子長采油廠老井雙封存在問題與研究

王碧濤，曹 麗，李化斌，沈煥文，王 凱，周 飛

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

子長采油廠主力油層長62經(jīng)過長時間的開采，油井的產(chǎn)能大幅度下降，含油飽和度降低，注水工作遲緩，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)產(chǎn)能的建設(shè)，貧油層開發(fā)成為目前工作的重點，本文主要以長61油層在開發(fā)生產(chǎn)過程中存在的問題作為研究的主要對象，在近期油田壓裂過程，發(fā)現(xiàn)部分井坐封時出現(xiàn)大漏，封隔器上有被射孔炮眼坐穿的情況，通過對射孔的精度經(jīng)過幾家射孔隊伍的反復(fù)驗證，都未出現(xiàn)誤差超過規(guī)定的要求，完全符合標(biāo)準(zhǔn)，隨后對壓裂管柱丈量經(jīng)過兩個單位人員現(xiàn)場監(jiān)督，復(fù)查未出現(xiàn)錯誤，誤差范圍也符合標(biāo)準(zhǔn)，對同一口井進行再次施工時問題依舊如此，問題未能及時解決，給生產(chǎn)工作帶來了停滯；針對這種問題，開發(fā)科跟井下作業(yè)隊研究改用填砂作業(yè)，填砂作業(yè)雖然解決了問題，但也存在不少缺點，一口井作業(yè)周期延長，一般需要6天的時間，非填砂井3天可以安裝完成；其次成本增加；最主要原因壓后壓裂液不能及時返排，嚴(yán)重影響油層的物性，對油層造成很大的傷害，本文通過研究分析找到一個合理、經(jīng)濟的解決方案。

1 雙封存在的問題分析

在對長61油層開發(fā)過程中，進行壓裂，主要是以雙封（上下封）的管柱結(jié)構(gòu)模式為主，簡易圖示（見圖1）。

針對出現(xiàn)問題的油井發(fā)現(xiàn)有個共同的特點如4148-6、4140-2、3213-4和3217-5井，這些井都是叢式井，同時封隔器出現(xiàn)炮眼都在下封隔器膠皮筒的中部以上，中部下面全無，這是出現(xiàn)問題的主要特征；下面以4148-6井的油層段以及井徑做分析研究，簡易圖示（見圖2）。

根據(jù)開發(fā)科提供的井身結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)問題井的造斜角度有一定的變化，在對射孔隊經(jīng)過幾家反復(fù)測試后，結(jié)果都基本符合射孔標(biāo)準(zhǔn)，而對壓裂管柱丈量經(jīng)過兩個單位人員現(xiàn)場監(jiān)督、復(fù)查，未超出承壓段的范圍，誤差符合丈量的標(biāo)準(zhǔn)，因此問題主要集中于叢式井的井身結(jié)構(gòu)上，這是因為我們丈量的管柱相當(dāng)于一個垂直方向丈量出來的結(jié)果，未考慮井身結(jié)構(gòu)的變化，井筒相當(dāng)于一個弧形，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系（見圖2）必然會造成丈量的管柱數(shù)據(jù)與射孔段之間存在一定的差別。

2 雙封問題的解決方案

以4148-6管柱丈量的數(shù)據(jù)做解決問題的主要依據(jù)，通過問題分析發(fā)現(xiàn)炮眼都出現(xiàn)在下封隔器膠皮筒的中部以上，擴段要求不超過2 m，因此整個承壓段4 m，也就是上下兩個封隔器離油層段都在1 m左右，（結(jié)合圖1、圖2以4148-6井來說上封隔器在599 m,下封隔器在603 m），下封隔器膠皮筒長約0.5 m,鋼套長約0.25 m,所以整個管柱結(jié)構(gòu)相當(dāng)于被上提了1.5 m，下封隔器中部以上就會出現(xiàn)炮眼。由于井筒的形狀復(fù)雜，弧長計算有一定的困難，轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)使誤差包含在承壓段內(nèi)以此解決這類問題，通過4148-6管柱丈量的數(shù)據(jù)（見表1）以及造斜角度a進行驗證。

表1中的封隔器長度2.0 m如圖1中的P的長度，套管高是指外露地面的長度是要減去的，計算方法：L+P－套管高+自然伸+井口裝置=599.1 m（結(jié)合圖1的標(biāo)示）。這是從地面丈量出的管柱和其他一些裝置總和正好封住油層長61，然而這種方法出現(xiàn)了炮眼，現(xiàn)根據(jù)a角度的變化進行驗證問題是不是出現(xiàn)造斜角度上，以造斜點為圓心，L+P－套管高+自然伸+井口裝置－造斜點=399.1 m為半徑做圓，按照一定的比例（見圖3）。

從圖3上可以看出，半徑就是管柱進入井筒內(nèi)的變化，離射孔段有一定的偏差，做如圖3的直角三角形，計算出實際應(yīng)該需要的總長，a=5°直角三角形的斜邊設(shè)為C，a對應(yīng)的邊設(shè)為A，另一直角邊設(shè)為B，由于B的長度即圓的半徑，B=399.1 m，所以C=B/cosa，即C=400.6 m，C+造斜點=600.6 m，因此，這樣計算出來的結(jié)果跟地面丈量計算出來的結(jié)果相差1.5 m，完全符合管柱被上提了1.5 m的結(jié)果，因此忽略造斜角度是導(dǎo)致錯誤出現(xiàn)的主要原因，建議在壓裂設(shè)計方面應(yīng)該對井身結(jié)構(gòu)做一補充，應(yīng)對造斜角度做到準(zhǔn)確無誤，避免錯誤發(fā)生。

如果射孔段與造斜點相差很近時，可以根據(jù)實際情況不考慮角度的變化，這是因為兩者的差值變化很小，可以包含在承壓段內(nèi)。

3 雙封與填砂及橋塞方面成本分析對比

3.1 雙封的成本分析

雙封的工作周期一般只需要3天的時間，到安裝只需要6趟的活，現(xiàn)在一趟活需要成本800元/趟，一口井的總成本需要800元/趟×6趟=4 800元這里不計算壓裂費用。

表1 4148-6管柱丈量數(shù)

3.2 填砂作業(yè)的成本分析

填砂工作周期一般順利需要6天的時間，時間長，壓后壓裂液的返排不及時，胍膠殘留物增加會嚴(yán)重影響油層的物性，這是填砂作業(yè)很重要的弊端，填砂作業(yè)到安裝共需要8趟活，外加洗井沖砂，一部洗井車出車費用需要5 000元，外加兩部拉水車500元/車，填砂作業(yè)一口井的費用總共需要：800元/趟×8/趟+5 000元+500元/車×2=12 400元，這比雙封作業(yè)一口井的成本高出7 600元。

3.3 橋塞作業(yè)的成本分析

橋塞作業(yè)的工作周期跟雙封一樣，只需要3天的工作時間，到安裝需要8趟的工作量，但是橋塞的成本很高，不像雙封封隔器膠皮筒可以更換使用，在舉行的井下工具活動中，一個橋塞的市場價格在6 000～7 000元左右，因此橋塞作業(yè)一口井的費用總共需要：800元/趟×8/趟+6 000元=12 400元，這比雙封作業(yè)一口井的成本高出7 600元。

通過三者的成本分析，雙封作業(yè)成本低，工作周期短，可以對膠皮筒反復(fù)更換，壓后壓裂液返排及時，胍膠殘留物對地層傷害小，對生產(chǎn)來說是合理、經(jīng)濟、可取，隨著區(qū)塊減少，老井改造越來越多，生產(chǎn)任務(wù)的難度增加，并不是每口井都符合填砂的要求，雙封作業(yè)是必不可少的，以防問題再次出現(xiàn)。

4 結(jié)論

（1）雙封問題的出現(xiàn)主要是由于對井身結(jié)構(gòu)的變化引起，對造斜角度變化認識不足。

（2）雙封問題的解決可以利用三角函數(shù)的關(guān)系來進行計算解決，使誤差控制在承壓段內(nèi)，避免了封隔器被炮眼坐穿的情況發(fā)生。

（3）通過跟填砂及橋塞的對比分析，對貧油層的開采采用雙封結(jié)構(gòu)是合理、可取的、成本低、作業(yè)周期短，有利于施工后壓裂液及時返排，極大減少了胍膠殘留物對油層的傷害。

［1］張燕平，王大江.可取式橋塞及其機械結(jié)構(gòu)設(shè)計原則［J］.江漢石油職工大學(xué)學(xué)報，2011，24（5）：48-50.

［2］趙喜民，張林，陳建剛.可撈式橋塞在水平井分段隔離壓裂上的應(yīng)用［J］.石油機械，2008，36（2）：56-58.