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新型的连续油管压裂用无线接箍定位器.docx
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2022-03-15
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【新型的连续油管压裂用无线接箍定位器】是一种在油井压裂作业中使用的先进设备,尤其适用于多薄层的浅井。随着连续油管技术的发展,其疲劳寿命和强度的提升使得压裂作业的经济效益显著提高。与传统压裂方式相比,连续油管压裂可以更快速地在不同层位间移动,减少作业时间,并能在欠平衡条件下工作,降低了对井筒的损害。 在压裂作业中,关键工具是连续油管压裂用的封隔器总成,它由多个跨隔封隔器组成,具有平衡阀、下部卡瓦、上部皮碗式封隔器和多次坐封的功能。封隔器的操作过程包括下入井中进行反循环,以减少摩擦力和清除地层碎屑,然后通过上提和下压实现坐封和解封。坐封位置的精确性对压裂效果至关重要,过低或过高的封隔器位置都会导致压裂不完全,产量降低,甚至可能导致工具卡死。 连续油管的深度控制是另一大挑战。井架的高度限制了防喷管的长度,进而影响了跨隔封隔器的使用。25ft的封隔器在20ft厚的层位中只有2.5ft的公差,因此对深度控制要求极高。传统的轮式测量器和光学编码器可能存在精度问题,如滚轮磨损和滑动,这会影响深度测量的准确性。 为解决这些问题,一些制造商开始采用无线接箍定位器,这是一种更先进的深度控制技术。这种定位器能提供更精确的连续油管下放深度数据,避免因深度误差导致的压裂效果不佳和工具故障。通过无线通信,它能实时反馈数据,帮助操作人员更准确地控制封隔器的位置,确保压裂作业在正确的位置进行,从而提高油井的产量和作业效率。 新型的连续油管压裂用无线接箍定位器代表了油井压裂技术的一个重要进步,它提高了作业的精确性和效率,减少了作业风险,对于推动油井增产措施的发展具有重要意义。随着技术的不断迭代,这类设备将继续在石油行业中发挥重要作用。
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新型的连续油管压裂用无线接箍定位器
一、前言
连续油管在油井的压裂作业中是一个比较新的项目,到目前为止,
利用连续油管压裂的油井数量超过 5000 口,绝大多数的井是在过去
的 3~4 年中压裂的,并且其中的三分之一是 2001 年完成的。
象连续油管进行的其它作业一样,油井增产措施的限制因素就是
连续油管自身的大小和长度。因为连续油管的规格越来越大,强度
越来越强,连续油管的使用也就越来越广泛。连续油管压裂作业表
现尤为突出。
因为连续油管的疲劳寿命和强度已经提高到了几年以上,用连续
油管压裂,经济效益也有了提高。而从前用大规格连续油管进行此
项作业不切实际,为支付连续油管费用,作业公司不得不收取较多
的费用来补偿。
连续油管压裂特别适合于具有多薄层的浅井。利用连续油管,在
这类井上进行压裂施工比用常规方法能缩短很多时间,可在一天内完
成一口井的压裂工作。加拿大的一个作业队利用同一套设备,在一天
的时间内压裂了两口井。这是由于连续油管能迅速地重新就位封隔
器,从一个层位到另一个层位,并且能在欠平衡的条件下完成这一工
作,而常规的压裂作业利用连接的油管完成一个层位的压裂后,必须
在过平衡条件下移动工具到下一个层位。
连续油管压裂作业在加拿大已经开展了几年,实际上,使用这这
一方法进行油井增产的井多数都在加拿大。然而在美国现在也开展
了几个地区,多数在科罗拉多、德克萨斯、阿拉巴马、维吉尼亚州。
在英国,英格兰和爱尔兰也已进行了连续油管作业。事实上,这些
工作都是在陆上多薄互层的浅井上进行的。
不论在什么油田,应用连续油管进行压裂作业的技术是相似的,一
套大直径的连续油管管柱是获得足够的流速以进行合适的地层压裂
所必需的。连续油管管柱多数使用的是直径 23/8-in 或27/8-in。
多数连续油管设备都有一个完整的井架,以支撑投送头和防喷管。
使用防喷管是为了在欠平衡的条件下从井里起出工具。
连续油管压裂用的工具串多数都由一些跨隔封隔器组成的。图 1
给出了一个常用的封隔器总成设计。该封隔器总成针对连续油管压
裂作业做了专门设计,有如下特点:
平衡阀—封隔器在被解封和移动到下一层位之前,可以平衡压
力。
下部卡瓦的设计—不需要旋转外部芯轴来解
封,使封隔器解封更容易。
上部皮碗式封隔器—当工具下入井中要反洗
井时,可以进行反循环。
多次坐封—能够坐封、解封,可靠地移动许
多次。
图示封隔器在连续油管压裂中被成功使用了上
千口井,适用于 41/2—51/2-in 的套管。
标准的封隔器总成操作过程要求工具下入井中
进行反循环。这有助于减小上部皮碗式封隔器与套管壁的摩擦力。
反循环也能够洗出射孔后进入井中的地层碎屑。
工具串到达要压裂的第一层后,封隔器先上提 2 英尺,然后给封隔
器总成向下施加一个重力,封隔器就完成了坐封。下部的卡瓦将锚
定在套管壁上,下部的封隔器胶筒也将密封了井筒。就开始了连续
油管压裂作业。压裂完成后,就可以反排。通过连续油管上提,封
隔器就可以解封,并移动到下一层位。
二、连续油管深度控制
连续油管装置的井架高度限定了投放头下面使用多长的防喷管
(见图 2)。在大多数情况下,防喷管的长度将跨隔封隔器的长度限
定为 25,使用连续油管进行压裂作业的层位的典型厚度为 5~20
。当使用 25的跨隔封隔器压裂一个 20厚的层位时,在层位的两端
仅有 21/2的公差。
跨隔封隔器不在设计的深度坐封可导致多方面
问题。如果封隔器坐封过低,上部的封隔器将会低
于该层位顶部的射孔。首先,由于压裂不完全直接导致产量降低,尤
其是低渗透地层,未得到压裂的部分就不会有增产的可能;其次,当
液体泵入时在上部封隔器周围产生流体窜槽;第三,砂子进入并堆
积在上部封隔器的上部,甚至会造成工具串的砂卡。
图1连续油管
压裂封隔器总成
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shenlanzhijia
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