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提高封隔器验封成功率的探讨

作者:陈强 赵海龙 王燕

陈强 赵海龙 王燕(胜利油田分公司河口采油厂)

目前在河口采油厂使用封隔器进行施工作业时,由于各种原因没有根据井况(包括井深、井斜、井温、井内液体性质等)合理选择封隔器,再加上现场施工工艺有些方法不当,造成验封失败的情况有时出现,验封成功率只有90%左右,不但延长了施工作业周期,而且打乱了全局运行计划,给作业施工带来很大的影响,因此必须提高验封一次成功率。为提高验封成功率,必须首先清楚造成验封失败的原因,主要有两方面,一是封隔器选型失误,二是现场施工工艺方法也存在一定问题。下面对上述情况进行仔细分析,以便找出解决问题的方法。

一、由于封隔器选型失误造成验封失败的原因

目前在河口采油厂施工作业中最常用的封隔器有两种,一种是Y211型,一种为Y221型。

Y211型封隔器为压缩式单向卡瓦支撑提放管柱坐封和提放管柱解封的封隔器,其结构主要有上下接头、调节环O型圈、胶筒、隔环、中心管、锥体、上压帽、定位套、下压帽、滑动销钉、连接套、锁紧螺母、扶正体、弹簧、扶正块、保护环等组成。在封隔器下井时,轨道销钉保持在短轨道内,当下至设计位置时,上提油管一定高度,轨道销钉处于短轨道下死点,正转管柱,当中心管转动45°时,轨道销钉借助摩擦块总成与套管的摩擦力,轨道销钉与限位销钉都各自进入长轨道。这时下放管柱,靠摩擦块总成的摩擦力托住卡瓦,锥体下移撑开卡瓦,使卡瓦卡在套管内壁上。继续下放管柱,压缩胶筒,密封油套环行空间。解封时,上提管柱,中心管上移,胶筒、锥体恢复原位,卡瓦收回。

Y221型封隔器为压缩式单向卡瓦支撑转管柱坐封上提解封封隔器,其结构主要由密封、轨道换向和卡瓦总成三部分组成,包括上部接头、防松销钉、调节环、胶皮筒、垫片、中心管、锥体帽、锥体、卡瓦、卡瓦托、连接环、直接套、槽体、摩擦块、弹簧、托环、摩擦弹簧、轨道销钉、下部接头。

从两种封隔器的结构、性能可以看出,Y211型封隔器适用于井斜较小的深井作业施工,Y221型封隔器适用于直井施工。如果在斜井作业时使用Y221型封隔器时,都将在很大程度上导致验封失败。

二、由于现场施工工艺方法不当造成验封失败的原因

现场工艺施工造成验封失败的情况主要表现在两个方面,一是封隔器不坐封,二是封隔器虽然坐封、但是不密封,出现渗漏。

1.封隔器坐封失败的原因

(1)在下封隔器之前没有进行刮削套管和洗井作业,坐封位置套管内壁有赃物(蜡、油脂、水泥块等),封隔器卡瓦不能卡在套管内壁上。

(2)在下封隔器之前没有进行通井等检验套管是否完好作业,坐封位置套管已经损坏或变形,封隔器根本无法在此处坐封。

(3)封隔器只在套管接箍处坐封,造成井口不能密封。

(4)封隔器在下井前没有进行质量检查,封隔器质量存在一定问题。

2.封隔器密封失败的原因

(1)封隔器胶筒质量差,不能满足规定要求。

(2)下井过程中胶筒被损坏,由于下管柱速度太快,导致胶筒被刮坏。

(3)下封隔器前未进行刮削套管作业,套管内壁有赃物,导致密封不严或被套管内壁赃物刮坏。

(4)封隔器胶筒耐高温性能差,在深井使用时,由于井底温度过高,胶筒被损坏。

三、解决封隔器选型失误问题

在施工作业设计时应对施工井进行认真分析,根据井斜、井深、井温、井内液体性质、压力合理选择封隔器。

当井斜较小时,应选择Y211型封隔器;当直井时,应选择Y221型封隔器;当井温超过80℃,应优先选用Y211型封隔器;当井深低于2800M时,可以使用Y221型封隔器;当井深超过3000M时,宜使用Y211型封隔器;当压裂预测压力较高时应选用Y211型封隔器。

四、解决现场施工工艺问题

1.对坐封井段进行刮削套管,并彻底洗井。封隔器不坐封的另一种原因是因为坐封井段的套管内壁不干净,造成卡瓦不能锚定在套管上,针对这种情况,在下封隔器前要经行刮削套管施工,在坐封位置来回刮削三次以上,并用洗井液彻底洗井,保证套管内壁干净。

2.用油管短节进行调整。使用Y211型封隔器坐封时会遇到封隔器卡瓦牙在套管接箍处坐封,这时需要用油管短节经行调整,既能保证坐封载荷,又能实现井口密封。

3.适当改变坐封位置。有时因为坐封位置的套管有所变形及损坏无法坐封,这时可通过适当改变坐封位置来实现坐封。

4.对封隔器质量进行地面检查。在封隔器下井前对其质量进行检查,检查各部件的质量和连接是否符合设计要求,观察卡瓦是否合格,然后用手来回活动坐封部位,检查扶正块是否在轨道中运动灵活,换向是否灵活可靠。

5.控制封隔器下井速度,在下封隔器时控制下放速度,不能猛提猛放,操作要平稳,防止胶筒在下井过程中被损坏,根据现场经验以30-40根/h的下入速度合适。在复合套管井下封隔器时,当封隔器通过悬挂器位置时,一定要慢速下放,防止刮坏胶筒。

6.精确计算坐封位置,尽量避开套管接箍处。

五、结论

在近期作业施工中,由于解决了现场施工工艺和封隔器选型问题,验封成功率由原来的90%提高到97%,使作业施工能按计划顺利进行。

 

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