Y221-114驗竄封隔器的研制與應(yīng)用

王艷麗，張峰，胡中欣

王德仁，王國舉 （中石化河南油田分公司第一采油廠，河南 桐柏474780）

目前夾層驗竄通常采用的方法主要是溢流法［1］，驗竄管柱主要由水力錨、Y211封隔器、節(jié)流器、K344封隔器等組成。驗竄時下入驗竄管柱，再油管打壓，使封隔器脹封于被驗夾層，觀察井口套管溢流或壓力變化情況，判斷夾層竄槽情況。這種驗竄方法存在的不足是：有幾種工具連接在一起，工具串較長，Y221封隔器長1．5m，水力錨長0．35m，節(jié)流器長0．6m，K344封隔器長0．9m，2個封隔器中膠筒的距離為3．1m，所以應(yīng)用在3m及以下的薄夾層受限；同時，在驗竄時，有時因套管變形或封隔器膠筒損壞，導致封隔器坐封不嚴［2］，打壓后也會出現(xiàn)溢流，這樣就會錯誤判斷為竄槽。驗竄可靠性差，容易造成誤判，無法準確判斷夾層的槽竄情況。為此，通過研究新型驗竄工具，簡化驗竄管柱結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新油水井驗竄技術(shù)，提高現(xiàn)場驗竄工藝可靠性和適應(yīng)性。

1 Y221-114驗竄封隔器的結(jié)構(gòu)與原理

1.1 Y221-114驗竄封隔器的結(jié)構(gòu)

Y221-114驗竄封隔器前部分主要由中間接頭、中間膠筒、錐體帽、錐體、卡瓦牙、摩擦片、扶正體、導向套、導向銷、下接頭構(gòu)成，其作用是實現(xiàn)封隔器的坐封和解封；后部分主要由上接頭、膠筒、上錐體、彈簧、活塞構(gòu)成，其作用是通過打壓，推動活塞壓縮彈簧，使膠筒擴張，實現(xiàn)驗竄。其基本參數(shù)見表1，Y221-114驗竄封隔器結(jié)構(gòu)圖見圖1。

表1 Y221-114驗竄封隔器主要技術(shù)參數(shù)

圖1 Y221-114驗竄封隔器結(jié)構(gòu)原理圖

1.2 工作原理

作業(yè)時，Y221-114驗竄封隔器下到目的位置，坐封：上提管柱、正轉(zhuǎn)5～8圈，緩慢下放，扶正體依靠彈簧的張力使其與套管壁的摩擦力沿導向套的軌跡運動，導向銷沿導向套上槽的上死點滑出，下卡瓦就被下錐體脹開，并卡牢在套管內(nèi)壁上，此時管柱的重量便壓縮膠筒封隔器使之坐封，實現(xiàn)上下層封隔。首先從套管打壓，如果油管不返水，說明層間不竄，如果油管返水，可能的情況是層間竄槽或封隔器膠筒壞或此處套管變形封隔器密封不嚴，這3種情況都有可能。這時可從油管打壓，水力錨錨爪張開，錨定管柱，液體推動封隔器活塞下行，活塞推動上錐體下行使彈簧壓縮膠筒張開，如果這時套管不返水，說明層間不竄，返水則肯定是層間竄槽，這樣就排除了封隔器膠筒壞和套管變形密封不嚴的問題，提高了驗竄的可靠性。解封時，泄掉油壓，彈簧推動活塞上行，膠筒回縮復(fù)位，上提管柱，上錐體上行，上卡瓦從套管壁上收回。中心管上移，導向銷運動到導向套的下死點，下錐體退出下卡瓦，下卡瓦回收，與此同時，中間膠筒也收回解封，管柱即可從井筒取出。

2 驗竄管柱及配套工具

由Y221-114驗竄封隔器構(gòu)成的驗竄管柱主要由水力錨、Y221-114驗竄封隔器、節(jié)流器組成。油管下面依次是水力錨驗竄封隔器上部與油管相連，下部接節(jié)流器。水力錨采用常規(guī)水力錨即可，其工作原理是從油管加壓，錨爪在液壓作用下壓縮彈簧，并被推向套管內(nèi)壁上，從而起到固定管柱的目的。放掉油管壓力，錨爪在彈簧的作用下退回解卡。節(jié)流器主要由上接頭、殼體、閥體、滑套、彈簧、中心管、檔環(huán)、調(diào)節(jié)環(huán)、下接頭組成，該節(jié)流器通過調(diào)節(jié)液壓閥的數(shù)量來調(diào)節(jié)控制活塞的受力面積，從而改變滑套的開啟壓力，將開啟壓力由0．1MPa提高到8MPa，同時可以反復(fù)開啟和關(guān)閉，驗竄施工時，可以驗多層或單層多次動作。

3 Y221-114驗竄封隔器的應(yīng)用

Y221-114驗竄封隔器管柱由上到下依次由油管、水力錨、Y221-114驗竄封隔器、節(jié)流器組成。2012年5月在河南油田江河采油區(qū)雙6-728井中應(yīng)用，按管柱要求連接好工具后，勻速緩慢入井，Y221-114驗竄封隔器到達指定位置后，正轉(zhuǎn)管柱6～8圈，下放管柱，緩慢坐封封隔器，坐封力6～8t，先從套管打壓到10MPa，套壓穩(wěn)不住，壓力5min降到7MPa，油管無溢流，然后從油管打壓到10MPa，套管無溢流，說明層間不竄槽，于是泄壓，上提管柱，取出全部工具，完成驗竄作業(yè)工序。

Y221-114驗竄封隔器先后在河南油田下趙安15井、下5-246井、J4-135井等10多口井上應(yīng)用，這些井全部是老井，其中有些井套管變形嚴重。但通過Y221-114驗竄封隔器的應(yīng)用，全部都準確地判斷出層間竄槽的情況，準確率100%，后期的油水井生產(chǎn)情況也驗證了該次驗竄的可靠性。通過Y221-114驗竄封隔器的應(yīng)用，減少了作業(yè)驗竄工序中誤判的情況，節(jié)省了作業(yè)返工工序，降低了作業(yè)成本。

4 結(jié)論與認識

1）Y221-114驗竄封隔器設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)新穎，密封可靠，驗竄操作簡單，尤其適合在油田開采后期套管變形井和夾薄層井中應(yīng)用。

2）Y221-114驗竄封隔器驗竄工藝與常規(guī)驗竄工藝相比，簡化了管柱，減少了作業(yè)返工工序，創(chuàng)新了油水井驗竄工藝技術(shù)，提高了現(xiàn)場驗竄工藝精度，適合大面積推廣應(yīng)用。

［1］郝超 ．油水井驗竄技術(shù)研究 ［J］．特種油氣藏，2012，19（2）：120～122．

［2］周文學，王琳，何超，等 ．分層注水井封隔器檢測技術(shù)及應(yīng)用 ［J］．國外油田工程，2004，20（4）：36～37．