Y241高温高压封隔器（发布）

温高压封隔器 在大斜度压裂井上的应用 编写 ： 袁明叶 万登峰 审核：孙红兵 审批：石军 采油四厂工艺研究所 二 0 0 八年 九 月 1 一、 文南油田 卡封压裂现状 文南油田 属于 异常高压、高温、高气油比、低渗、高饱和的复杂断块油气藏 ， 油藏埋藏深度 一般在 3000间 ，最深达到了 4000m。 由于油田开发难度大，长期以来， 压裂措施 在油田上产过程中 一直 占有十分重要的地位 。 随着油田开发的不断深入， 井下技术状况越来越复杂，多层合采井越来越多， 使得卡封压裂井的比重越来越大。 统计 2006 年 7 月份，文南油田共实施老井压裂 54 口，其中卡封压裂 35 口 ，卡封率高达 经过长期摸索，文南油田 卡封 压裂井 卡封工具 基本定型为 压裂封隔器 ，该工具具有耐高温、高压，可重复座封，性能稳定等特点。 二、 大斜度井卡封压裂 面临的技术难 题 目前，油田老区钻井主要以更新井、剩余油挖潜井为主，这类井大部分为 定向井 ， 井斜角度 一般在 30 度以上， 最高接近 60 度。随着井斜角的增大，给卡封压裂井 的卡封施工 带来了较大的施工难度。主要表现在以下方面： 1、常用的 裂封隔器 在大斜度井 适应性差 无法保证顺利 下井 如果 井斜超过 35 ，封隔器一端紧帖套管壁，在锚体、支撑卡瓦的作用下，极有可能中途坐封和遇阻。 无法保证 正常座封 常规直井卡封压裂用 封隔器采用上提、旋转、下放方式座封，由于受井斜的影响，旋转扭矩很难传递到封隔器上，不能正常换轨道座封，座封困难或难以座封。 2 封隔器坐封后密封 性能无法保证 封隔器在大斜度井的拐点附近坐封，封隔器一端紧帖套管壁，封隔器坐封后，胶筒胀开后直径变大，但有一定限度，这样就造成封隔器另一端密封差。 由于封隔器存在螺旋弯曲效应，一部分座封力分解到一侧的套 管壁上，座封载荷不能完全作用在封隔器的胶筒上，导致胶筒不能完全张开，座封后有效密封压差低，不能满足压裂施工的需要。 2、 常规液压座封封隔器无法满足压裂施工要求 对于大斜度井卡封压裂，与 隔器相比，液压座封 型封隔器具有更优越的座封性能，但由于文南油田的卡封压裂井具有卡点深（最高可达到 3900m）、井口施工压力高（最高可达 地层温度高（最高超过 130 度）等特点， 经过优选，目前文南油田在用 液压座封封隔器无法满足 压裂施工 要求。 针对上述情况，我们开发了 温 高压压裂封隔器。 三、 隔器的 结构特点和工作原理 1、 结构 水力锚总成 锚体采用高强度不锈钢制造，锚爪咬合面在 件 下镶嵌硬质合金牙 ,锚爪复位弹簧采用高弹力不锈钢弹簧，使其具有高强度，与套管锚定可靠，在井下长期工作不会出现因复位弹簧失效或锚爪与锚体密封配合面之间锈死导致水力锚爪不回位，而产生封隔器管柱卡阻事故。 胶筒 胶筒材料为改性氟橡胶 72 小时硫化、特殊的胶结工艺制作而成（改变 3 传统的胶结方式同样的材料性能指标能提高 30，具有耐高温、耐腐蚀、抗高压差的特点，长期座封压胀后，解封后 恢复原状性能好。 卡瓦总成 在设计上用 T 型槽导向限位伸缩滑动六卡瓦结构，工作灵活可靠，卡瓦咬合面在 件下镶嵌硬质合金牙，使卡瓦可 以轻易抓咬住任何钢级的套管而合金牙不受任何损坏，不会出现因卡瓦与套管咬合不牢靠使封隔器座封困难或中途解封。 列高温高压封隔器科学设计的先进之处，以及生产加工工艺上的严格控制，使其具有良好的使用性能。 2、工作原理 隔器为单向卡瓦支撑，将该工具下至设计深度后，向油管内注入液体，当压力达到 15，座封活塞推动卡瓦坐压缩胶筒迫使胶筒径向扩张 ，从而密封油套环形空间同时卡瓦咬合在套管壁上。由于该工具有单向锁紧装置，因而泄压后封隔器不会自行解封，上提管柱封隔器解封。 隔器结构图 4 四、 隔器的 性能特征 1、座封方式 该封隔器 采用液压方式座封。 2、适用范围 主要用于 斜井或定向斜井的压裂、酸化等高温高压措施。 3、 主要参数如下 工具型号 241241241用套管外径 (27 适用套管壁厚 (全部 具最大外径 (148 114 110 100 工作压力 (40/75 工作耐温 ( ) 150 推荐座封压力 (15 眼 内 径 (62 55 55 40 4、 对作业施工的要求 下封前通井，要求通至卡封井段以下 10井规尺寸最小要求为： 152 116 114 104 下套管刮削器，在卡点上下 10 米反复刮削。 下卡封管柱，检查下井封隔器，确认其型号无误，按施工设计管柱图进行连接下井。在工具下井全部过程中尽量防止管柱猛提猛放，防止在下井过程中工具损坏，使胶筒失效。 如封隔器卡点深度精确定位，需采用电测校深，依据电测解释结果调整井下封隔器深度。 5 洗井、活性水替满井筒。 封隔器座封：打压座封。 施工后解封，在井内卡封管柱油套压平衡，上提管柱解封。 起出封隔器管柱。在起管柱过程中应酬打好背钳，防止工具脱落。 五、 现场应用 情况 截止到 2008 年 8 月份，我厂已推广应用 8 口井，成功率达到了 100%。累计增油 3256 吨，累计增气 方，创效 元。按每口井投入 60 万元计算，投入产出比为 1： 典型井例分析： 1、选井情况 该封隔器 2007年 首先在 79井 地质要求填砂 3345m，卡封 3300m，压裂 4，井段 经查 卡封段 最大 井斜 采用常规 隔器无法 顺利 实现 座封， 在此情况下我们试验 选用 隔器 卡封压裂 。 2、方案设计 为了确保该井卡 封压裂施工的顺利进行，对该井的小修方案进行了精心研究，并制定施工步骤如下： 放压达到上修条件，起出目前井下管柱及附件，仔细检查记录发现问题。（起管柱装压力等级为 21 下 114井规通至目前人工井底，通井规上接 2 根 89大油管，限速匀速下钻 20 89 加厚油管， 校深短接 3276m 反循环阀及安全接头 隔器 3296 1m 89叭口 3297m 砂面 ： 3342m+3m 灰面： 工井底 3419m 6 根 /h，在卡点 3280近反复通 3 次以上。起下管过程中装压力等级为 21防喷器。 填砂：下 89叭口 + 73油管填砂于 3342m+3m，关井沉砂 12 小时， 硬探砂面合格后起出填砂管柱检查（起 下管柱装压力等级为21防喷器）。 换 1000 型井口，装 压力等级为 35防喷器，按要求试压 35测算油补距。 井口装压力等级为 35防喷器，按 上 图要求下入压裂管柱。所下油管逐根过规，丝扣合格，连接前涂密封脂，保证管柱密封合格，油管丝扣连接扣余量及下油管速度按照技术要求进行，且下钻平稳，如遇阻通知现场施工监督采取措施。上扣时打好背钳，防止封隔器中途座封。磁定位校封合格，要求封隔器避开套管接箍。活性水洗井合格后打压座封、验封合格。 座 1000 型井口，并用钢丝绳地锚呈十字形加固 井口，连接放喷硬管线并用地锚固定。 严格按 压裂施工设计 进行施工 。 3、现场施工 现场施工过程中，由技术人员 24 小时紧盯现场，保证作业队严格按规范进行施工。 该井于 2007 年 10 月 7 日座封、验封 一次 合格， 10 月 9 日成功实施压裂。 破裂压力 停泵压力 液量 ， ， 砂比 4、效果分析 79于 2007 年 10 月 17 日转抽， 措施前日产液 ，日产油 7 ，日产气 415 方，措施 初期 日产液 36 吨，日产油 ，日产气1701 方， 日增液 ，日产油 ，日 增 气 1286 方。截至 2008 年 6月底，累增油 ，累增气 ，折合油气当量 。按油价 3000 元 /吨计算，产值为 元，该井投入 60 万元，创效 入产出比为 1： 79 2007 年压裂施工参数 施工日期 压裂层位 井段 厚度 /层数 破裂压力 停泵压力 加砂量 平均砂比 用液量 一般排量 2 下 4 n 9压裂效果表 截止日期： 施日期 压裂日期 压 裂 前 产 状 压裂初期产状 措施效果 工作制度 日产液产油(t) 日产气作制度 日产液 产油 (t) 日产气 增液 (t