为了满足海上水平井和大斜度井分层开采控制需求,实现远程智能分采和不动管柱分层调配、酸化、测试测压等目的,通过多级智能流量控制阀、多孔穿越过电缆封隔器、可穿越式定位密封、可穿越式隔离密封、多线缆保护器及地面控制系统等关键工具研发或优化,创新形成了液控智能分采工艺管柱和技术。该技术通过地面控制系统远程控制N+1根液控管线,实现井下N个生产层位的生产调节和控制,适用于垂深4000 m、分层数6层以内的油井分采控制,满足水平井、大斜度井和深井不动管柱调配需求。渤海C油田C19井的现场应用结果表明,该技术解决了C19井3个开发层位之间流体性质差异大、层间矛盾突出等问题,投产产量达到配产要求。该技术实现了水平井和大斜度井的分层开采与控制,为渤海油田剩余油挖潜提供了更多的技术手段。

滑套作为石油天然气分层开采技术的重要工具,其密封性能直接影响着施工的效果。对用于滑套的不同密封方案进行总结分类,包括O形圈密封、唇形密封、特殊型密封及其不同的组合密封形式;从密封效果、抗剪切性、耐磨性、使用寿命、成本5项指标对各类密封进行性能评估。综合考虑5项指标,滑套密封可选用简单星形密封圈、星形密封圈加挡圈、U型密封圈、特康双三角密封圈等密封形式;而从经济实用方面来考虑,低压且速度不高时,可使用简单O形圈、O形密封圈加平挡圈;压力较高且速度变化较大时,可使用O形圈和梯形环的组合、V形夹织物橡胶组合密封圈、K型特康斯特密封圈、T型特康格来圈。

为确保有效的分层注水,建立密封筒受损当量直径、漏失量和压力之间的函数关系对于密封筒分层验封,二者具有很好的相似性。文章采用物理模拟和数值模拟相结合的方法,研究了缝隙流动流量、压降和当量直径之间的关系建立了受损状态与漏失量之间函数模型。研究结果表明,函数模型分析结果与试验数据比对,误差小于10%,验证了该模型的可靠性;密封筒缝隙入口到上出口压降随分流比的增大而增大,随入口流量的增大而增大;当入口流量一定时,缝隙当量直径越大,流体在流动过程中的压降损失越小。该研究成果可为密封筒受损预测提供一种方法,为优选密封工具、实现分层开采提供理论指导。