超深高温碳酸盐岩储层完井工具国产化研究与应用技术推广

发布时间:2015-06-05

　　所属高新技术领域： 地球、空间与海洋

　　单位名称： 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司

　　成果简介：

　　1.1科技成果简介

　　“超深高温碳酸盐岩储层完井工具国产化研究与应用技术推广”项目是塔里木油田公司2004年度科学技术研究自研项目(塔油自研字[2004]第003号)。研究起止时间：2004年1月至2009年12月。研究主要任务是：1、碳酸盐岩储层试油完井井控装备及配套工艺研究;2、研发、引进碳酸盐岩分段改造国产化工具及工艺技术研究; 3、碳酸盐岩储层多功能试油完井管柱配置;4、研制针对塔标III井身结构的国产非标完井封隔器，并进行推广应用。通过攻关研究，形成具有塔里木特色的安全高效试油完井技术，满足碳酸盐岩储层高效开发的技术需求，达到了降本增效的安全试油目的。

　　成果创新性：

　　1.2创新性

　　1.2.1、研发了“新型试油井口(不拆封井器的采油树井口)、可回收式油管堵塞阀、多功能四通、可回收式套管堵塞阀，配套形成了安全换装井口技术。

　　该技术与传统技术相比简化了试油作业中反复拆、装封井器、采油树的烦琐工序，解决了钻完井之间重复装卸四通和换装封井器与采油树过程中带来的井控安全难题。实现了近井筒油(套)管压力可控状态，缩短了试油周期，为试油完井提供了安全保障。

　　发表的代表性文章2篇(油气井测试)：

　　[1]冯广庆等，新型不拆封井器试油井口在塔里木探区的应用，油气井测试，2005第14卷第3期：62-64

　　[2]张浩等，可取式油管堵塞阀的研制与现场试验，油气井测试，2009年第18卷第4期：52-54

　　获得实用新型专利4项：

　　[1] 不拆封井器的采油树井口 专利号：ZL200420093570.1

　　[2] 可回收式油管堵塞阀 专利号：ZL200920109682.4

　　[3] 多功能四通 专利号：ZL200920206677.5

　　[4] 可回收式套管堵塞阀 专利号：ZL201220051117.9

　　1.2.2、研发了分层改造滑套工具，集成了高温深层缝洞型碳酸盐岩分段改造技术。

　　该技术根据缝洞单元的空间位置以及储层的物性特点实现科学的分段和个性化酸压，达到了非均质性地层定点改造的目的。具有实现封堵水层、集中酸压的、增产目的。

　　获得实用新型专利1项：

　　分层改造滑套 专利号：ZL201120530911.7

　　1.2.3、研发了单向内防喷泵出式堵塞器、二次封堵阀工具，形成了三套多功能试油完井管柱。

　　针对储层类型不同配套形成了测试-改造-完井、封堵-测试-改造-求产-完井、测试-改造-求产-封堵-回采三套多功能试油完井管柱，有效解决了钻遇缝洞系统，易喷、易漏井的复杂完井工序和试油过程中储层二次污染的问题，与油管内堵塞阀、上钻台采油树等试油井控新工具的配套使用，实现了试油全过程的有控状态。缩短了试油周期，降低了试油费用，实现了碳酸盐岩储层的高效开发。

　　获得实用新型专利2项，发明专利1项：

　　[1]单向内防喷泵出式堵塞器 专利号：ZL200820124670.4

　　[2] 一种二次封堵阀, 201110043341.3

　　[3] 多功能试油完井一体化管柱, 201220542076.3

　　发表的代表性文章1篇(油气井测试)：

　　季晓红等，多功能完井管柱在哈6C井的成功应用，油气井测试，2009第18卷第4期。

　　1.2.4、研发了7-7/8″SQS型永久式、SHP、SHR-HP可回收式液压国产非标高性能完井封隔器，完善了塔里木油田第三套井身结构下的试油完井工具。

　　SQS永久式液压封隔器利用配套的插管及球座在封隔器内孔处形成密封，用于油井封上采下、气井完井生产、注入井注水注气作业，具有大通径，承受高压和高温特点;SHP可回收式液压封隔器适用于斜井中，可坐封于任何级别的套管。采用油管打压坐封，坐封后封隔器可丢手，插入插管后能承受双向压差。具有大通径，耐高压、高温特点;SHR-HP可回收式液压封隔器设计有两种硬度的三节胶筒组成的密封系统，并设计上端水力锚和下端卡瓦。下端卡瓦可在下端锥体中充分收缩，以避免其外径超过释放套的外径。同时该封隔器所独有的棘轮锁环装置将锁紧和保持坐封力，以使卡瓦和胶筒坐封持久有效。以上非标封隔器的研发替代了进口工具，有效避免碳酸盐岩储层起下钻作业大量漏失泥浆的现象，为国民经济的发展做出积极的贡献。

　　获得实用新型专利1项：

　　可回收式液压封隔器 专利号：ZL201220111759.3

　　发表的代表性文章1篇(油气井测试)：

　　张福祥等，高温高压深井试油井下管柱力学分析及其应用，钻采工艺，2007年第30卷第5期。

　　成果独占性：

　　1.3独占性

　　塔里木碳酸盐岩储层勘探开发重点和技术难点有储层埋藏深(4000-7000m)、温度高(130-160℃)、非均质性强、储层类型复杂，既有溶洞型、缝洞型、更多的是裂缝-孔洞型，压力窗口窄、易喷易漏、高含H2S，高产稳产难度大。针对此类油气井，本项目通过科研攻关完成了超深高温碳酸盐岩储层完井工具国产化、多功能完井管柱配置、安全试油配套技术、适用于塔标III井身结构封隔器的研发等关键技术。研究成果填补国内空白，属国内首创。

　　成果盈利性：

　　1.4盈利性

　　该技术成功研发并广泛应用于塔里木油田塔北、塔中勘探开发项目经理部碳酸盐岩试油完井作业，成果投入使用后，迅速替代了进口工具，形成了超深高温碳酸盐岩储层试油关键配套技术，简化了试油完井工艺，节约了试油周期，降低了试油成本，实现了碳酸盐岩储层的高效开发。

　　成果持续性：

　　1.5持续性

　　塔里木盆地寒武-奥陶系碳酸盐岩石油资源量占盆地总量的38%，碳酸盐岩储层勘探开发重点和技术难点有储层埋藏深(4000-7000m)、温度高(130-160℃)、非均质性强、储层类型复杂，既有溶洞型、缝洞型、更多的是裂缝-孔洞型，压力窗口窄、易喷易漏、高含H2S，高产稳产难度大。通过技术攻关，试油完井技术已形成一套增产降本和安全试油的配套技术，但目前技术不能完全满足碳酸盐岩高效勘探开发需求，主要表现在单井产量不能满足高效开发配产需求，碳酸盐岩完井改造技术需要持续攻关。

　　成果先进性：

　　1.6先进性

　　自主研发了井口装备，配套形成了安全换装井口的井控作业技术，为确保安全试油奠定基础。国产化了水平井分段改造关键工具，突破国外技术垄断，大幅降低了试油成本，提产效果显著。集成创新了针对不同储层特征的3套多功能试油完井一体化管柱，提高了试油完井时效。研发了塔标III井身结构套管国产完井封隔器，助力钻完井整体提速。项目成果应用以来创新了塔里木试油完井9项纪录，总体技术达到国内领先，国外先进水平。

　　成熟度： 大批量

　　市场分析：

　　2.1市场分析

　　形成的试油完井国产化工具及相关技术及可普遍推广应用于石油钻完井行业。

　　商业模式分析：

　　2.2商业模式分析

　　产品研发-技术完善-批量生产-市场化应用

　　营销状况：

　　2.3营销状况

　　目前已在塔里木及大庆。西南油气田推广使用，效果良好。

　　拟采取的转化方式： 技术转让

　　应用推广的已投入情况： 1800万元

　　资金需求额： 1000万元

　　融资用途： 产品研发

　　核心管理团队人员情况：

　　核心管理团队人员情况

　　1.项目总负责：张福祥，1961年出生，大学学历，教授级高工，从事完井改造工作，现任塔里木油田公司副总工程师。

　　2.项目负责人：杨向同，1972年出生，大学学历，高级工程师，从事完井改造工作，现任塔里木油田公司油气工程研究院副院长。目前负责国家及股份公司重大科技攻关项目3项。

　　3.项目负责人：

　　刘洪涛，1983年出生，大学学历，工程师，从事完井改造工作，现任塔里木油田公司油气工程研究院试油室副主任。

　　本项目负责人均多次承担国家及中石油股份公司科技攻关项目，具有较高的市场导向思维和科研管理能力，本团队科研人员在项目研期间相互信任，密切配合，圆满的完成项目所立的各项考核指标。项目组一致同意相关单位分享本项目成果。

　　治理结构：

　　5.1治理结构

　　管理结构：

　　5.2管理结构

　　塔里木油田公司是中国石油天然气股份有限公司的地区公司，集油气勘探开发、炼油化工、油气销售、科技研发、工程技术、矿区服务等业务为一体。公司总部位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州州府库尔勒市。油田作业区域遍及塔里木盆地周边南疆五地州二十多个县市，最远的作业区距离总部1200余公里，现有合同化员工1.17万人。油田公司分为十二个机关职能部门、四个直属机构、二十六个二级单位。指导思想塔里木油田坚持人力资源是第一资源，以人为本，创新人才工作机制，把促进油田发展作为人力资源管理的根本出发点。营造人才脱颖而出的良好氛围。以核心人才队伍建设为重点，以三支队伍建设为主题，优化人力资源结构，提升全员素质。油田公司坚持“两新两高”的工作方针，走“少人高效”的路子继续走专业化路子，坚持固定、借聘、临时和劳务等“多位一体”的用工方式，持续提高劳动生产率，降低人工成本，规避用人风险。

　　评价机构： 名称：新疆维吾尔自治区科学技术厅 联系方式：0.9913680722

　　评价方式： 鉴定

　　评价日期： 2013年8月21日

　　评价意见：

　　7.3评价意见

　　2013年8月21日，自治区科技厅聘请专家对中国石油塔里木油田分公司完成的“超深高温碳酸盐岩储层完井工具国产化研究与应用”项目进行科技成果鉴定。鉴定委员会审阅了完成单位提交的全套技术资料，听取了项目主要完成人的汇报，对相关问题进行了质询，经讨论，形成以下鉴定意见：

　　一、本项目针对超深高温碳酸盐岩储层完井工具应用现状，以实现试油、完井生产安全为目标，开展了碳酸盐岩储层试油完井井控装备及配套工艺、碳酸盐岩分段改造国产化工具及工艺技术、碳酸盐岩储层多功能试油完井管柱配置技术研究和国产非标完井封隔器的研发工作。项目采用的技术方法与路线合理，数据、资料可靠，分析论证科学，难度很大、规模和工作量大。

　　二、该项目的关键技术和主要创新内容：1、研发了新型试油井口(不拆封井器的采油树井口)、可回收式油管堵塞阀、多功能四通、可回收式套管堵塞阀，形成了安全换装井口配套技术;2、研发了分层改造滑套工具，集成了高温深层缝洞型碳酸盐岩分段改造技术;3、研发了单向内防喷泵出式堵塞器、二次封堵阀工具，形成了三套多功能试油完井管柱;4、研发了7-7/8″SQS型永久式、SHP、SHR-HP可回收式液压国产非标高性能完井封隔器，完善了塔里木油田第三套井身结构下的试油完井工具。项目研究填补国内空白，属国内首创，总体达到国内领先水平。

　　三、项目组发表论文4篇，获得实用新型专利授权8件。项目的实施降低了试油完井成本，平均试油完井周期降低了18天，有效提高了单井产量，形成了超深高温碳酸盐岩储层试油完井配套技术。项目技术成熟，已在塔里木油田推广应用，经济和社会效益大，应用价值特别重大。

　　鉴定委员会专家一致同意通过自治区科技成果鉴定。