浅谈封隔器在煤层气试井中的选型和应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈封隔器在煤层气试井中的选型 和应用 【摘 要】封隔器因其结构简单、 坐封、解封操作方便，安全可靠、使用 成本低、易于保养维护等特点在煤层气 试井施工中得到广泛应用。基于煤层气 试井复杂的井内环境，封隔器的选型及 可操作性尤为关键，是煤层气试井成败 的重要前提条件。结合封隔器自身结构 特点，选用更为适合的封隔器类型，为 煤层气试井工作的成功完成提供保障。 中国论文网 /8/view-12932976.htm 【关键词】封隔器；煤层气试井； 自身结构；坐封；选型 0 引言 煤层气试井测试技术是认识煤储 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 层，进行储层评价和生产动态监测的重 要手段。封隔器是煤层气试井技术中的 重要设备，封隔器的选型关系到煤层气 试井工作的成败。通过对比分析现有液 压膨胀和机械压缩两种封隔器自身结构 的特点，选择更为适合的封隔器类型， 确保封隔器坐封良好、可靠、有效。 1 封隔器的类别及作用 封隔器按坐封原理分为液压膨胀 式和机械压缩式两种。封隔器在使用前 均要与管柱连接，连接好后下入预定坐 封位置，封隔器坐封后胶筒的外胶皮与 井壁紧密结合，下部形成一个相对独立 的系统，起到封隔测试层段的作用。 2 封隔器的工作原理 2.1 液压膨胀式封隔器工作原理 液压膨胀式封隔器与管柱连接好 后，下入预定坐封位置，其下端的球座 用不锈钢球封闭，封隔器和管柱形成了 一个封闭的系统，此时由地面高压泵向 管柱加压，压力通过导压孔对凡尔施加 压力，压力达到一定程度后，凡尔克服 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 与芯轴间的摩擦力和弹簧的弹力压缩弹 簧向下移动，凡尔移出凡尔座后，导压 孔和z 筒连通，管柱中的流体在压力 作用下进入胶筒，胶筒开始膨胀，胶筒 内压力达到设计压力时，剪切销钉剪断， 球座打掉，管柱上下连通，在弹簧力及 胶筒内压力作用下，凡尔归位，封隔器 实现坐封。测试完成后，就要进行解封 封隔器操作，直接上提管柱一段距离， 封隔器中心管上移，剪断解封销钉，下 导水槽打开，胶筒内液体溢出，胶筒收 缩封隔器实现解封。 2.2 机械式压缩封隔器工作原理 机械压缩式封隔器下井时，下部 接上尾管或井底为支撑点下入坐封位置， 下接头承压帽通过尾管支撑于井底或直 接支撑井底，再按所需高度下入管柱， 卡瓦和摩擦块总成由短轨道进入长轨道 上死点，锥体推动卡瓦张开，使卡瓦咬 合在套管壁上形成管柱锚定，同时坐封 销钉被上部所施的载荷（管柱重量压力） 而剪断，压缩胶筒，胶筒直径变大，从 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 而封隔密封油套环形空间，实现坐封及 坐锚。测试完成后，进行解封封隔器操 作时，上提管柱带动中心管上行，此时 封隔器其余部分保持不动，卡瓦和摩擦 块总成由长轨道进入短轨道上死点，并 带动锥体上行，使锥体退出卡瓦，胶筒 也自动回弹而解封。 3 封隔器的结构及特点 3.1 液压膨胀式封隔器结构及特 点 液压膨胀式封隔器由接箍、中心 管、上接头、胶筒、浮动接头、坐节和 筛管组成。其特点：（1）适用于各种 深度的井孔；（2）胶筒接触井壁面积 大，长度约 1.2 米；（3）坐封时必须借 助注水泵等辅助设备；（4）封隔器正 常起、下时，无须辅助仪表设备； （5）封隔器下井后，井筒需进行流体 置换（将孔内泥浆替换为清水） 、洗井； （6）封隔器坐封采用井口卡兰盘，无 下部支撑。 机械压缩式封隔器：上接头、液 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 缸、中心管、实心胶筒、隔环、锁定装 置和下接头组成 。其特点：（1）适用 范围 300 米以上深度；（2）特制的橡 胶实心胶筒，每个胶筒长度约 0.1 米， 具有良好的耐高温性能；（3）坐封简 单，上提、下放即可实现，无需注水泵； （4）起、下封隔器时，必须配备拉力 计或指重表；（5）封隔器下井前，井 筒需要进行通井、冲砂、洗井；（6） 封隔器坐封必须有尾管或井底作支撑。 4 封隔器的选型 对比以上两种封隔器结构特点， 可以发现：液压膨胀封隔器有着适用范 围广，不受孔深限制，胶筒接触井壁面 积大，下部无需支撑等优势。故确定本 次煤层气测试工作中封隔器选用液压膨 胀式封隔器。 5 应用效果 2017 年 8 月-9 月期间，用液压 膨胀封隔器进行了 2 口井（副 ZK702 孔和副 1205 孔）的煤层气井测试，施 工合格率达 100%，证明液压膨胀封隔 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 器性能可靠并且使用寿命长，工艺操作 较为简单，原始数据采取准确。其中副 ZK702 为裸眼井，目的煤层深度为 979.43981.54m，封隔器坐封深度为 970975m，施工过程中坐封压力大于 14MPa，封隔器坐封良好、可靠。对该 目的煤层进行注入/压降测试，地面最高 注入压力为 7.0MPa，注入活性淡水 0.0825m3，累计注入时间 10h，关井恢 复时间为 20h，电子压力计记录了完整 的压力随时间变化的压力数据（见图 1） ， 进一步处理后的注入/压降恢复阶段压力 曲线拟合 图（图 2） 。由分析图可见，实测 与压力历史拟合基本一致，说明分析所 选模型正确，处理参数符合煤层实际情 况。注入/压降解释结果： Pi=9.84MPa， K=0.0124md，S=- 1.52，M=3.40，Ri=7.56m，T=37。 6 结论 为保障试井的安全性和可操作性， 对于水文地质及工程地质条件比较复杂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的井内环境，井筒内安全系数较低的情 况，应