特殊井况机械堵水工艺技术的应用

发表时间:2021/4/16   来源:《科学与技术》2021年1月2期   作者:李德森
[导读] 随着高含水油田开发的逐步深入,侧钻井、悬挂小套管井逐步增多,
        李德森
        中原油田分公司采油气工程服务中心安全环保督查大队   河南濮阳   457001
        摘要:随着高含水油田开发的逐步深入,侧钻井、悬挂小套管井逐步增多,产生了越来越多的变径井(即下部为小直径套管φ101.6mm、φ104.8 mm),上部为大直径套管(φ139mm),以及一些油田不常见的全井大直径套管(φ177mm)。所以常规卡堵水工具根本无法实施。同时由于油井生产年限的延长,事故井越来越多。事故井综合治理后,在机械卡堵工艺配套方面须进一步完善。
        关键词:特殊井况   机械堵水   工艺技术
1、问题的提出
        1.1、变径、套变井逐渐增多,给机械卡堵水带来新的挑战,侧钻井、悬挂小套管井等变径井的逐步增多,以及不常见大直径套管井的出现,给机械堵水带来了一定的难度。
        1.2压力异常井(溢流、漏失等),逐渐增多,填砂、注水泥塞封堵下部层位工艺难度加大。压井填砂、注水泥塞易造成油层污染,采取机械的封堵方式十分必要。
        1.3层间跨度大或太小,给工艺的实施带来困难。随着油田的开发,层系划分越来越细,注采单层越来越普遍,但由于油藏埋深跨度大,早期开发射孔较多,纵向上夹层大小不一,有的夹层在500m以上,有的仅不到1m,给分层采油、措施带来了较大的难度。
2、应用的主要技术
        2.1、特殊井径井机械卡堵水技术
        Y221-80机械卡封封堵管柱:对于悬挂4寸套井,采用Y221-80封隔器配套过桥泵的方式,实现悬挂4寸套井对上部油层的封堵。Y221-148机械卡封封堵管柱:对于7寸套管井,应用Y221-148封隔器配套过桥泵的方式,实现7寸套管井对上部油层的封堵。
2.2、压力异常井机械卡堵技术
        压力异常需封堵下部层位,填砂、注水泥塞成功率低,应用可取式液压桥塞进行封堵。可取式液压桥塞主要由座封机构、锚定机构、密封机构等组成,采用自锁定机构,具有双向承压功能。座封时用液压座封工具送进,下桥塞专用打捞工具可以把桥塞捞出,它可与其他井下工具配合使用,进行临时性封堵和永久性封堵等。
3、改进与创新
3.1、常规机械卡堵水管柱的改进
        多年来,在机械卡堵水施工工艺中,管柱结构为泄油器+过桥泵+封隔器+筛管+丝堵,过桥泵组合在封隔器上。在实施过程中仍存在费用高、无法防砂的问题。
        (1)、增大封隔器的内通道,由∮44mm变为∮60mm,确保∮57mm等直径的柱塞能顺利通过。解决了常规顶封井必须使用过桥泵的问题,降低了抽油泵的投入,每口井减少0.2323万元。
        (2)、调整抽油泵下入深度,根据封堵油水井的油层数据、产液情况,封隔器卡点位置能满足普通泵的下深程度时,将普通泵下至封隔器以下。解决了常规顶封井无法使用防砂泵的问题,延长了生产层出砂顶封井的检泵周期。
3.2、引进试验液压丢手堵水管柱工艺
        通过对丢开式卡堵水管柱新工艺的研究与试验,有效解决了上部封堵层出沙造成顶封沙埋及中部油层出水只能采用化学堵水工艺的难题。液压丢手堵水管柱采取全液压方式,通过液压丢手与Y341封隔器组合,实现管柱座封丢开、打捞一次完成;通过对不同层位进行上、下封隔器间距调整,实现封上采下、封中间采两头的堵水目的,解决了中部油层出水只能采用化学堵水工艺的难题;同时可代替Y221顶封管柱,解决了防砂、防蜡、防偏磨等机采配套难题和顶封井检泵周期短的问题;还可应用于油井的卡漏,使套漏井恢复正常生产。

        机械卡堵水管柱下到设计位置,必要时,如卡堵水层,油层井段距离较小以及座封位置避开套管接箍,需要先进行磁定位校深,确保封隔器卡封位置准确。
        (1)座封丢手
        反循环洗井确保管柱内清洁,投φ35mm钢球,钢球沉降至座封球座后,从油管正打压5MPa、10MPa、15MPa,各稳压5min,坐封封隔器,卡封高压出水层位。继续打憋压至20-25MPa打开座封球座(油管通过筛管与地层连通,压力突降,则视为球座打开成功)。从油管内投入φ45mm钢球,钢球沉降到位后,油管正憋压17-21MPa实现丢手(油套连通,套管大量返水,视为丢手成功),并起出丢手接头以上管柱。按地质设计要求,完成机抽管柱恢复生产。
        (2)解封打捞  
        下放打捞管柱,管柱下放到位后观察指重表显示。指重表显示下降2-3t,即可上提管柱。如果上提载荷大于管柱重力5-8t后下降至略大于管柱重力,说明已经解封,下放半根油管,观察悬重无变化,丢手管柱捕捉成功,可以起出管柱。
        (3)、管柱特点
        1)该管柱杜绝了因封隔器座封造成管杆间的偏磨问题。
        2)管柱采用全液压方式,施工安全、可靠。
        3)若配套过流阀,采用一次管柱完成丢手和完井,节约施工周期和作业成本;
        4)不需要配套过桥泵;
        5)采用丢开式管柱,消除了管柱蠕动对封隔器的影响;
        6)可用于斜井卡堵水;
        7)管柱锚定采取无卡瓦方式,锚定安全、可靠、消除了管柱卡井的危险;
        (4)、管柱参数

4、结论
        1、目前Y221系列封隔器卡堵水、可取式桥塞卡堵水及液压丢手堵水管柱卡堵水三种工艺技术可满足目前胡庆油田封堵任意层的要求,且工艺简单,作业成本低。
        2、可取式液压桥塞可以有效地解决油水井因溢流量大、漏失严重、跨度大、套管变形等情况造成的化学堵水措施施工难度大或化学堵水措施无法实施,以及漏失严重井无法实施填砂、打塞措施的难题,同时可以减少注水泥塞对油层的污染, 缩短作业周期;
        3、液压丢手堵水管柱堵水技术能很好的解决高含水油田出水层的堵水问题,而且工艺操作简单、施工风险小,解决了上部封堵层出沙造成顶封沙埋及中部油层出水只能采用化学堵水工艺的难题。
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