薄夾層封堵器的研制與應(yīng)用

張佩然+馬衛(wèi)立

摘要：封堵（打水泥塞）是油水井常規(guī)處理措施之一，目前采取的封堵（打水泥塞）時(shí)采用筆尖或光油管，但是對(duì)于薄夾層由于砂蓋油層比較少，封堵時(shí)水泥漿的沖力較大，將沖開(kāi)油層以上的砂子，使水泥漿進(jìn)入油層造成油層污染，本文將講述通過(guò)計(jì)算、研制一種薄夾層封堵器，解決薄夾層封堵油層污染問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：封堵器 結(jié)構(gòu) 施工原理 薄夾層 應(yīng)用及效果

0引言

勝利油田的油水井深度一般在1000-4000米之間，在這個(gè)垂直區(qū)間內(nèi)，存在不同的地層，也就是說(shuō)一個(gè)生產(chǎn)井可以生產(chǎn)深度不同的各個(gè)層段，有的油水井只有一個(gè)層段，有的油水井有幾個(gè)甚至數(shù)十個(gè)層段，每個(gè)層段的深度、厚度、壓力、滲透率、油氣含量等參數(shù)各不相同，因此在油水井生產(chǎn)過(guò)程中這一段時(shí)期生產(chǎn)這幾個(gè)層段，生產(chǎn)一段時(shí)間后，由于地層能量、含水或開(kāi)發(fā)方案的調(diào)整等因素要不需要再生產(chǎn)這幾個(gè)層段后，需要生產(chǎn)另幾個(gè)層段，不生產(chǎn)的層段需要用水泥或其它堵劑進(jìn)行封堵。

1目前現(xiàn)狀

現(xiàn)在油田封堵、打水泥塞井，施工步驟一般是這樣的，先在底部填砂，然后下封堵管柱底部帶筆尖或鋸齒接箍至砂面以上1-2m進(jìn)行封堵（打水泥塞）施工。

如圖1所示，油水井的生產(chǎn)層段較多，下面的層段不需要生產(chǎn)，需要生產(chǎn)上面的層段，采取的措施是先把下面的層段填砂蓋住，再在砂面上打一個(gè)水泥塞，形成一個(gè)塞面作為油井的臨時(shí)人工井底，根據(jù)生產(chǎn)方案的需要，再生產(chǎn)下面層段時(shí)，再把水泥塞鉆掉，將覆蓋下面層段的砂子沖出到地面，露出下面層段即可正常生產(chǎn)，如果下面層段未被砂面蓋住，如圖2封堵施工時(shí)水泥漿侵入下面的層段，使下面層段遭到污染，需要生產(chǎn)時(shí)將無(wú)法生產(chǎn)，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。由于筆尖或鋸齒接箍離砂面較近，在循環(huán)洗井、替灰漿過(guò)程中產(chǎn)生的沖力較大，會(huì)將底部砂子沖起一定的高度。

以清水為例，通過(guò)計(jì)算可以算出井筒內(nèi)油套環(huán)空的流速和沖擊力，排量在400-500L/min時(shí)會(huì)沖起下面的砂子大約在10m左右，再進(jìn)行封堵（打水泥塞）時(shí)，水泥或堵劑將會(huì)和沖起的砂子混在一起，形成混泥土結(jié)構(gòu)，在高壓下（封堵施工打壓一般在20MPa左右），凝固后在狹小的井筒內(nèi)異常堅(jiān)固，特別是在側(cè)鉆小套管井內(nèi)，為下部鉆賽時(shí)造成非常大的困難，甚至2-3天無(wú)進(jìn)尺。

從圖2可以看出，如果兩個(gè)層段之間距離較近，需要打水泥塞隔離時(shí)，下面層段上蓋得砂子較少，打水泥塞時(shí)，油管內(nèi)的高速液體到砂面時(shí)對(duì)砂面產(chǎn)生沖擊力，將砂面沖起，露出砂蓋的下面層段，再打水泥塞時(shí)，水泥漿將進(jìn)入下面的油層，使下面的油層遭到污染，失去開(kāi)采的價(jià)值，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

2研制過(guò)程、結(jié)構(gòu)原理

為了解決以上問(wèn)題，研制了一種薄夾層封堵器，如圖3所示：封堵器的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，主體有一根73mm×1m的短節(jié)組成，短節(jié)底部焊接一個(gè)盲堵，將底部封閉，短節(jié)側(cè)面離底部15cm的地方加工兩道寬5cm，長(zhǎng)15cm的出液孔，短節(jié)上部為73mm油管接箍。

結(jié)合圖4講述具體的施工原理是：填砂砂面合格后，將封堵器連接在封堵（打水泥塞）管柱底部，下至砂面以上1-2m，正循環(huán)洗井后封堵（打水泥塞）時(shí)，油管內(nèi)的高速修井液、水泥漿或堵劑到達(dá)封堵器底部時(shí)被盲堵阻擋后從側(cè)面出液孔流出上返，不再?zèng)_擊底部砂面，砂子不再上返，水泥面、砂面界限清晰，凝固鉆塞快捷方便，提高了時(shí)效。

本創(chuàng)新成果雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是解決了一個(gè)薄夾層打塞的難題，上下兩個(gè)油層之間距離較短，下面油層需要暫時(shí)封閉，填砂蓋住油層的砂面受距離限制可能只有1-2m時(shí)，常規(guī)封堵打塞施工將會(huì)沖起砂面，水泥漿會(huì)污染下面的油層，造成下面的油層滲透率降低或報(bào)廢，采用封堵器之后，砂面深度不再變化，從而達(dá)到成功隔離下部油層，封堵上部油層的目的。

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

我廠油水井接近2200口，每口井都有一個(gè)至十幾個(gè)油水層，在油水井的生產(chǎn)中后期，由于資源枯竭等因素的影響，開(kāi)采方案調(diào)整頻繁，兩夾層之間距離在10-30m的井有1200余口，這些井的填砂、打塞封堵以前都采用常規(guī)的封堵方式，幾年之后，上面的油水層資源枯竭之后，需要開(kāi)采下面的油水層時(shí)，發(fā)現(xiàn)有所屏蔽的油水層已進(jìn)入水泥漿造成污染，必須采取重新射孔、酸化等措施進(jìn)行恢復(fù)，每次重新射孔的費(fèi)用在幾十萬(wàn)元以上，酸化解堵的費(fèi)用也在數(shù)十萬(wàn)元，重新治理后的油水層的滲透率等參數(shù)也恢復(fù)不到原先的水平，造成了極大經(jīng)濟(jì)損失。

現(xiàn)在采用封堵器施工薄夾層井有33口井，因方案調(diào)整，鉆塞、沖砂施工了7口井，7口井的油水層均未收到任何污染，生產(chǎn)指標(biāo)達(dá)到了封堵前的水平，取得了良好的效果，目前薄夾層封堵器在我廠得到了廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

1.《井下作業(yè)》 孫樹(shù)強(qiáng) 主編 2006年石油工業(yè)出版社

2.《井下作業(yè)工》 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心編 2004年石油工業(yè)出版社endprint