朱建斌，薛玉軍，朱麗霞

1.中國(guó)石油玉門油田分公司青西采油廠（甘肅酒泉735200）2.中國(guó)石油玉門油田分公司煉油化工總廠（甘肅酒泉735200）

青西深井封隔器坐封工藝技術(shù)分析

朱建斌1，薛玉軍1，朱麗霞2

1.中國(guó)石油玉門油田分公司青西采油廠（甘肅酒泉735200）2.中國(guó)石油玉門油田分公司煉油化工總廠（甘肅酒泉735200）

在油水井生產(chǎn)、解堵、酸化與壓裂施工中，封隔器的坐封成功、密封緊密等，成為作業(yè)成功的關(guān)鍵保證。但有時(shí)候個(gè)別井次會(huì)出現(xiàn)坐封失敗、提前失效以及后續(xù)解封困難等，分析與總結(jié)這些情形，提出改善封隔器坐封成功率的有效方法和使用注意事項(xiàng)：在下封隔器前，必須有通井工序；入井后限速平穩(wěn)下鉆，不得頓鉆、卡鉆；預(yù)先配好坐封深度；與伸縮管配合使用，做好入井前檢查;根據(jù)封隔器特點(diǎn)及油水井狀況進(jìn)行解封。結(jié)果表明，其提高了坐封成功率，順利解封封隔器。

封隔器；青西采油廠；坐封成功率；解封

封隔器是用于封隔套管與管柱環(huán)空、隔絕產(chǎn)層，以實(shí)現(xiàn)控制產(chǎn)（注）液，保護(hù)套管的重要井下工具。目前，除主要應(yīng)用于采油、注水工藝外，最重要的就是酸化與壓裂施工，實(shí)施儲(chǔ)層改造[1]。

1 青西采油廠封隔器使用現(xiàn)狀

自青西油田開(kāi)發(fā)以來(lái)，已經(jīng)陸續(xù)使用包括RTTS—Y221—114/148、MRCH—Y241—110/146、ZY541—114/146/148等系列封隔器，它們廣泛應(yīng)用于采油井負(fù)壓采油、增大生產(chǎn)壓差，注水井保護(hù)套管與套管頭、增注措施，解堵、酸化、壓裂等儲(chǔ)層改造，在增加油井產(chǎn)量、擴(kuò)大注水規(guī)模、提高措施有效性方面取得了較好的應(yīng)用效果。

但是，在這些封隔器的使用過(guò)程中，也多次出現(xiàn)坐封失敗、密封不嚴(yán)、提前解封失效，導(dǎo)致油井套壓上升、水井泵注壓力上升注水量下降，以及酸化與壓裂施工時(shí)提不起壓力和排量、甚至施工失敗等后果。

2 封隔器坐封失敗原因分析

2.1 自身因素導(dǎo)致坐封失敗

封隔器本身有許多配件，尤其是機(jī)械配合件，對(duì)加工精度、配合公差、耐溫耐壓等級(jí)等都有很高的要求，特別是在青西油田油水井、措施井上所使用的封隔器，質(zhì)量要求非常高。但封隔器坐封失敗、提前失效、下鉆卡鉆、解封困難等個(gè)別情況的出現(xiàn)和發(fā)生，與其自身質(zhì)量、強(qiáng)度、耐溫、耐壓、耐酸腐蝕等性能有直接關(guān)系[2]。例如，2012年西參一X井復(fù)合解堵時(shí)所用封隔器，下鉆時(shí)遇阻，后起出檢查發(fā)現(xiàn)一片卡瓦牙基本銼斷脫落；2012年8月窿7X井新投酸化完，封隔器解封十分困難，廠技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)也未能解卡，最后將其起出后發(fā)現(xiàn)一片水力錨并未收回、膠筒也已發(fā)生翻滾破爛，而該井上部是大尺寸套管，對(duì)封隔器的起下鉆基本無(wú)任何影響。

此外，對(duì)近年來(lái)所使用的封隔器情況分析，部分產(chǎn)品并不完全適用于青西的油水井。主要是封隔器膠筒所采用的材質(zhì)，不能適用于青西油水井溫度梯度變化大、井底溫度高、產(chǎn)液中礦化度高、注水井水質(zhì)部分參數(shù)不達(dá)標(biāo)的客觀情形。

2.2 下鉆速度過(guò)快

個(gè)別封隔器，在入井后，下鉆速度沒(méi)有掌控好，下鉆過(guò)快，受到套管壁的摩擦、碰撞，在喇叭口、造斜點(diǎn)、井斜較大點(diǎn)嚴(yán)重受力，以及液擊力作用，導(dǎo)致部分附件提前張開(kāi)、卡鉆甚至坐封。

2.3 井身結(jié)構(gòu)影響

青西油田的油水井，套管也常采取多級(jí)組合形式，尤其是老井。許多井經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)，不僅大修、側(cè)鉆、打塞、鉆塞、酸化壓裂等大型施工損傷套管，部分井段又受地應(yīng)力作用引起變形，井筒液性對(duì)管壁腐蝕，都對(duì)井身結(jié)構(gòu)造成了較大影響。另外，鉆井時(shí)井斜、狗腿、井眼軌跡不規(guī)則，從根本上決定了井身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。這樣使得封隔器在下鉆時(shí)，由于井身結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不規(guī)則外力作用很多，甚至損傷封隔器。而對(duì)于采油措施常使用的RTTS系列封隔器，一旦受到旋轉(zhuǎn)扭矩作用，很有可能使坐封機(jī)關(guān)從“L”型槽啟動(dòng)，導(dǎo)致封隔器提前坐封等情況出現(xiàn)。

2.4 油套管破漏

盡管每次封隔器的坐封位置基本都要通井，但通井只能檢察套管內(nèi)壁的完好，如果坐封位置存在管外竄槽、套管破損的情形，封隔器即使再坐封嚴(yán)密也無(wú)效。同時(shí)，由于青西油田開(kāi)發(fā)的深入，油管問(wèn)題的詬病在近些年集中暴露，而許多絲扣損傷、本體破漏等卻是人工、肉眼、現(xiàn)場(chǎng)試壓根本無(wú)法解決的。油套管的破漏，必然導(dǎo)致封隔器坐封失敗、提前失效的后果（圖1）。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)起出封隔器損傷情況

3 提高坐封成功率的工藝技術(shù)

通過(guò)對(duì)封隔器坐封失敗、過(guò)早失效的原因分析，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的角度考慮，總結(jié)了提高封隔器坐封成功率的工藝技術(shù)，主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 入井前仔細(xì)檢查

封隔器本身的部件之間，有的是絲扣連接、有的是鉚釘或銷釘，也有的是余隙配合，在運(yùn)輸過(guò)程中受到顛簸、擠壓，很容易造成這些部件的損傷、松散。例如青1-1井所用的MRCH系列封隔器，在運(yùn)抵井場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，一顆剪斷銷釘脫落。

同時(shí)，水力錨、卡瓦片、扶正塊、摩擦片與膠筒，在封隔器本體上都有專門的卡槽，若有雜物落入，必定影響這些部件的功效，并且很有可能在解封起鉆時(shí)造成卡鉆。特別是膠筒，作為封隔器密封的核心部件，不得有任何的傷痕、雜質(zhì)沾染。

3.2 通井

青西采油廠的油水井井底較深，通常都在4 200 m以上，井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地質(zhì)狀況多樣，部分井地應(yīng)力敏感性較強(qiáng)，加之建井時(shí)間早、套管使用時(shí)間長(zhǎng)，部分井段又經(jīng)多次大尺寸工具起下鉆，鉆塞、酸化、解堵、堵水等施工，致使套管發(fā)生變形、損傷的可能性非常大，必須在封隔器入井前進(jìn)行通井，確保其順利下入。青1-1井在2016年5月沖檢大修時(shí)，在刮削、洗井完后直接下封隔器，在快到設(shè)計(jì)深度位置時(shí)遇阻，反復(fù)活動(dòng)無(wú)效，只得起鉆。后使用與封隔器同樣尺寸的通井規(guī)（外徑Φ148 mm)通井時(shí)，至此位置仍然遇阻。而在此次上修前，原井封隔器的坐封要比此位置深、通井合格，由此看出大修后此段套管受損，無(wú)法下入封隔器。通井保證了封隔器的入井順利與安全[3]。

3.3 限速下鉆

從現(xiàn)場(chǎng)多次的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)總結(jié)，封隔器在入井之后，必須限速，即使是直井段也要限速，這主要與其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。封隔器本身有許多“伸展”與“旋轉(zhuǎn)”附件，如果入井后下鉆速度過(guò)快，在管壁摩擦力、液擊壓力及油管負(fù)荷的相互作用下，會(huì)使摩擦片、扶正塊等失效，卡瓦牙、水力錨張開(kāi)，封隔器卡住、卡死的情況發(fā)生。封隔器下部通常帶有的油管較少，再無(wú)其他大尺寸附件起扶正保護(hù)作用，一旦管腳在喇叭、井斜較大點(diǎn)發(fā)生頓鉆，必然損傷封隔器。

為此，封隔器在入井后，必須勻速下入，并且下鉆速度不得超過(guò)4.8 m/min（30根/時(shí)）。在封隔器接近喇叭口、造斜點(diǎn)、井斜較大點(diǎn)附近，更要放慢下鉆速度。

3.4 預(yù)先配好坐封深度

這里指在地面，對(duì)油管、封隔器及其他管柱中附件要仔細(xì)丈量，配好的管柱數(shù)據(jù)中，封隔器的深度要避開(kāi)坐封處的上下套管接箍，封隔器的下端面位于當(dāng)根套管的中上部，與上部接箍間距不超過(guò)3 m。這樣，按0.75 m/km的油管伸長(zhǎng)變形量考慮，封隔器在下到位后，基本位于當(dāng)根套管的中下部，完全避開(kāi)上下接箍，無(wú)需較深曲線圖，即可保證坐封位置的準(zhǔn)確性、安全性[4]。

3.5 防止頓鉆與卡鉆

原則上講，封隔器在入井之后，只得下放、不得上提（這里特指坐封處套管與起下鉆處的套管一致，若是起下鉆套管大于坐封處套管規(guī)格，就不存在起鉆時(shí)卡鉆這一問(wèn)題）。在下鉆過(guò)程中，要密切觀察下鉆速度與指重，遇到喇叭口、懸掛器等收徑部位時(shí)，一定要放慢下鉆速度，以免頓鉆對(duì)封隔器造成機(jī)械配件損傷，以及對(duì)膠筒的刮蹭破損。如遇卡鉆，不得繼續(xù)施壓下放，一定要即時(shí)起鉆，起出封隔器后仔細(xì)檢查，著重檢查卡瓦牙、水力錨等[5]。

3.6 與伸縮管配合使用

青西油田的油水井較深，管柱中尾管底端很接近油層頂界，為了更好地發(fā)揮封隔器功效，增大生產(chǎn)壓差促使地層產(chǎn)液盡快進(jìn)入油管排出，提高酸化、壓裂時(shí)的施工有效性，封隔器要求下得越深、越接近產(chǎn)層、施工層時(shí)越好。封隔器下得較深，油管本身的伸長(zhǎng)變形，對(duì)其影響就越嚴(yán)重。同時(shí)酸化、壓裂時(shí)施工壓力很高，造成油套壓差大、封隔器上下端面受力不均，尤其是Y241系列封隔器在投球打壓坐封封隔器時(shí)，液柱負(fù)荷、井口壓力較高，必須利用伸縮管的功能抵消外力對(duì)封隔器的作用傷，起到保護(hù)封隔器、提高坐封成功率的作用（圖2）。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)封隔器與伸縮管

此外，在下封隔器時(shí)，要提前掌握該井的液面、漏失情況。若液面較低，在坐封時(shí)必須提前補(bǔ)足液面；若是RTTS旋轉(zhuǎn)上提坐封，也要根據(jù)液面情況，適度調(diào)整旋轉(zhuǎn)圈數(shù)、上提距離與坐封噸位。酸化、壓裂時(shí)，使用新油管或?qū)Ｓ糜凸?，在注水井適當(dāng)提高封隔器位置等，都可提高封隔器使用效果。

4 封隔器解封方法

根據(jù)封隔器類型和機(jī)理，目前青西采油廠常用的解封方法主要有兩種：①上提解封；②壓差解封。

其中包括RTTS、MRCH系列，都是上提拔鉆即能順利解封，并且上提負(fù)荷在500~600 kN之間，最高750 kN（均指懸重）。若上提遇卡，可采取反復(fù)活動(dòng)、適度旋轉(zhuǎn)方法，必要時(shí)可加深下放一段距離再上提等方法。

壓差式解封，主要指目前廣泛應(yīng)用于酸化、壓裂措施管柱、不帶反洗閥的ZY541-Y241系列封隔器。正常情況下，先放油壓、再放套壓后，便能解封，即只要套壓高過(guò)油壓一定值就解封。若放完壓后未解封，可采取反洗井迫使其解封。

需著重指出的是，個(gè)別封隔器解封困難，是由于該井地層漏失嚴(yán)重、套管液面較低以及套管破漏，致使作用在封隔器上的油套壓力不均、液柱負(fù)荷較小。對(duì)此，可采取解封前先大排量反洗井補(bǔ)足液面、平衡壓差，這樣就能順利解封封隔器。

5 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

1）封隔器坐封失敗、提前失效，與自身質(zhì)量因素固然有關(guān)，但下鉆速度過(guò)快、井身結(jié)構(gòu)影響，以及油管漏、套管竄槽等對(duì)其都有嚴(yán)重影響。

2）在下封隔器前，必須有通井工序，特別是對(duì)于修套、大修、鉆塞、刮削完，下封隔器前一定要通井。

3）封隔器在入井之后，下鉆速度一定要均勻、平穩(wěn)、受限，在喇叭口、造斜點(diǎn)、井斜較大點(diǎn)更要放慢下鉆速度，不得頓鉆、卡鉆。

4）對(duì)與封隔器配合的油管、井下附件等，在入井前要仔細(xì)檢查、丈量準(zhǔn)確，事先要配好坐封位置。

5）封隔器在解封起鉆時(shí)，如果遇卡，一定要根據(jù)封隔器本身特點(diǎn)及油水井狀況進(jìn)行處理，不得盲目硬拔。

[1]吳奇.井下作業(yè)監(jiān)督[M].2版.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[2]吳奇.勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)規(guī)范（井下作業(yè)監(jiān)督分冊(cè)）[M].北京：石油工業(yè)出版社,2009.

[3]王勝啟,高志強(qiáng),曲兆峰,等.井下作業(yè)監(jiān)督案例匯編[M].北京：石油工業(yè)出版社,2010.

[4]趙源浦，李會(huì)會(huì)，謝進(jìn)，等.套管封隔器完井試油期間失效因素分析及對(duì)策[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2016，32（4）:52-56.

[5]劉虎,王軍,王學(xué)成,等.雁木西油田層間封固技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2016,32(9):63-66.

In the production,plug removal,acidizing and fracturing construction of oil and water wells,the successful sitting and tight sealing of packer become the key to the success of construction.But the sitting and sealing failing,the early failure and the difficult seal?ing relieving of packer have occurred sometimes.Based on the analysis and summary,some effective measures to improve the success rate of the packer sealing are put forward:there must be a drifting procedure before the packer getting into well;after the packer getting into well,must limit the trip-in speed,avoid impack and sticking of drill pipe;design reasonable packer depth;packer is used together with telescopic pipe,and inspect the packer before it gets into well;remove packer according to the characteristics of packer and the con?dition of oil well.The application results of the measures show that the sitting and sealing success rate of the packer is increased,and the packer can be smoothly removed.

packer;Qingxi oil production plant;success rate of sitting sealing;sealing relieving

?梅

2017-04-07

朱建斌（1984-）,男，主要從事井下作業(yè)監(jiān)督與井控管理工作。