深井、超深井高温高压井下工具研究.pdfVIP

维普资讯 第25卷第1O期 天 然 气 工 业 深井、超深井高温高压井下工具研究* 刘清友 湛精华 。 黄 云 李‘顺平。 (1．西南石油学院 2．江汉油 田分公司采油工艺研究院 3．四川石油管NJ~JIl东钻探公司) 刘清友等．深井、超深井高温高压井下工具研究．天然气工业 ，2005；25(10)：73～75 摘 要 针对井下工具和工艺管柱在深井超深井中高温、高压等特殊环境下各种生产措施的运用，并对井下 工具和工艺管柱在各种特殊生产措施中提出的一些特殊要求展开专项研究。主要从压裂酸化、分层注水、机械卡 堵水等方面对井下工具和工艺管柱进行研究，并对江汉油田分公司采油工艺研究院所在深井、超深井高温高压井 下工具进行 了论述和介绍，有利于指导油气 田的现场施工，具有一定的实际意义。 主题词 高温高压 深井 超深井 井下工具 压裂酸化 在油气 田的开发生产中，随着井深 的不断增加 ， 作简单 、使用安全 的要求。江汉油 田在近年来针对 井下的温度和压力也随之不断地增加，措施作业 中 油 田开发的新形势与特殊施工工艺需要，对高温高 的施工压力也增加，当井深达到 5000m 以上时，一 压井下管柱及工具进行 了研究与应用，大幅度地提 般情况是：地层温度在 130℃以上，压力在 5OMPa 高了井下工具的耐温耐压指标，能适应 国内4500～ 以上 ，施工压力在 80MPa以上。由于井深 、工作量 7000m深井的措施施工。所研制管柱的主要技术 大 、施工时间长，而原有井下工具的耐温耐压指标较 指标见表 1。 低，不能满足现场需求，在使用 中会出现如下问题 ： 封隔器胶筒与密封盘根等橡胶件 出现高温脱硫或高 表 1 高温高压管柱主要技术指标 温碳化；在高压下井下工具发生变形、破裂、断裂 ；管 适用套管规格 (mm) 127．0 139．7 177．8 柱的温度效应显著 ，伸缩变形量大 ，发生应力断裂； 工具外径 (mm) 1O0 114 148、152 管柱受高压作用及压力波动的影响，发生漏失和脱 管柱内通径 (mm) ≥4O ≥45 ≥50 扣 。如果 以上问题不能很好解决，将会直接导致如 工作温度(℃) ≥15O 下后果 ：①施工不能正常进行或根本无法施工 ，造成 酸化压裂 60~80 施工失败和原材料的浪费；②在大直径套管井 内，施 工作压差 (MPa) 分层注水 35～6O 卡堵水 6O 工后的排液时间长 ，对施工效果的影响大，从而影响 区块的整体评价和开发 ；③施工失败后发生卡钻 ，从 适应井深 (m) 45OO～7000 而需大修作业 ；④工具及管柱出现问题后 ，压井不能 压到位 ，动管柱易发生井喷，特别是高压气井更危 二、新型密封元件研制 险。因此，研制能满足高温高压井 内各种措施管柱 及配套工具技术就显得十分必要和迫切 。 由于过去对橡胶材料 的研究 已做 了大量 的工 作 ，单纯从提高材料的性能和配方研究 已比较 困难 ， 一 、 江汉油田高温高压管柱技术指标 且资金投入大 。故在研究中，主要在对胶料配方方 根据 目前国内深井超深井 中井温高、压力高 的 面进行选择和改进 的同时，对胶筒 的几何结构形状 一 般情况，研究深井超深井用高温高压管柱及工具， 进行研究和优化设计 ，通过这两个途径 ，使其达到设 应该考虑的是如何保证在高温高压下密封可靠、操 计要求的性能。在 2001年 以前 ，对封隔器胶筒 的主 *本文系