学术研讨 南ＩＩ工科技２０１ ３年第５期 提高注水井卡封效果技术探讨 余学忠① 王金福① 吕军强② 刘岳龙③ ①中原油田采油三厂；②中石化华北分公司第一采油厂；③中石化华北分公司工程技术研究院 摘要本文针对张天渠油田套漏井封上注下注水管柱使用效果差的问题，从管柱结构、作业施工、日常管理方面入 手，对影响卡封管柱效果的因素进行了分析，指出了Ｙ２１１—１１４封隔器承受下压的能力弱是导致管柱失效的主要原因，水力 锚可有效提高封隔器承受下压的能力，并对卡封管桩结构、作业工艺、日常注水管理方面提出了一些建议，现场应用后取 得了较好的效果。 关键词套漏卡封管柱锚定作业工艺日常管理 １ 问题的提出 张天渠油田１９９６年投入开发，１９９７年ｌ（）月开始注水，截止 ２０１０年９月，采出程度已达Ｎ１４．２％，综合含水达Ｎ７８．６％，进入 了开发的中后期，因此保证注水井的有效注水，是提高油田开发 效果的关键。张天渠有注水井１３口，套漏井８ＶＩ，套漏井总井数 占水井总数的６１．５％，严重影响了油田的注水开发。为确保套漏 井的有效注水，该油田采用了封隔器卡封注水工艺，但效果很不 理想。因此开展原因分析，提出解决方案，对恢复注水井网，提 高注水开发效果有着极其重要的作用。 ２ 卡封注水工艺无效原因分析 张天渠８ＶＩ套漏注水井，有６Ｈ实施了卡封，由于套漏点都 位于注水层位以上，均采用了Ｙ２１１－１１４封隔器封上注下卡封管 柱，使用情况详见表１。从表中可以看出．卡封效果很差，其中 ４ ＶＩ井卡封后注水压力很低，和卡封前基本一样，并远远低于套 漏前的注水压力，分析卡封管柱失效；另外２口井卡封后注不进 水，注水压力高于套漏前的压力，也未实现卡封目的。下面分别 对卡封管柱失效原因和卡封后注不进水的原因进行分析。 ｜｝ 表１套漏井卡封后效果统计表 ２．１卡封管柱失效原因分析 （１）管柱结构不合理，封隔器密封效果差，导致了卡封管 柱失效。目前采用的封上注下卡封管 柱结构如图１所示，为Ｙ２１１—１１４封隔 器＋喇叭口卡封管柱。Ｙ２１ １－１ １４封隔 器是一种单向卡瓦支撑，提放管柱坐 豢漏点 Ｙ￣ｌ－ｌ１４封 封，上提管柱解封的压缩式封隔器。 该类封隔器坐封是依靠油管重量轴向 技水犀 Ｉ蜘＾口 压缩封隔器胶筒，使胶筒径向膨胀， 实现密封油套环形空间的。 人工井褒 Ｙ２１１—１１４封隔器的特点是：承受 图ｌ封上注下卡封警拄器意翻 上压的能力强，密封效果好，承受下 压的能力弱，密封效果差。封上注下卡封注水时，在封隔器密封 的油套环空中，下部液体的压力大于封隔器上部液体压力，这个 压差对封隔器产生了一个上顶力，相当于降低了封隔器的坐封载 荷，所以封隔器的密封效果变差，卡封管柱不密封，导致注水压 力不上升。 （２）坐封载荷不合理导致封隔器不密封。要保证封隔器密 封，必须保证封隔器胶筒与套管壁有一定的接触应力，接触应力 的大小与坐封载荷成正比的关系，因此封隔器需要一定的坐封载 荷，才能实现有效密封。坐封载荷小，密封效果不好，坐封载荷 过大，封隔器胶筒容易损坏，也会影响到密封效果，一般坐封载 荷控制在８吨左右。Ｙ２１１封隔器坐封载荷的大小与管柱的压缩量 成正比。调查时发现坐封载荷没有记录或坐封载荷不够，因此分 析坐封载荷不合理也是影响封隔器不密封的因素之一。 （３）油管漏导致卡封管柱不密封。导致油管漏失的原因有 以下几个方面：一是由于缺乏必要的验管工序，下井油管本生有 穿孔；二是因时间长，腐蚀导致的油管穿孔；三是由于丝扣不清 洁、不涂密封脂、上扣扭矩不合理导致油管丝扣漏失。 （４）封隔器位置偏高，封隔器以下井段还有可能有漏点， 导致注水压力不上升。为降低成本，水井套漏后一般不找漏，直 接卡封注水，同时认为套漏位置在水泥返高以上，因此封隔器卡 封位置一般离油层顶界还有１００—２００ｈ￣：的距离，如果封隔器卡封 位置和油层顶界之间的套管还有漏点，注水压力就不能恢复到套 漏前的注水压力。 （５）井口漏导致的卡封管 柱不密封。注水井井口流程见 图２，封上注下卡封注水时，单 流阀、油进闸门、总闸门等３个 闸门开启，其它几个闸门关闭， 当套进闸门关闭不严或油管悬 挂器与大四通之间密封不严时， 就会形成油套联通，造成卡封 管柱不密封的现象。 ２．２卡封后注不进的原因分析 （１）作业过程中油层受到污染，导致注不进水。￣［ＩＨＫ２０井 卡封前实施了打塞水泥塞工序，灰塞下移了７０米（１７１（）下移到 １７８０），导致油层受到污染而注不进水。 （２）井简脏导致油管堵，注不进水。￣ＩＪＨＫ１７Ａ井卡封后注 不进水，起出作业管柱，发现油管被脏物堵死，管柱不通，导致 注不进水。 ３提高卡封注水工艺效果的途径 ３．１完善卡封注水管柱结构 针对Ｙ２１１—１１４封隔器承受下压能力较低的问题，对封上注 下注水井，建议采用如图３、图４所示的管柱结构。 图３的管柱改进如下：封隔器上接了一个水力锚。水力锚是 通过油套压差来实现锚定管柱的，压差越大，锚定力越大。通过 水力锚的锚定作用，防止了管柱上顶，提高了封隔器承受下压的 能力管柱。 南ＩＩ工科技２０１ ３年第５期 学术研讨 图４的管柱在图３的基础上做了进一步改进：Ｙ２２１—１１４封隔 器改为Ｙ２１１－１１４自验封封隔器，在封隔器下面接定压滑套、筛 管、丝堵，定压滑套位于油层下界以下ｌ０米左右。封隔器坐封完 压力的变化及时发现失效的管柱，降低无效注水。 （３）对漏点压力低，吸水量大的套漏井，是用液面回声仪 测油套环空液面来判断卡封管柱是否失效。在不同注水量下分别 测液面，如果注水量增大，液面上升，说明卡封管柱不密封，如 果液面不变，说明管柱密封。 （４）加强对井口的管理，确保井口闸门的密封。 ４典型井例分析 后对油管进行试压，如果压力不降，说明封隔器密封良好，该卡 封管柱解决了漏点压力低、漏失量大的井，用常规的套溢法不能 验封的问题 蒜点 毒满意 水，）螨 Ｔ２１ｌ－１ｌ搿 辘攫 ｉｊ 椭 鞠 ］麓制｝曩ｊＩ 定崖耩蠢 宁东３—９井为宁东３井区的一口注水井，２００９年４月３０日下入 封上注下卡封管柱。卡封层位为延８，卡封井段２１４６－２１５３；注 水层位为延９，注水井段２１７８．７～２１８０．７，采用图１所示的卡封注 水管柱。卡封后油压１５ＭＰａ，日注水量１２ｍ ，该井口不具备录取 嚣 拄摩属 呋口 穰鬻 熊墙 ＾ 井疵 人工井赢 套压条件。２０１０年ｌ０月对该井进行验封，在正常注水情况下， 油、套压都为１５ＭＰａ，打开套管出口闸门放溢流，油压立即从 飘３水，髑”２１ｌ嚣＋一Ｉ叭日豺上疰 挂穗豫 馕４ 豺上撞下毒 封誓佳 ３．２完善作业施工工艺 完善的作业施工工艺是卡封工艺顺利实施的关键，在施工 时的作业工序要点如下。 １５ＭＰａ，降为９ＭＰａ，说明该卡封管柱失效，２０１（）年１０月２０日换 封作业，起出管柱检查油管完好，说明卡封管柱漏失的原因是封 隔器不密封。换封时采用了如图３所示的管柱，在Ｙ２１１—１１４封隔 （１）在通井刮削工序时，在刮削器上加一个球座，刮削完 洗井后再投球打压验管，验证油管的漏失隋况，确保卡封管柱的 油管完好。 （２）通井刮削完后要洗井，确保井筒清洁。 器上加了一个水力锚，同时在下管过程中加强了作业质量监督， 下井油管刺洗清洁、涂密封脂并按规定扭矩上紧扣，坐封载荷 ８吨，验封合格后开始注水，目前该井注水水量１２ｍ ，套压为 ０，油压从初期的１６ＭＰａ上升到１８ＭＰａ，改进后的卡封管柱密封 良好，充分说明水力锚可有效提高Ｙ２１１封隔器承受下压的能 力。 ５结论 （３）完井管柱丝扣要剌洗清洁、丝扣涂密封脂并上紧扣， 防止油管丝扣漏失。 （４）确定合理的管柱上提高度，确保坐封载荷在规定的范 围内。坐封载荷的大小与管柱的压缩量有关，坐封时上提管柱越 高，管柱压缩量越大，坐封载荷也越大。因此，上提管柱长度要 （１）水力锚可有效的提高Ｙ２１１封隔器承受下压的能力，提 高卡封管柱的密封效果，该类管柱的试验成功为套漏井的卡封注 水提供了技术支持。 （２）完善的作业施工工艺是确保卡封注水成功实施的关 键，作业监督要点是：要确保油管完好，管柱清洁，丝扣密封， 计算准确，确保坐封载荷在规定的范围内，防止重复坐封对封隔 器造成的损坏。 （５）封隔器坐封后，应用套溢法验封，确保完井管柱密 封。套溢法验封方法为：液面在井１：３的情况下，从油管打压，套 管没有溢流为验封合格。 ３．３完善日常注水管理 （１）向油套环空注环空保护，减缓封隔器上部套管和油管 坐封载荷合理，井筒清洁。 （３）卡封注水井要加强套压资料的录取，根据油套压差的 变化，及时发现卡封管柱是否失效，确保有效注水。 （收稿日期：２０１３－０４－０３） 的腐蚀、同时防止漏点吐脏物而卡管柱。 （２）完善井１３取压装置，确保套压能及时录取，根据油套 （接５５页）下电流为３９，与正常时分别下降、上升了１９Ａ、９Ａ。 上电流降、下电流升，说明抽油机的井下负荷突然减小。 电流发现异常后，及时安排量油，发现产液量为４．８ｆｆｄ，比 正常时下降４３．１ｔ／ｄ，大幅下降；产油量为０．１５ｔ／ｄ，下降了 有所转动，因此更加断定抽油机杆断。 ３．３下步措施 分析、诊断抽油杆断脱，示功图显示载荷较大，说明抽油 杆断脱部位较深，需要作业。 ４结论 １．４８ｔ／ｄ；含水９７％上升了０．５个百分点。后又核实两天，产液量仍 然较低。为进一步落实问题，又安排了示功图测试验证，发现示 功图载荷也明显减小，图形基本是一条线，如图１所示。 ■目■ 通过录取、观察抽油机井的上下电流变化，就能及早地发 现抽油机井是否出现问题，以及机采低压测试资料的分析，观察 功图变化情况，再及时进行综合诊断、分析问题所在，尽快采取 措施处理好抽油机井故障，能够更有效的及时发现问题并去解决 问题，为油井的及时ｌ衣复正常生产提供有力保障。 参考文献 图１ 【１ Ｊ周艳霞采油３－艺技术石油工业出版社，２（）（）６，５ （收稿日期：２０１３—０４—１１） ３．２诊断结果 根据以上资料，同时上井用管钳转动封井器一周，光杆也