K344封隔器在油田中的作業(yè)現(xiàn)狀

范 軍張遠高（.長慶油田分公司機械制造總廠（數(shù)字化技術(shù)服務(wù)處），陜西 西安 700；.長慶油田分公司第十采油廠，甘肅 慶城 74500）

K344封隔器在油田中的作業(yè)現(xiàn)狀

范 軍1張遠高2
（1.長慶油田分公司機械制造總廠（數(shù)字化技術(shù)服務(wù)處），陜西 西安 710201；2.長慶油田分公司第十采油廠，甘肅 慶城 745100）

封隔器廣泛應(yīng)用于鉆井、固井、測試、完井及于井下石油作業(yè)之中。 K344封隔器既為擴張式封隔器，使用一定壓力的液體，作用于封隔件內(nèi)內(nèi)腔，使封隔件直徑擴大而實現(xiàn)封堵，主要應(yīng)用于油田的分層注水、分層酸化、分層擠堵、分層壓裂等施工工藝。本文就K344封隔器在油田中的作業(yè)現(xiàn)狀進行了分析。

K344封隔器；結(jié)構(gòu)；工作原理；油田；應(yīng)用

一、K344封隔器的結(jié)構(gòu)及工作原理

K344封隔器主要由上接頭、解封剪釘、連接頭、中心管、鎖簧、密封圈、可更換球座、頂桿、頂桿托盤、閥總成、膠筒總成、浮動頭、下接頭、坐封銷釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)組成。其工作原理為中心管憋壓，從油管加液壓，高壓液體從中心管經(jīng)過濾網(wǎng)過濾后，進入中心管與膠筒間的環(huán)形空間，使擴張式膠筒膨漲，完成封隔器的坐封，當高壓液體卸壓后，膠筒在自身的彈力的作用下回收，擠出膠筒內(nèi)液體而解封。

二、K344封隔器在油田中的作業(yè)現(xiàn)狀

1 在油田分層注水中的應(yīng)用

油田分層注水工藝技術(shù)經(jīng)過多年的完善與改進，已基本上滿足了現(xiàn)階段開發(fā)的需要，但在實際的使用中，還存在著低壓易解封、停注易互竄，以及常規(guī)分注管柱容易砂卡的現(xiàn)象，使分注工作的安全隱患較大，而且還延長了作業(yè)周期，增加了作業(yè)成本，給分注工作帶來了很大的困難。針對以上情況，引進了K344封隔器，并對分注管柱進行了完善與改進，該封隔器具有洗井方便，不易堵塞，結(jié)構(gòu)簡單，不易造成管柱砂卡，對于套管變形井，也能實現(xiàn)有效封隔注水的特點，非常適應(yīng)用于出砂較嚴重、油質(zhì)污染和套管變形的分層注水井。一方面解決了砂卡管柱的問題，另一方面也解決了壓縮式封隔器在注水中存在的易解封、易互竄及操作不當易中途座封等問題。由于K344封隔器的坐封形式是在封隔器膠筒內(nèi)、外形成0.7MPa壓差后，擴張式膠筒向外膨脹，達到封隔注水層的目的，當擴張式膠筒的兩端的壓力差達到12MPa以上時，膠筒容易被擊穿，導(dǎo)致封隔失敗。另外K344封隔器的防蠕動性低，分層注水管柱在井壽命短，這也限制K344封隔器在油田中推廣使用。

2 在油氣田分層壓裂工藝中的應(yīng)用

在低壓、低滲、低孔，有效應(yīng)力高、基質(zhì)毛管壓力高的油氣田中，壓裂改造面臨著許多問題，由于儲層物性差、氣層厚度薄，壓裂改造提高單井產(chǎn)量難度很大，縱向存在的多套氣層，并且各層跨度不等，加砂壓裂的難度大，油氣藏的壓力較低，入井液體難以返排，且逐層上返工藝周期長。針對以上情況，引進了K344型封隔器分層壓裂工藝，該工藝不需要提前坐封，不需要環(huán)空試壓，坐封容易，解封可靠、安全，實現(xiàn)了不動管柱，連續(xù)分層壓裂，合層開采，不但減少作業(yè)工序，降低生產(chǎn)成本，縮短施工周期，而且還具有安全可靠性高，施工簡單、排液速度快，對儲層傷害低的特點。但是該工藝也存在管柱通徑小，節(jié)流多，施工壓力高等不足之處。

3 在修井、洗井中的應(yīng)用

3.1 在修井中的應(yīng)用

套管試壓、找漏是修井作業(yè)中非常頻繁的作業(yè)，大約占到修井總數(shù)的70%以上，通常使用壓縮式封隔器，但在一些直徑大、通過性差、井徑不規(guī)則的油井中，特別是在水平井、定向井等特殊井中，坐封的成功率較低，引入K344封隔器后，進行了必要的結(jié)構(gòu)改進，應(yīng)用于修井作業(yè)中，在補貼套管的異徑段壓力試驗中，最大井深達到了3800m，在套管縮徑段找漏和多漏點找漏施工中，該封隔器在補貼套管和大斜度井段均能夠成功坐封，表明該封隔器的坐封簡單、膨脹比大、密封性好、坐封成功率高，滿足了大修井施工的要求。

3.2 在洗井中的應(yīng)用

結(jié)蠟現(xiàn)象普遍存在于各個油田的油井中，析蠟的沉積與聚集會堵塞產(chǎn)油層，使得油層的滲透率降低，增加了油流阻力，減少了油產(chǎn)量，影響油田的效益，而且還增加了機器設(shè)備的磨損，影響抽油桿的工作壽命，對整個油氣開采都帶來了不利的影響。油井清防蠟的主要手段是熱洗工藝，平均每個月都需要對結(jié)蠟井進行一次熱洗清蠟，在清洗過程中若洗井液進入油層會導(dǎo)致油層污染，使油氣產(chǎn)量大幅下降，所以必須使用防污染工具，目前我國主要使用溫控封隔器、丟手封隔器、皮碗封隔器等組成的油層保護管柱，但這些封隔器都存在一些弊端，產(chǎn)生了一些不良的后果，如洗井液污染、熱洗清蠟效果差、砂卡后重新作業(yè)等等，針對這些問題，引入了K344封隔器，使得熱洗清蠟時熱洗液直接進入結(jié)蠟井段，能充分利用熱能，提高熱洗清蠟效果，縮短洗井時間，但洗井液卻無法進入油層，防止了油層污染，不會影響油氣產(chǎn)量，而且K344封隔器在起下管柱和生產(chǎn)時皮碗回收，洗井時坐封，減少了皮碗的磨損，增加了封隔器的使用壽命，提高了施工的安全性。實際的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)該工藝的成功率和有效率均達到100%，洗井時間比原來縮短1/2，洗井液的用量較原來減少了50%，并且洗井過程中對油氣的產(chǎn)量無任何的影響。

綜上所述，K344封隔器已廣泛的應(yīng)用于油田分層注水、分層壓裂、修井、洗井中，解決了使用自封式、壓縮式封隔器出現(xiàn)的許多問題，降低了油田的生產(chǎn)成本，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益，但K344封隔器在使用過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，如封隔器啟動銷釘異常剪斷、管柱下入過程中封隔器中途坐封、封隔器坐封過程中壓力異常偏高等等，這些問題限制了K344封隔器在油田中推廣應(yīng)用，所以今后要將PDCA質(zhì)量管理方法應(yīng)用于K344封隔器質(zhì)量改進過程，從設(shè)計角度分析原因后采取預(yù)防措施對進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以提高封隔器的可靠性，更有效地滿足油田的需求，進一步提升油田的經(jīng)濟效益。

[1]李國太.K344油層保護封隔器的研究與應(yīng)用[J].石油機械，2009，37（06）：55-56.

[2]李月麗，張永春，何青，等.K344-113型封隔器分層壓裂工藝在大牛地氣田的試驗應(yīng)用[J].油氣藏評價與開發(fā)，2011，1 （04）：56-60.

[3]王睦圍，井丹，李培江，等.K344-95型膨脹封隔器結(jié)構(gòu)改進及應(yīng)用[J].石油礦場機械，2012，41（06）：72-75.

TE357

A封隔器系指具有彈性密封元件，并借此封隔各種尺寸管柱與井眼之間以及管柱之間環(huán)形空間，并隔絕產(chǎn)層，以控制產(chǎn)（注）液，保護套管的井下工具，被廣泛應(yīng)用于鉆井、固井、測試、完井及于井下石油作業(yè)之中。根據(jù)封隔器的工作原理可以分為自封式（代號Z）、壓縮式（代號Y）、鍥入式（代號X）、擴張式（代號K），K344封隔器即為擴張式封隔器，使用一定壓力的液體，作用于封隔件內(nèi)內(nèi)腔，使封隔件直徑擴大而實現(xiàn)封堵，主要應(yīng)用于油田的分層注水、分層酸化、分層擠堵、分層壓裂等施工工藝。