钻采技术

 

一、钻井工艺

 

1、丛式水平井组三维井眼轨道优化设计技术 

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建立了基于地层漂移的井眼轨道设计模型,提出了正反向对称型和"鱼钩"型井眼轨道设计方案,研发了三维地学模型下的井眼轨道设计方法,拉开上部井段距离与造斜大井斜井段优化轨道防碰相结合,形成了丛式水平井组三维井眼轨道优化设计技术。应用表明,水平段扭方位工作量减少20%,摩阻降低30%。

 

2、涪陵页岩气田钻井提速集成技术系列

 

(1)导眼井段采用山地水力机械双加压导眼钻井技术,即顶驱+水力加压器+超重钻铤钻井技术;

(2)一开井段采用PDC钻头+?244.5mm大功率螺杆复合钻井技术;

(3)二开井段采用PDC钻头+螺杆+低密度钻井液技术;

(4)三开水平段采用新型PDC钻头+水力振荡器+耐油螺杆复合钻井技术;

(5)用国产低成本的“大功率螺杆+MWD+自然伽玛”导向工具,替代了进口高成本的旋转导向工具;

(6)多功能钻具组合及匹配钻井参数复合钻井技术,实现了定向、稳斜“一趟钻”,提高了复合钻比例。

现场应用表明,机械钻速提高2-3倍,其中焦页2-5HF创国内页岩气水平井水平位移最长纪录;

 

3、低成本油基钻井液技术

 

针对涪陵地区页岩地层的地质特点与长水平段水平井的施工要求,组织研发了柴油基钻井液用超低加量的高效乳化剂,研发了能吸附在亲水固体表面,使其转变为亲油性固体的润湿反转剂,研发了对松散、破碎和遇水失稳地层的井壁稳定影响至关重要的降滤失剂,形成了适应涪陵页岩地层长水平段钻进的油基钻井液体系。该体系具有低滤失、低粘度、低加量、低成本、高切力、高破乳电压、高稳定性—"四低三高"的特点。与国外油基钻井液体系处理剂相比,外加剂加量降低28%。同时建立油基钻井液集中回收站,油基钻井液再利用率100%。

该体系能够有效防止页岩地层井壁失稳,降低水平段钻进及电测、下套管过程中的摩阻,满足了页岩气水平井安全钻井的要求。

 

4、满足大型压裂要求长水平段页岩气井固井技术

 

针对页岩气水平段大型多段压裂对水泥石密封性的高要求组织进行攻关,通过在水泥中加入优选的弹性、增韧性材料,有效改善了水泥石抗冲击性能和耐久性,弹性提高50%以上,韧性提高90%,形成了适合页岩气水平井固井的弹韧性水泥浆体系。

针对水平段使用油基钻井液的特点,组织研发高效冲洗隔离液,7min冲洗效率即可达到100%,大大提高了油基钻井液条件下的水泥环胶结质量;组织研发了旋转自导式浮鞋等专用下套管工具,开发了长水平段抬头下套管技术和套管下入模拟技术,有效解决了页岩气井水平段长套管下入困难及居中困难的技术难题,满足了不同井眼轨迹条件下的套管下入。水平段长1500-2000m一次性下到预定井深成功率100%。

组织研制的弹韧性水泥浆、多功能冲洗隔离液等产品全部替代进口产品,在涪陵地区推广应用200余口井,固井质量合格率100%,优质率89%,固井成本节约40%以上。满足了高泵压、大排量分段压裂施工要求,实现了页岩气固井技术国产化、自主化和工业化应用。

 

5、涪陵页岩气田绿色环保钻井技术

 

为保护生态环境,防止油基钻屑等废渣、污水、噪音对水资源、土地、环境的影响,应用绿色钻井技术,涵盖平台选址、钻井设计、无毒水基钻井液优选、油基钻井液回收利用及其钻屑达标处理等方面,使钻井施工全过程实现清洁生产,废水回收100%再利用。

组织研制了热解析油基钻屑处理装置,处理后的钻屑含油率低于3‰,实现了油基钻屑100%无害化处理。

形成了以网电变压与控制、钻机动力机组改造、电气系统设计、谐波治理和无功补偿等技术为核心的网电钻机技术,减少了柴油消耗和CO2排放。 

 

6、盐间页岩油钻井工艺技术

 

针对江汉盆地盐间页岩油储层薄,轨迹控制难度大,储层裂缝发育、油气活跃以及盐层发育等问题组织技术攻关,采用控压钻井技术、饱和盐水润滑及高密度钻井液体系等,形成了较为成熟的潜三段及以浅页岩油水平井和潜四下深部盐间页岩油井安全钻井工艺技术。王平1井取得较好效果,初期日产油48.8t/d。蚌页油2井安全钻穿潜四下。

 

二、储层改造技术


1. 非常规油气藏压裂改造技术


针对非常规油气藏储层特点,分别研究开发了低摩阻速溶减阻水压裂液、增效压裂液和羧甲基羟丙基胍胶低伤害压裂液,页岩气储层形成了“变排量、变粘度、变粒径”的工艺方法,页岩油和致密砂岩油气藏形成了“大排量、高砂比、造长缝”的工艺方法。


2. 深井低渗透油藏薄油层压裂改造工艺技术


针对江汉低渗透油藏普遍具有油层薄、隔层薄的特点,形成了一套适用于深井低渗透薄油层压裂改造技术。同时配套有压后测井温及注示踪剂测试等技术,可准确了解裂缝上下延伸情况。


3. 坪北特低渗透整体压裂工艺技术


针对坪北低压、低渗、低温地层特点,成功地解决了大规模、高砂比、快速破胶、快速排液的技术难题。应用美国NSI公司的STIMPLAN软件进行压裂参数优化设计,形成了“小排量、高砂比、深穿透、饱填砂、细分层”的工艺方法,形成了一套具有坪北特色的压裂技术体系,取得了较好的开发效果。


4. 低孔、低渗、低压碳酸盐岩储层改造技术


该技术适用于低孔、低渗、低压碳酸盐岩气藏的储层改造,主要以油气藏精细描述为基础,以胶凝酸酸压、水力加砂压裂、乳化酸携砂为技术支撑,在优化设计、酸压管柱、排液工艺等方面形成了配套技术,解决了延长酸岩反应时间、降低裂缝滤失和防砂堵等关键技术难题,以达到沟通地层深部裂缝、改造储层的目的。


5. 酸化技术

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包括常规酸酸化技术、JPA浓缩酸酸化技术、酸化转向技术、增能酸化工艺技术、油酸乳状液酸化技术、有机酸酸化技术等系列技术,现场应用均取得了较好的效果,为432888com威尼斯人的增产、稳产起到了重要的作用。


三、油田化学相关技术


1.调剖堵水技术


根据油藏地质情况、开发动态和剩余油分布规律,形成了针对不同地层的堵剂和调堵工艺。包括石灰乳调剖技术、水玻璃单液法定时交凝调剖堵水技术、水玻璃—氯化钙调剖堵水技术、微细水泥油井堵水技术、颗粒凝胶调剖堵水技术、冻胶堵剂调剖堵水技术、含油污泥回注调剖技术等。


针对裂缝发育或大孔道地层,开发了强负压吸水裂缝地层调剖技术,利用颗粒凝胶和冻胶复合多段塞、多轮次调剖,提高裂缝(孔道)封堵效果;针对高温高矿化度低渗透储层,利用耐高温预交联堵剂和地下生成沉淀堵剂进行复合调剖,耐温达到140℃,耐盐(矿化度)达到30×104mg/L;针对裂缝水窜严重,裂缝开启压力低的特低渗透地层,利用高膨胀性能的合成凝胶进行调剖,不会引起微裂缝开启,且成胶后强度高、变形能力强;针对胶强疏松、非均质严重的储层,开发了疏松砂岩普通稠油油藏调驱技术,大大提高了波及效率和洗油效率。这些技术在江汉、八面河、坪北等油田广泛应用,取得了较好的效果。


2.杀菌防腐阻垢技术


该技术根据油、气、水井腐蚀、结垢的主要原因,研究出适合各种环境条件的杀菌剂、防腐剂、阻垢剂及相应的配套施工工艺。其中,研制的JHGH-1固体缓蚀剂、JHGF-1固体防垢剂、JHGJ-1固体杀菌剂能一次性装入筛管中随油管下入井中,能在一定周期内缓慢释放出活性物质,从而抑制系统细菌繁殖、结垢,具有作用时间长、效果好、使用方便等特点。


3.注水井环空保护与软密封隔离技术


该技术主要用于注水井油套管环空防腐。软密封塞作用类似于封隔器,且不受套管变形的限制,特别适合于合注井中不能下封隔器的变形井,施工时不需要动管柱,在环空中加入保护液及软密封隔离液,便可达到保护油套管的目的。


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四、采油工艺配套技术?


1. 酸化压裂工艺管柱技术


包括高温高压酸化压裂管柱技术、深井任意层酸化压裂管柱技术、分层酸化压裂管柱技术。管柱由Y241、Y344、Y341型酸压封隔器、管柱伸缩补偿器、水力锚、替酸器等组成,可满足深井、超深井、水平井、裸眼井、气井酸化压裂的需要,实现了洗井、低替、高挤、关井反应、快速排酸、反循环压井、自动补偿伸缩变形等功能,最高耐温150℃、耐压80MPa。


2. 套管水平井分段压裂管柱技术


套管水平井分段压裂管柱利用油管一趟下入,以多级压裂封隔器封隔地层,坐封后逐级憋压打开多级压裂滑套后实现分段压裂,返排后完井生产,或根据需要取出。取出时,如发生砂卡无法拔动管柱,从滑套处断开,从而逐级冲砂、打捞。由K344压裂封隔器、水力锚、投球压裂滑套等组成,最高耐温150℃、耐压60MPa,在5in套管内可分压7段,在7in套管内可分压12段。


3. 裸眼水平井分段压裂管柱技术


裸眼水平井分段压裂管柱利用钻杆下入,以悬挂封隔器和多级裸眼封隔器封隔地层,坐封丢手后利用油管回接插管,逐级憋压打开多级压裂滑套后实现分段压裂,返排后完井生产。由Y453悬挂封隔器、K343裸眼封隔器、投球压裂滑套、定压滑套等组成,最高耐温150℃、耐压60MPa,在7in套管+6in裸眼内可分压18段。

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4. 水平井泵送桥塞分段压裂技术


该技术集复合材料桥塞、多级射孔技术等于一体,配套大通径压裂井口装置、电缆密封井口装置、辅助施工平台等。采用该技术分段压裂施工时,用钻杆、油管或连续油管输送射孔枪到最下端射孔位置,压力起爆完成第一段射孔后,完成第一段压裂施工;然后下入复合材料桥塞与多级射孔联作管串,将管串送到预定的桥塞坐封位置,桥塞坐封、丢手后,在设计位置射孔;其次在起出联作管串后,进行压裂泵注程序;如此重复,依次对各井段进行分隔、射孔、压裂;完成各井段压裂后,用钻杆、油管或连续油管带井下螺杆钻具,一次性钻除所有桥塞。施工时间短。桥塞使用独特的复合材料组合,便于钻除,在水平井中、利用连续油管的小钻压下就能轻松钻除。且材料比重低,钻屑也容易循环返出至地面。桥塞也可用电缆或液压坐封工具坐封。

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5. 水力喷射分段压裂管柱技术


水力喷射分段压裂管柱利用油管注入携砂液,在水力喷射器喷嘴处形成高速射流,完成射孔;保持油管注液,通过套管补液使孔内压力达到地层破裂压力,完成压裂。利用多级水力喷射器分段压裂,或拖动单级水力喷射器压裂。由水力喷射器、扶正器、偏心定位器、旋转接头等组成,最高耐温150℃、耐压70MPa。

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6. 分层注水工艺管柱技术


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该技术系列主要包括油套保护分层注水管柱技术、斜井分层注水管柱技术、高压注水管柱技术、超高压注水管柱技术、细分层注水管柱技术、深井超深井分层注水管柱技术、同心管分层注水管柱技术。油套保护分层注水管柱注水层数与封隔器级数相同,套管保护液保护上部油套管,配接水井双向锚,可锚定和扶正管柱,防止管柱蠕动,延长工作?寿命。超高压注水管柱利用Y241封隔器或永久式封隔器封隔注水层,工作可靠。同心管分层注水管柱利用由Y341大?通径封隔器与滑套等组成的外管柱、由小油管或空心抽油杆与密封插管等组成的内管柱,形成内、外两个通道,分别对下部、上部两个层位注水,便于地面配注。与该技术配套形成了独创的注水井环空保护与软密封隔离技术,解决了合注井和因其他原因不能下封隔器的井套管防腐问题。???????


7. 特殊套管井措施工艺管柱技术


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主要有适用于7in套管变形井、51/2in套管变形井、41/2in套管井、4in套管井的措施施工用封隔器及其配套井下工具技术,包括8个系列、67种井下工具。该技术有效地解决了目前国内油田部分特殊套管井措施施工无法进行、油井无法正常生产的难题,提高了工艺措施的成功率和施工效果,延长了油水井使用寿命。???????


8. 热洗清蜡、降粘采油管柱


包括泵上热洗管柱技术、温控短路热洗管柱技术和空心抽油杆热洗管柱技术。该技术可在不影响正常生产情况下完成管柱的热洗清蜡、降粘,还可有效的保护地层免受洗井液的污染,从而减少因蜡卡堵检泵次数,延长结蜡井的生产周期,减少人工成本,增加原油产量。???????


9. 疏松砂岩防砂技术


围绕疏松砂岩的地质特点,研究开发了稠油防砂卡泵,并开展了机械、化学、复合防砂等技术攻关,拥有绕丝筛管砾石充填防砂、多功能机械防砂管柱、涂料砂防砂、水带干灰砂防砂等常规防砂技术;近年来,研究应用了高压充填防砂技术,在大大延长防砂有效期的同时,极大地提高了油井产能;开发了水平井精密筛管防砂、水平井逆向充填防砂、4"小套管井机械防砂等技术,解决了水平井和侧钻小套管井防砂的难题,在现场取得了成功应用。


10.井下智能分采与测控技术


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下入一趟管柱,开采与测试过程自动完成,堵水和调层过程只需要地面简单地传送一组控制指令就可实现,可针对多个层位进行多次调层;实时获取层位流压、静压及温度数据;适用于多数可分层开采的抽油井以及斜井、水平井、套变井等复杂井;将该技术应用于分层开采工艺中,对油井生产的优化管理、深化对油藏的认识将起着积极的促进作用,对降低调层成本,减少施工工作量,提高调层成功率将是有力的技术支持。整体技术达到国际领先水平。利用这一技术,可以达到如下目的:


(1)实现了油井的分层开采,开采过程中自动完成测试功能,了解各层位产液情况,在不动管柱的情况下实施堵水并可随时进行选层生产。


(2)测取地层流动或静止压力、温度数据,通过试井分析,得到分层地层压力、渗透率、污染系数等地层参数。


(3)节约生产成本,一趟管柱实现分层开采、找水、堵水、测试等多种功能,可以大大节约生产费用,降低生产成本。???


11.井下智能配水技术


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该技术可以实现分层配注水量的遥控调配,一趟管柱完成配水、测试等功能,能够在较长时间内地面发送信号指令改变井下各层的配注量,达到精细分层注水的目的。与传统投捞配水工艺相比,具有调配效率高、安全系数大、调配周期短等优点。整体技术达到国际先进水平。具有如下技术特点:


(1)无线遥控分层注水工艺,实现了从地面遥控井下完成智能配水的功能。


(2)该技术的核心为一种可遥控配水器,具有自动调节水嘴大小、接收地面遥控信号、记录井下工作参数、自动误差修正等功能,在指定范围内进行多级调节,精确调配注水量。???


(3)无线遥控指令集,具有编码合理、设计科学、实施方便的特点,可以完成对井下配水器的全关、全开、单步开、单步关、记忆参数、自动配注等遥控功能。


(4)控制电路可以在125℃高温环境下长期可靠工作,通过软件、硬件相结合的方式,实现系统的超低功耗,配合多重密封设计,保证了整机在井下高温及高压环境下连续使用18个月的要求。???


(5)压力负脉冲井筒信号传递技术,不受井斜、井深的影响,使超深井、大斜度井的分层配水成为现实。


12、油井井下自动定量加药技术


将微电子技术应用于井下加药自动控制系统,能在井下自动、定量、稳定地释放液态化学药剂,控制油井产出液中的药液浓度,实现最佳加药效果,更好地保护生产管柱。管柱由抽油泵、筛管、药液油管、自动定量加药装置组成,具有12种工作模式,可根据油井产量设置加药间隔和单次加药量,操作简便,为提高油井效率、降低生产成本提供了一种全新的技术方案。


13. 堵漏掺水管柱技术


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包括可控掺水堵漏管柱技术和跨接式掺水堵漏管柱技术。前者用于油井套管漏点多,漏失段长,需要掺水解盐采油生产时。管柱主要由抽油泵、可控掺水阀等组成,利用可控掺水阀对套管漏出的水截流,实现掺水解盐生产。后者用油井套管漏失段较短,需要掺水解盐采油生产时。管柱主要由抽油泵、跨接封隔器等组成。


14、不压井作业技术


地面不压井作业设备和油管堵塞技术相互配合,完成管柱带压起下。其中地面设备控制油套环空压力,各类活动式和固定式堵塞器密封油管压力。配套堵塞技术包括可对管柱油管内腔任意深度进行封堵的技术,以及可进行带压洗井、冲砂、刮管、射孔等措施的不压井管柱施工技术 。该技术应用全面,密封承压高,可以满足不压井各类施工需求。????


五、动态监测相关技术


1、产液剖面测试技术


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432888com威尼斯人率先在国内研究成功过环空测试工艺技术,经过30多年的努力,已在下井仪器、地面仪表、配套设备及测井软件等方面实现配套,可以完成井温150℃、压力40MPa、产液量0.5~150m3/d、含水率0~100%自喷井或抽油井的产液剖面测试需要,为判断油层出水情况,分析油井动态、制定合理工作制度及采取增产措施提供依据。 “JLS系列小直径分层流量含水测试仪”已成为全国各油田普遍使用的油井产液剖面测试仪器,特别是采用双层伞筋布伞集流结构专利技术,提高了集流伞的密封性能,仪器启动排量仅0.5m3/d,尤其适应低产液井的产液剖面测试,目前该技术在全国各油田每年测井近千口。另外,仪器外径仅21mm,是目前国内外最小的产液剖面测试仪,可解决小井眼井、加厚油管深抽井和部分结垢结蜡油井环空测试的起下困难问题,大大提高了测试成功率。????


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2、井下关井无线测压技术


将井下无线数据通讯技术应用于井下长期压力监测装置中,在油水井正常生产状态下长期连续监测井下压力,并能根据需要随时下入仪器获取井下压力测量装置中存储的历史测试数据。有效的解决了测试资料的长期性、实时性与成本之间的矛盾,满足井下永久压力监测需求。通过井下无线数据通讯技术,可随时根据生产需要设置为压力恢复、长期均匀监测等方式,其应用更加方便灵活,无需随油管铺设电缆、毛细管等装置,施工简便,大大降低了测试成本。同时用于油井长期井下压力监测,改善了传统试井压力测试所带来的资料不完整的弊端,使油藏工作者能够了解储层开采后全过程压力历史资料,获取更多的储层信息,为合理制定开发方案、注采井网调整及制定增产措施提供可靠依据。同时另一个优势是正常压力监测和取数据都在油井正常生产状态下进行,没有对井下生产状态进行人为改变,压力监测资料更加真实可靠。????


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3、压裂过程井下监测及评价技术


在不影响压裂施工作业的情况下,实现对压裂施工过程的井下压力、温度变化情况进行全程监测,利用资料分析软件(FPA)对压裂的泵入、闭合和返排三个过程进行综合分析,在指导现场后续压裂施工、油井生产及油藏管理方面,充分展示了它的先进性和科学性,可为类似区块的地层改造提供借鉴。该技术在国内首次将压裂施工井下压力监测、井温剖面测试及压裂压力解释集成应用于压裂分析,获得反演地层参数及裂缝参数,解决了在压裂施工过程中井下压力和温度监测的技术难题,整体技术达到国际先进水平。????


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4、气井井下智能节流降压技术


将一种智能节流器安装于井下油管内适当位置,智能节流器根据出口压力大小自动调节气嘴孔径大小,使出口压力稳定在预设的压力值上,实现井筒内节流降压,将地面节流过程转移至井筒之中,同时可以利用地层热能对节流后的低温天然气进行加热,从而达到降低节流嘴后的压力,降低水合物生成温度,防止形成水合物堵塞,提高采气集输系统安全性。智能节流器可预设延时工作时间,提高作业安全性。具有酸化通道,酸化和生产状态由单向阀控制,互不干扰。智能节流器出口端装有压力传感器,通过微处理器实时监测出口压力。????


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5、气井多参数剖面测试技术


用于气井压力、温度剖面测试以及措施井带压情况下温度压力剖面测试。由JCW199三参数存储式测试仪和专用测试软件组成。采用宇航级压力传感器,测量精度高;可进行温度、压力、接箍三参数测试。机械外壳采用高抗腐蚀合金材料,防腐性能好,可在高温、高压以及硫化氢环境下安全使用。仪器静止时不采集接箍信号,可作为常规压力计使用,仪器运动时高速采集接箍信号,可进行剖面测试。?????


六、油气开采技术


1、深抽配套工艺技术


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配套开发了杆管柱三级减载优化设计、能耗最低杆组合优化设计、抽油杆侧向力分布模拟确定扶正器安装部位、及深抽泵防断等技术,在深抽井保持较高机采系统效率的同时,大幅延长免修期。目前应用下泵深度最大井已达4020m,检泵周期达到370天。


2、细粉砂防治工艺技术


开发有等径防砂泵、倒置防砂泵、掺水防砂泵、侧吸沉砂泵、旋流携砂泵以及小外圆防砂泵等适应各种不同类型油井防砂需要的携砂采油技术,能满足井斜≤45o,井深≤3200m出细粉砂油井正常生产需要,与普通泵相比,平均延长检泵周期180天以上。


3、低压井捞砂技术


自行设计的新型机械强启闭式捞砂泵系列,最小外径90mm,具有自动开启、通过能力强、防砂卡、抽汲力强等特点。矿场应用最大捞砂深度已达3200m,捞砂井段最大井斜83o,一次捞砂量最大达到0.25m3,成功实现了套变φ109mm井捞砂作业。


4、微生物清防蜡技术


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具有可适应地层总矿化度30×104mg/L以内,油层温度120℃的微生物清防蜡技术。可取代常规的机械、化学和热力清蜡,具有不污染油层、工人劳动强度低、成本低等优势,矿场应用可延长油井热洗周期120天,大幅减少因蜡卡造成的维护性作业井次。


5、解盐、防盐工艺配套技术


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具备总矿化度>10×104mg/L的高盐油藏解盐和防盐技术,能开展水平井、大斜度井、带封隔器井等特殊结构井掺水解盐管柱设计,矿场应用油井总矿化度最高达到32×104mg/L。


6、超高压注水技术


具有注水压力<50MPa超高压注水系统整体设计和配套能力,开发的超高压注水管柱能有效解决封隔器短期失效问题,有效期最长可达300天以上。


7、撬装式注水工艺技术


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撬装式注水工艺技术采取撬装式水处理装置及注水装置,就地取水、就地处理、就地回注的注水工艺短流程模式,能满足边远零散区块注水开发需要,平均注水系统效率可达到75%以上。


8、注水井高效测调技术


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可有效解决常规测调技术不能反复起下、井下对接成功率低、层间干扰大的井测调难度大的问题,测调时间可缩短一倍以上。


9、排水采气技术


建南气田多个气藏已受到水侵影响,结合气井产水特点、管柱结构及生产动态,积极开展调研攻关和现场试验,先后应用了泡沫排水采气、小油管排水采气、气举(柱塞气举)排水采气及压缩机排水采气工艺,均取得了较好的效果,为气田的稳产、提高采收率起到了重要的作用。


10、水合物防治技术


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针对气田部分气藏含水、含硫,易形成井下油管水合物堵塞问题,科研人员从认识气藏特征入手,开展水合物形成的预测研究,建立了水合物生成预测模型及抑制剂加注量预测模型,并编写了相应的软件,通过在多口气井现场实践,取得良好效果,成功解决了大部分气井的“冰堵”问题。并总结出一套与井下水合物生成条件相适应的甲醇注入机制。


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