机械卡堵水

机械找堵水一体化管柱技术 在文南油田的应用 杨玉峰 孙红兵 吕清林 万玲霞 （中原油田分公司，河南濮阳 457176） 摘要 介绍了机械找堵水一体化管柱的管柱结构、工作原理、技术特点及应用情况。该项技术主要是用封隔器将各产层分隔开，对应各产层位置下入一个找堵水开关；通过液压调整各产层开关的工作状态，对各目的层进行生产，通过地层正常生产时产出液的情况来判断各层含水情况，确定高含水层，并能关闭换层生产，达到不动管柱完成找堵水的目的。 关键词 找堵水一体化 结构 原理 特点 应用 作者简介 杨玉峰， 1971 年生。 1990 年毕业于中原石油学校，现为采油四厂采油技术研究所分层室助理工程师。 1 概述 文南油田随着开发的不断深入，油井含水逐年上升，层间矛盾日益突出。为达到稳油控水的目的，必须实施各类找堵水措施。经过多年的研究与探索，目前堵水工艺日益成熟，基本上能满足地质要求，但找水工艺却相对滞后，仍一直延用井温测试、 C/O 等方法进行找水。由于油井射开井段长、层间差异大，地层情况复杂，单纯依靠测井温或短时间测加压曲线无法准确描述地层出水情况，致使堵水措施有效率降低，造成极大浪费 。统计 2001 年 1底，共实施化学堵水 57 井次，措施增油只有 38 井次，仅占总施工井数的 任何找堵水方式的准确与否都要通过堵水后对生产层抽吸后的产状来验证；而机械卡堵水一体化管柱正是直接采用分层抽吸的方法对各目的层进行生产，通过地层正常生产时产出液的情况来判断各层含水情况；这是一种既简单、直观、经济又准确的找堵水方法，且能为地质上提供各生产层的准确资料，从而为制定大型措施提供可靠的依据，避免更大的无效投入，能较好的解决现场实际问题。 2 工艺原理 管柱结构 该管柱主要由卡瓦封隔器 、 隔器和找堵水开关组成。用 隔器将各产层分隔开，对应各产层位置下入一个找堵水开关，全部管柱用普通卡瓦封隔器锚定。通过液压调整各产层开关的工作状态，对各目的层进行生产。观察地层正常生产时产出液的情况来判断各层含水情况，确定高含水层，关闭该层找堵水开关，达到不动管柱完成找堵水的目的。管柱结构详见附图。 找堵水开关结构 找堵水开关是机械找堵水一体化管柱中最为关键的工具。为达到不动管柱完成找水、堵水、生产的目的，该找堵水开关采用液压控制方式，主要由换向控制部分 、液流控制部分及球座部分组成。 找堵水开关主要技术参数： 钢体长度： 790大外径： 114小内径： 48换压力： 10制状态：开 关 该找堵水开关具有两种控制状态，即“开 关”，并可往复操作。当中心管内压力达到 10开关状态发生变化，即由原来的开启（或关闭）状态变为关闭（或开启）状态。该开关适用于两层多次调层的情况。 图 1 开关器结构示意图 常规 隔器结构（略）。 工作原理 用两个封隔器将两套生产层分隔开，每套生产层对应位置各下一个找堵水开关，全部管柱由卡瓦封隔器锚定。两个找堵水开关在下井前分别调成打开和关闭状态，分别对准生产层和封堵层安装，通过套管打压实现状态互换（见开关器图）。开关器动作时只需套管打压，液体通过专用筛管进入中心管 5，压力作用于开关器的活塞 3 上，使活塞受力，克服弹簧力向上运动，使销子 4 进入活塞 3 的高滑动槽与低滑动槽，使之与地层连通 或关闭。下井后假如 1 号层对应的开关是打开的， 2 号层对应的开关是关闭的，通过 抽汲、取样对 1 号层的产能进行了解。如果想知道 2 号层的产状，只需从套管打压 10个开关状态发生互换， 2 号层对应的开关打开， 1 号层对应的开关关闭，这时就能对 2 号层的产液、含水情况进行了解。通过对比两层分别生产时的产液量、产油量来决定堵采方案。如果认为1 号层更具有开采价值，同样还可以从套管打压完成两个开关状态的互换再生产 1 号层，最终达到下一趟管柱，完成找水、堵水的目的。 技术指标 (1)可满足任意一层的生产或关闭。 (2)封隔器耐温 130，耐压差 35 (3)开关调层压力 10 (4)适用套管内径： 5 1/2套管。 (5)下井深度： 3000m。 3 技术特点及主要用途 技术特点 (1)机械找堵水一体化工艺管柱将找水、堵水、生产于一体，一次下入管柱后可不动管柱就能完成上、下生产层位的转换； (2)找堵水开关采用液压控制方式，可往复操作，不受换向次数的限制； (3)同一压力下实现开关的工作状态转换； (4)找堵水准确、可靠，节约大量成本，大大减少了作业费用和占产天数； (5)该工艺能为地质上提供各生产层的准确资料，从而为制定大型措施提供可靠的 依据，避免更大的无效投入。 (6)整体管柱设计先进、合理，工艺原理有新的突破，施工操作简单、灵活方便。 主要用途 (1)用于动态分析两层之间主力出水层难以判断的油井堵水，认识储层连通性。 (2)用于验证同一油井层间干扰、高压层向低压层倒灌。 (3)用于高含水层分别单采验证，认识水淹程度。 (4)用于打水泥塞、化学堵水等直接堵死措施前的动态验证。 4 应用情况 施工要求 下管柱前要对油层以上套管进行验套； (1)下管柱前要进行刮蜡、通井和洗井； (2)配管柱时，封隔器、开关 的连接螺纹必须缠密封带； (3)管柱下井过程中，要求操作平稳，下放速度不得超过30 根 /小时，严禁猛提猛放； (4)封隔器下井深度以密封件上端面为基准。 施工步骤 (1)下管柱前要对油层以上套管进行验套； (2)进行刮蜡、通井和洗井； (3)将施工管柱按设计要求下至设计井深，配管柱时，封隔器、开关的连接螺纹必须缠密封带； (4)泵管试压合格； (5)根据卡瓦封隔器的要求座封卡瓦式封隔器，确定好座封压力和需上提高度； (6)下杆完井，求产、取样、确定高含水层。 实施效果 截止 12 月中旬，共应 用找堵水一体化管柱实施找堵水 4井次，工艺成功率 100%；有 1 口井实施打压调层 1 井次，日产液量发生了较大的变化（换层后平均日产液变化幅度 25%）。施工的 4 井次全部见到了增油降水效果，累计增油 277t，降水 1181 在见到较好增产效果的同时，通过有针对性地选井并取得直观可靠的资料，为地质技术人员深化对油藏、储层连通性、层间干扰、多层出水等方面的认识提供了第一手资料，为后续措施方案的制定提供了决策依据。 在实施找堵水一体化管柱工艺的过程中，选井上有目的的选择动态分析两层之间主力出水层难以判别的井来实施 ，通过上下换层抽汲进一步确定层间出水情况，认识储层的连通性。如 ，该井是 的一口高含水油井，卡封前合采 2 1 79m/42 层。 2 1产掖量、油量、含水 d、 0.7 t/d 、 98%。地质方案认为 2方案要求封 23 上 1们在总结该井以往挤堵的经验后，提出质疑。协商后决定先卡封验证，如要用常规机械卡堵管柱判断哪层是水淹层必须进行两次作业才能实现目的，选用找堵水一体化工艺一次 作业就能达到目的。 2001 年 10 月 24 日在该井下入找堵水一体化管柱，先实施封上采下，即封 29层，采 13 层。开抽生产后初期日产掖量、油量、含水 35.6 t/d、 d、 96% ，正常生产 30 天后，产量为 d、 d 、 99%，确认为高含水层。 12 月 14 打压调层，即封下采上，开抽后日产掖量、油量、含水 44.5 t/d、 d、 99%，日产液量由调层前的 34.1 ，含水居高不下，证实了该井已多层水淹，换层生产为正确认识储层连通状况提供了第一手资料。 井是 的一口高含水油井，卡封前合采 10 层。 1 5产掖量、油量、含水 d、 d、 85%。于 2001 年 9 月 2 日在该井下入找堵水一体化管柱，实施封上采下，即封 17 层，采 53层。下泵生产后初期 日产掖量、油量、含水 d、 d、70%。目前该井已累计增油 240t，见到了良好的效果。 5 存在问题 井筒问题 (1)随着井况的恶化，套管内壁腐蚀情况日益严重，出现了麻点、凹槽、孔洞等；同时，因挤封、化堵、打水泥塞等措施的增多，钻塞后套管内壁上残留有水泥环，均可导致封隔器密封不严或座封失败，施工有一定困难。 (2)因固井质量差，或多次措施后使固井水泥环松裂形成管外窜，造成卡封无效。 (3)由于文南油田系多油层开发，层系划分粗、油层厚度大，层间矛盾突出、出水层位复杂，而目前使用的 机械找堵水一体化管柱受开关状态限制，只能两段找水，不能满足需求。 地质因素 (1)地层本身已水淹、多层出水，导致工艺成功但增油效果不佳。 (2)目前地质上划分层系范围偏大，导致找水结果不够具体。望以后在夹层许可的情况下（大于 3m），尽量细分层，真正找准出水层。 6 结论及建议 (1)应用机械找堵水一体化找堵水管柱技术，可有针对性的对某些区块进行倒灌层