2010(04)3.姚展华;张世林;韩祥海水平井压裂工艺技术现状及展望2012(01)4.朱正喜;李永革水平井裸眼完井分段压裂技术研究2011(11)引用本文格式：徐玉龙.程智远.李文艳.姚卫东.XUYu-long.CHENGZhi-yuan.LIWen-yan.YAOWei-dong水平井裸眼分段压裂套压阀研制与应用[期刊论文]-石油矿场机械2014(11)