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      新型套管外封隔器特點

      2017-10-21 21:16:23馬梁盛勇黎強余綱
      中國化工貿(mào)易·中旬刊 2017年1期

      馬梁 盛勇 黎強 余綱

      摘 要:隨著石油開采的不斷發(fā)展,地層壓力變得日益復(fù)雜,套管外封隔器得到了越來越廣泛的應(yīng)用。該文簡要的介紹了一種新型管外封隔器的特點,對比了新型套管外封隔器和其他套管外封隔器的優(yōu)缺點,分析總結(jié)了套管外封隔器的使用情況,概述了完井管柱和注水泥管柱的組配設(shè)計,評價了新型管外封隔器注水泥的優(yōu)勢。

      關(guān)鍵詞:套管外封隔器;水泥漿膨脹;完井工具

      套管外封隔器逐漸成為固井、選擇性完井技術(shù)的一種重要工具,已經(jīng)成為研究應(yīng)用的熱點方向。套管外封隔器是一種與套管連接,用來封隔套管與井壁見環(huán)空的井下工具??捎行Х飧粲蜌馑畬?,進行選擇性的開采或者封堵某一層段,保證套管外環(huán)空的密封。套管外封隔器可顯著提高固井質(zhì)量,有效進行層間封隔,保護或者減少油層污染,為提高原油采收率和開采效率提供了保證。

      1 新型封隔器的結(jié)構(gòu)原理

      新型套管外封隔器的基本原理與傳統(tǒng)封隔器相似,主要由控制閥部件、密封部件和連接部件三部分組成??刂崎y部件包含開啟閥、單流閥和活塞組成,完成對膨脹介質(zhì)的流動控制。密封部件包括活塞密封件、膠筒、金屬骨架和單流閥密封件,是實現(xiàn)密封的主要部件。連接部件包括提升短節(jié)、節(jié)箍和套管短接等,主要是配合連接的作用。套管封隔器的膠筒是一種可承受高壓的膨脹密封元件,他的各項指標(biāo)決定了管外封隔器的性能。要求膠筒的膨脹量達到原始直徑的1.5-2.5倍左右,能與不規(guī)則的羅燕井壁形成可靠地壓力密封,并能自動調(diào)節(jié)壓力以適應(yīng)環(huán)空壓差的變化,同時起到扶正套管使其居中的作用。

      新型套管外封隔器的工作原理:根據(jù)地質(zhì)要求將其連接入套管竄并下入所需層位,準(zhǔn)確到位后按照固井施工作業(yè)進行注水泥作業(yè),替漿開始專用膠塞開始下行,到封隔器位置時剪斷封隔器內(nèi)的擋銷,活塞進液口打開。固井作業(yè)碰壓后,檢查有無回流,無回流碰壓合格,封隔器活塞在套管外水泥漿和套管內(nèi)液柱壓差下上行至頂端,套管外水泥漿進入活塞腔。套管竄內(nèi)打壓至10-15Mpa,穩(wěn)壓1min,封隔器活塞在壓力作用下下行至底部,推動活塞腔內(nèi)的水泥漿進入膠筒,后泄壓至0Mpa,封隔器活塞在套管外水泥漿和套管內(nèi)液柱壓差下上行至頂端,套管外水泥漿再次進入活塞腔。反復(fù)以上過程至封隔器膠筒完全脹封。膠筒填充的是套管外的水泥漿,水泥漿在凝固后能永久性的膨脹膠筒,不會出現(xiàn)膠筒內(nèi)流體流失而導(dǎo)致的座封失效現(xiàn)象。封隔器膠筒漲封壓力可控制,針對不同的地層可調(diào)節(jié)填充壓力,保證封隔效果。封隔器可單獨使用,也可多個同時使用。

      2 新型套管外封隔器的優(yōu)勢

      新型套管外封隔器相比其他管外封隔器有以下優(yōu)勢:

      2.1 填充介質(zhì)

      新型管外封隔器膠筒的填充介質(zhì)為固井時套管外的水泥漿。相比傳統(tǒng)的填充介質(zhì)(水或者泥漿等),水泥漿在凝固后能夠永久性的支撐膠筒,起到永久性封隔。地層的作用,時效性優(yōu)良。相比填充介質(zhì)為管內(nèi)水泥漿的封隔器,新型封隔器填充介質(zhì)為套管外的水泥漿,相比操作簡單,避免了管內(nèi)注水泥漿所帶來的一系列風(fēng)險,比如水泥閃凝、插旗干等風(fēng)險。水泥漿凝固后會將活塞和膠筒前的單流閥等密封部件全部鎖死,封隔器內(nèi)腔與套管外不會存在竄通,保證了整個管柱的氣密性。

      2.2 獨特膠筒設(shè)計

      膠筒采用專利設(shè)計,在膠筒膨脹的過程中能后逐步的接觸井壁,對井壁的貼合性高,對于不規(guī)則的井壁有良好的貼合和壓實效果。在坐封的過程中能夠?qū)⑻坠苤鸩骄又校悄z筒上下形成完整的水泥環(huán),從而提高了膠筒上下部分的固井質(zhì)量。

      2.3 施工工藝簡單

      新型套管外水泥填充封隔器,需要將原有的膠塞和膠塞座更換為封隔專用的膠塞和膠塞座,對固井的其他工具不做要求。封隔器坐封只要求在固井碰壓后進行反復(fù)的打壓即可實現(xiàn)封隔器坐封。相比其他水泥填充管外封隔器工藝簡單,風(fēng)險性大大減低。

      2.4 不改變原來的固井管柱

      新型套管外水泥填充封隔器只要更換專用的膠塞和膠塞座,專用的膠塞和膠塞座具有傳統(tǒng)工具的作用。未改變原來的固井套管結(jié)構(gòu),只是在需要封隔的地層位置添加新型套管外水泥填充封隔器。

      3 新型套管外封隔器現(xiàn)場施工中存在的問題及解決辦法

      3.1 存在的問題

      新型套管外水泥填充封隔器已經(jīng)在塔里木油田進行了現(xiàn)場試驗。試驗過程中出現(xiàn)了部分井固井結(jié)束時未能碰壓的情況,未能碰壓導(dǎo)致封隔器不能夠進行坐封。后根據(jù)現(xiàn)場下探水泥塞面得知,替漿量計量錯誤,未能準(zhǔn)確計量替漿量是導(dǎo)致未碰壓的主要原因。

      3.2 解決辦法

      現(xiàn)場施工前準(zhǔn)備好泥漿罐,在條件允許的情況下使用較小的泥漿罐進行計量,泥漿罐底盡量不要有沉沙存在,固井隊使用的流量計盡量提前校準(zhǔn),在條件允許的情況下可以在替漿管線上安裝2個流量計,以便于相互比較。替漿過程中盡量不要停泵或者是到泵,以免影響罐面計量。在替漿過程中盡量不要大范圍的變更排量。在固井設(shè)計中可在膠塞后添加部分水泥漿,在替漿量達到設(shè)計量而未碰壓的情況下,可再替2-4方以防止計量錯誤導(dǎo)致的未碰壓。套管柱設(shè)計方面可適當(dāng)增大碰壓座至離浮鞋距離,在出現(xiàn)未碰壓的情況時可再替2-4方以防止計量錯誤導(dǎo)致的未碰壓。

      4 結(jié)論和建議

      新型套管外水泥填充封隔器相比其他管外封隔器有巨大的優(yōu)勢,工藝簡單,操作方便,作業(yè)風(fēng)險較小。

      參考文獻:

      [1]鄧旭.管外封隔器技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用[J].試采技術(shù),2009(2).

      作者簡介:

      馬梁,男,工程師,2007年畢業(yè)于克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院鉆井專業(yè),現(xiàn)從事油田套管封隔器技術(shù)服務(wù)。

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