鄒峰梅，祝真真，宋珊珊，向俊科，母建民

（中原油田分公司a.采油工程技術(shù)研究院；b.采油五廠，河南濮陽(yáng) 457001）①

近年來(lái)，中原油田由于套管損壞、層間調(diào)整矛盾，造成擠堵作業(yè)的工作量越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中原油田擠堵工作量（包括套管堵漏、堵水、封竄、調(diào)剖、擠注水泥加固套管等）每年不少于150口井，深井低滲層擠堵井占50%以上。在深井、低滲透地層進(jìn)行擠堵時(shí)常出現(xiàn)不能按照設(shè)計(jì)完成擠堵工作量，擠堵效果和質(zhì)量不好等問(wèn)題。因此，研究高效、安全的擠堵施工工具對(duì)油田的開(kāi)發(fā)具有重要意義。

1 存在的問(wèn)題

目前的擠堵施工工藝主要有光油管擠堵和卡封擠堵2種方式，存在3方面問(wèn)題：

1）采用光油管擠堵時(shí)，泵壓限制不能太高，低滲層有時(shí)為了增加堵劑擠入量，現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)提高擠堵泵壓，造成井口崩裂、套管擠毀等工程事故。

2）采用卡封護(hù)套［1］、平衡壓力措施，提高擠堵管柱的承壓能力。但卡封擠堵工藝需擠入地層的水量比光油管擠堵增加7～12m3（油管容積），對(duì)一些低滲地層，直接導(dǎo)致地層壓力的反彈，引起泵壓的持續(xù)升高，堵劑還未進(jìn)入地層，泵壓已經(jīng)很高，需采取反洗井措施，有時(shí)造成解封困難，甚至卡鉆。

3）卡鉆安全預(yù)案不夠完善，出現(xiàn)擠不進(jìn)、擠不完或水力錨解封困難時(shí)，僅采取洗井活動(dòng)解卡措施，整體管柱卡鉆風(fēng)險(xiǎn)大。

2 管柱結(jié)構(gòu)與工作原理［2－5］

1）結(jié)構(gòu)依據(jù)擠堵管柱目前存在的問(wèn)題，中原油田采油工程技術(shù)研究院井況中心研究開(kāi)發(fā)了油水井?dāng)D堵作業(yè)用新型定壓工具。管柱結(jié)構(gòu)為：安全接頭（安全工作筒）＋水力錨＋Y341型封隔器＋定壓開(kāi)關(guān)等，如圖1所示。

圖1 新型定壓工具的管柱結(jié)構(gòu)

2）工作原理油管投擲定壓膠塞，膠塞依靠橡膠皮碗與油管內(nèi)壁的摩擦力而不會(huì)自動(dòng)下滑。在較低泵壓下，替置堵劑、頂替液，推動(dòng)膠塞一起同步下行，膠塞產(chǎn)生自封作用，油管內(nèi)液體從套管返出，膠塞下行至底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒堵塞油管柱，憋壓10～15MPa，液壓式封隔器適時(shí)坐封。繼續(xù)蹩壓18～20 MPa，底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒打開(kāi)，建立擠堵通道，用頂替液正擠堵劑至目的層，關(guān)井或正常反洗井。

3）技術(shù)參數(shù)擠堵作業(yè)用新型定壓工具的最大外徑為?114 mm，耐溫120°，耐壓大于45 MPa。適用于深井、低滲透地層。

4）性能特點(diǎn)新型定壓工具從工藝上消除了因氣體體積壓縮影響造成的計(jì)量不準(zhǔn)確；停泵后油管柱即時(shí)恢復(fù)通道；可正常起管洗井作業(yè)；使用中只能碰泵1次，以后泵壓多高都不會(huì)再次碰泵；結(jié)構(gòu)合理，操作方便，不影響流動(dòng)狀態(tài)。

3 配套工具

3.1 復(fù)式定壓膠塞

復(fù)式定壓膠塞主要由橡膠皮碗、金屬隔環(huán)、閥套、閥面銷(xiāo)釘、圓形閥頭等組成，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 復(fù)式定壓膠塞結(jié)構(gòu)

復(fù)式定壓膠塞與底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒配套使用，當(dāng)膠塞到達(dá)底部開(kāi)關(guān)工作筒時(shí)，堵劑也同步到達(dá)管鞋。閥頭坐在滑套上，管柱堵塞，憋壓，封隔器坐封。與油管自密封壓力＞5 MPa；油管內(nèi)滑動(dòng)摩擦長(zhǎng)度＞4000m；兩級(jí)閥面與閥座水壓密封壓力45 MPa；銷(xiāo)釘剪斷壓力10 MPa。

3.2 底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒

底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒主要由上接頭、滑套閥座、銷(xiāo)釘、篩籃等組成，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 定壓膠塞閥座結(jié)構(gòu)

當(dāng)定壓膠塞下行至底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒時(shí)發(fā)生碰泵憋壓10～15 MPa，封隔器適時(shí)坐封。此時(shí)，堵劑也與膠塞同步到達(dá)管鞋，繼續(xù)憋壓18 MPa，底部定壓開(kāi)關(guān)工作筒打開(kāi)建立擠堵通道，進(jìn)行正常的擠堵作業(yè)。安全工作壓力45MPa；滑動(dòng)閥座滑動(dòng)壓力18 MPa；篩籃總過(guò)流面積＞30cm2。

3.3 安全接頭工作筒［4］

圖4 安全工作筒結(jié)構(gòu)

安全接頭工作筒由上接頭、安全銷(xiāo)釘、內(nèi)工作筒、外工作筒、閥座、下接頭等組成，結(jié)構(gòu)如圖4所示。內(nèi)工作筒（上接頭）絲扣部分與外殼下端部采用長(zhǎng)細(xì)反扣螺紋連接，外工作筒與下接頭采用正扣油管螺紋連接。在堵劑擠不進(jìn)或水力錨、封隔器不解封時(shí)，首先通過(guò)封隔器單向旁通反洗井實(shí)現(xiàn)解封；若上部套管或地層漏失，洗不動(dòng)，則采用安全接頭倒扣10圈，從泄壓孔處泄壓洗井，排除壓差實(shí)現(xiàn)解封。若仍然不能解封，則采取大力上提，剪斷安全銷(xiāo)釘迅速丟手。安全工作壓力45MPa；倒扣10圈，泄壓面積15 cm2；整體抗拉強(qiáng)度800 kN，丟手拉力200kN。

4 創(chuàng)新技術(shù)

1）新型擠堵定壓工具從工藝上消除了因氣體體積壓縮影響造成的計(jì)量不準(zhǔn)確。

2）復(fù)式定壓膠塞在使用中可實(shí)現(xiàn)自密封功能，和定壓開(kāi)關(guān)配套，可準(zhǔn)確控制壓力和堵劑的擠入量。

3）可倒扣泄壓安全接頭在堵劑擠不進(jìn)或水力錨不解封時(shí)，可實(shí)現(xiàn)洗井、脫手功能，降低擠堵施工風(fēng)險(xiǎn)。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

新型擠堵定壓工具在馬廠、文南、胡狀等油田實(shí)施10井次。其中最大擠堵深度3476m，最高泵壓55 MPa，單井縮短擠堵時(shí)間90min。累計(jì)減少擠入液量60m3，按擠堵排量150L／min，單井平均縮短擠堵時(shí)間40min，提高了封竄擠堵效果。

5.1 典型井例

1）馬78井是黃河南馬廠構(gòu)造東北翼的1口滾動(dòng)評(píng)價(jià)井。2010－09—10中旬試油，井段為3417.1～3442.0m，試油測(cè)試，射開(kāi)層位S32，井段3417.1～3442.0 m，產(chǎn)液20 m3／d，產(chǎn)水19 m3／d，產(chǎn)油1.0t／d，測(cè)試過(guò)程產(chǎn)液含水90%以上。分析認(rèn)為油層與下覆水層3468～3476m 存在管外竄槽。

2010－10－19進(jìn)行了定壓膠塞卡封擠堵封竄應(yīng)用。擠堵封竄后井口無(wú)溢流，經(jīng)試油隊(duì)抽汲試油，初期日產(chǎn)原油約18t，不含游離水。抽汲6d后達(dá)到自噴，關(guān)井油壓8.0MPa，套壓8.5MPa。完全達(dá)到了預(yù)期的封竄效果和封堵質(zhì)量。

2）文43－7井2010－12－03—10水泥擠堵時(shí)，泵入井內(nèi)灰漿5000L，擠水9m3，但油管內(nèi)仍然留有灰漿約1.22 m3，套管內(nèi)留有灰漿2.8 m3，共4.2 m3。有可能擠入地層0.8 m3。修井過(guò)程發(fā)現(xiàn)2881.94～2966.42m 套管存在變形，全井試壓不合格（塞面3123.95 m）。綜合分析認(rèn)為：2881～3123m 可能存在套管漏失，且漏失點(diǎn)靠近下部。已擠水驗(yàn)證漏失量為250L／min。為了保護(hù)套管和擠堵效果，本井采取定壓膠塞卡封擠堵，目的井段為2881～3123m套管漏失井段以及3187～3276m射孔井段。

定壓膠塞卡封擠堵經(jīng)清水試壓檢驗(yàn)達(dá)到了良好的擠堵效果。并在擠堵2881～3123 m 套損漏失井段時(shí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)3187～3276m 射孔段的有效封堵。

6 結(jié)論

1）新型擠堵定壓工具完善了卡封擠堵工藝，適用于深井、低滲透地層的擠堵需要，能減少水量擠入，縮短擠堵時(shí)間，減小地層壓力反彈等。

2）設(shè)計(jì)了可倒扣泄壓的安全接頭，在堵劑擠不進(jìn)或水力錨不解封時(shí)，可實(shí)現(xiàn)洗井、脫手功能，降低擠堵施工風(fēng)險(xiǎn)。

3）該工具能與水力錨、封隔器配套使用，形成一體化管柱，具有通用性。

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