影响隔离封隔器坐封深度的因素与确定方法探讨.docx

1、设计与装备影响隔离封隔器坐封深度的因素与确定方法探讨江华(中海石油(中国)有限公司深圳分公司深水工程技术中心，广东深圳518000)摘要海上油气田完芥普遍采用分采完芥管柱.用于分隔的顶部到隔器和阳离肖的隔器坐封位置作常关键.尤其对于层间即牧小隔肉封隔器坐封位置要求卜分苛刻的情况下.坐封位览将直接彩响分层开采工艺的成败.不同的昔柱结构设计其管柱的力学模型以及在不同I：况下的受力情况li不一样的.必须进行针时性的分析，本文结合神优化的分采完并管柱结构并对封器坐拊深度影响因泰及管柱受力状态进行分析,探讨封碉器坐抑深度的确定方法和计算方法.经过在惠州25-8油田的某口并现场应用.阳商拘隔器仃效地封阳了

2、2米的溥火层，效果“常理想.为今后类似井的作业提供借零.关键词防砂管柱：隔离封隔器：坐甜深度：伸缩计凭中图分类切TQ文就标识码AIOO7-1865(2OI8)11-O2I9-O2ADiscussionabouttheFactorsofAffectingtheIsolationPacker*sSettingDepthandItsDeterminationMethodJiangHua(DeepwaterWellEngineering&OperatingCenter,CNOOCChinaLtd.Shenzhen.Shenzhen518000.China)Abstract:Selectiveminin

3、gcompletionstringarcgenerallyusedinoffshoreoilandgasfieldcompletions.Thesettingpositionofthetoppackerandisolationpackerisverycritical,especiallyfortheconditionoftinyinterlayerdistanceandthestrictrequirementsabouttheisolationpackerssettingposition.Thesettingpositionwilldirectlyafleetthesuccessorfailu

4、reoftheselectiveminingprocess,themechanicalmodelofthepipe-stringdesignedbydiflerentstringstructurewillsutlerdifferentforcesunderdiftcrentworkingconditions,sowemustgoonthetargetedanalysis.Inthispaper,anoptimizedseleciivcminingcompletionstringisadoptedtoanalyzethefactorsafleetingthepackerssettingdepth

5、andlhestresssituationofthestring,wealsodisscussthedetenninationmethodandcalculationmethodofthepackerssettingdepthinthispaper.ArterbeingappliedinawelloftheHui/hou25-8field,theisolationpackercflcctivclysealeda2mthininterbedandtheresultwasverysatisfied,itprovidesareferenceforthecompletionsofsimilarwell

6、sinthefuture.Ke)words:Sandcontrolstring:Isolationpacker;Packerssettingdepth：Expansionandcompression：calculation1前言海上油气田套管内分层防砂完井管柱通常分为两层.外层管柱用隔离封隔器将油层分隔成若干段，内层管柱用隔离密封与隔离封隔器的密封筒配合实施封隔.根据油藏开采需要.通过钢丝作业开关滑套来实现分采.套管内分采完井艺要有：刮管洗井、TCP射孔、再次刮管、卜沉砂桥塞、组合分采外管柱、下钻送入、打压坐封、卜分采内管柱等主要工序。外层管柱结构为(自上而K)：顶部封隔器+盲管+筛管+隔离封

7、隔器+筛管+隔离封隔器+.+筛管+插入锚定密封(与沉砂桥塞配合).而实际作业时，可根据具体情况或将管柱进行优化，可不下沉砂桥塞.将原来下部的插入锚定密封改为例堵：内层管柱结构为：插入锁紧密封装暨+油管+滑食+油管+隔离密封+油管+滑套+.+油管+隔离密封+油管+工作筒+带孔管+NO.GO工作筒+油管+斜口引鞋止礼如图|所示。用于坐封的服务管柱结构为：钻杆+顶部封隔器坐封匚具+冲洗管+隔肉同隔器坐封I：具。该管柱结构外管柱与服务管柱河实现一超钻同时送入，在坐封完顶部封隔器后.宜接上提一定距离逐个对隔离封隔器进行坐封并豹封.2坐封深度的影响因素与确定方法针对图1所示的管柱结构.因为下部优化掉r沉砂

8、桥塞，顶部封隔器以下的整个防砂管柱为自由状态.F面JI体分析该管柱在不同工况卜的受力情况、长度变化计算方法及影响隔离封隔器坐封深度的其他因素，并探讨种隔离封隔器坐封深度的确定方法.A. 影响封隔器坐封深度主要因素(1) 射孔校深误本由于钻具的累il下入深度与测井标准深度GR和CCL存在长度误箜.如果不进行校深必然会影响完井管柱的下入深度.现场分采外管柱的送入钻具般与TCP射孔管柱组合样.通过校深TCP射孔钻具.可以消除误差使送入钻具的长度更精确，(2) 温度效应温度效应产生的基本条件是完井管柱的平均温度发生改变而引起长度或受力的变化.与压力变化无关.油，井的温度比地面高.因此完井管柱从地面卜入

9、井内后会因温度升商而产生热膨胀力而产生伸长效应。(3) 戒力效应、膨胀效应和活塞效应完井管柱在卜.入、坐封和生产过程中，任不同I：况下的完井管柱不外乎受三种类型的力：轴向力、外挤压力和内压力.外挤压力和内压力均可以通过膨胀效应或活塞效应折算成轴向力从而影响管柱长度的变化。B. 确定方法(1)管柱受力情况分析及长度伸缩计尊方法a.外层管柱下放至设计位置之后.顶部封隔器坐封前这种工况下.主要有重力效应和温度效应引起的管柱伸长.完井管柱因抽向力引起的伸长H算见公式1温度效应引起的管柱伸长计算见公式2。12xFx公式I收耦日期2018-05-28(作苗简介】江华(I986-).男.荆州人，九:学社社员

10、.中级职称匚程师中国地质大学在读MBA研究生.2008年毕业FK江大学石油工程匕业.现任中海石油(中国)有限公司深圳分公司深水工程技术中心完井测试总监.主鉴从事完井测试作业工作.式中：AL,-伸长或缩短BhinF一轴向拉力，lbL一钻杆长度或深度，ftE-钢的弹性模量.3x|0psiAs-钻杆截面积，in?ALj=xBxA/公式2式中：Lr-温度引起的伸长或缩短旗，inL-深度，inB热膨胀系数.6.9x10-*in/(inxF)t-平均温度的变化位，F在计算LfL轴向力的大小与管柱结的、井型、力学模型有关，直井计算相对简单些，对于井眼轨迹复杂的井必须借助专业软件定量模拟，计算比较繁琐不利于现

11、场操作。为了快速准确的了解管柱的长度变化，现场作业时一股参考射孔管柱校深数据，通过射孔校深仪器对钻杆同位素深度与套管同位素或地层伽刍的深度对比，计算出钻杆的校深误差值(用表示)，这个值包含了轴向力、温度引起的长度变化和其他因素造成的误差，校深误差值是现场配管非常成要的一个参数。b.膨胀效应和活塞效应顶部封隔器坐封方式均为液压，需要投送坐封球，当球与球座配合后管柱内部压力开始逐渐升高，管柱在逐渐伸长,当压力达到坐挂压力时顶部封隔器坐挂，此时卡瓦牙紧紧嵌入套管内壁,整个管柱包括隔离封隔器的深度不再发生变化.当管柱内部压力继续升高到设计坐封压力，这期间管柱深度仍保持不变.从投球到顶部封隔器坐挂这种工

12、况下，主要有膨胀效应和活塞效应。膨胀效应产生的长度变化计算见公式3,活塞效应引起的管柱伸长计算见公式4。HZ25-8油田某套管井分三层开采，上端采用顶部封隔器悬挂密封，中间采用隔离封隔器封隔.分层数据如表I所示.其中，L4与L5之间的夹层只有2m,油ift设计要求在这两层之间用隔离封隔器分隔，工程风险和难点主要体现在以下几个方面：(1) 固井质地方面.水泥环与套管地层的胶结质量可能影响密封引起管外串漏.(2) 央层间的岩性也可能影响管外的封隔效果.(3) 射孔作业时对该部位水泥环造成的影响，也可能导致水泥环密封失效。(4) 防砂管柱的深度误差可能导致卡封位我错误。层位顶深/m栈深/m央层厚度/

13、m分层LI3264.23273.080.13L23353.13360.0L33386.03388.02.02L43394.53398.5L53400.53403.01L63413.03416.01表IAU=-L瓦A)AP公式3公式4式中：L：-膨胀效应长度的变化，inL深度，inr泊松比.钢为0.3P“一平均钻杆压力的变化，psiR-粘杆外径和内径之比Pg环空平均压力的变化.psiL一活塞效应长度的变化，inAl钻杆截面积，i/Ap封隔器内径面积.in2A。一钻杆外径面枳，in：Aj_钻杆内径面积，in，P,-封隔器处油管压力的变化值.psiP。一封隔器处环空压力的变化值，psi(2) 射孔深

14、度误差海上油田-般情况下均采用TCP射孔，第一次校深后调整管柱深度，坐封RTTS封隔器.进行二次校深，计算出实际射孔井段与设计射孔井段的误差(用表示，误遂值应在允许范围内方可射孔).(3) 确定深度方法综合上述分析计算，坐封顶部封隔器前需要将管柱上提-定的高度(用AH表示)，来确保隔离封隔器的准确卡封位我。计算方法如下：AH=AH,+AL3+AL4+AH2公式5针对上述风险和难点，在钻完井施工期间严把工程施工质量.避免了风险，确保分层方案的顺利实施。通过现场射孔校深和相关计算获取如下施工参数：射孔管柱校深误差Hi=O.97m.射孔误差HO.33m,根据公式3计锹AL-0.45m,根据公式4计算

15、L,=0.73m.根据公式5计算H=0.92m。现场坐封顶部封隔器时将管柱的设计位置上提了0.92m,使井内管柱实际顶部封隔器胶筒深度为3250.823m、中间层段隔离封隔器胶筒深度为3341.785m、L4和L5层之间的隔离封隔器胶筒深度为3399.357m.然后，投球坐封顶部封隔器、验封、脱手、剪球座,上提隔离封隔器坐封E具从下而上依次对隔离封隔器正向打压坐封、循环验封测试,坐封、裁封均次成功完成.起出坐封工具，下入分采中心管柱，上部下入ESP生产管柱，自投产以来生产正常.4结论与认识不同的完井管柱结构其管柱的力学模型和在井内的受力情况是不一样的，有些以畋力效应为主，有些则以活塞或温度效应

16、为主，不论是前期研究或现场作业时要具体分析对待，特别是涉及管柱受力和伸缩的相关计算更应注意，务必要根据不同的工况条件下的受力状态进行分析计算。本文结合优化的分采管柱，对影响井卜封隔器的坐封深度的因素进行了具体分析并进行了相关定饿计算，探讨一种隔离封隔器坐封深度的确定方法，尤其在封隔器坐封位假要求作常准确的情况下显得更加重要，该方法通过现场脸证取得了预期效果，同时省去了大技的繁琐计算，方便现场操作，能够更好的为现场作业提供指导。参考文献in海上油气田完芥手册鸠委会.海上油y田完井手册.北京：石油工业出版It.1998.3.2J万仁傅.现代完井1：程.北京：石油工业出版社.2000,73)高德利.

17、油气井管柱力学与工程M.东营：中国石油大学出版社.2006：88-89.(本文文献格式：江华.影响隔离封隔器坐封深度的因素与确定方法探讨J.广东化工，2018,45(11)：219-220)3现场应用情况(上接第218页)化，最终可以对修复后的场地进行二次开发利用，该技术利用前景非常广阔.参考文献1 邵靖邦唐峰M1T.等.好MWFWta速垃圾填埋场检定化技术.矿化垃圾资源化利用与填埋场绿化技术研讨会，2012：26-33.2 冯杨.刘志刚.王保军.好轼毯定化处理技术在垃圾填埋场的应用.东北水利水电，2015,8：49-51.3 李梨杰.IHW.濒廷山.等.好氧治理技术在非正规境圾填埋场处取中的应用.广东化工,2015.2(42)：102-103.4 伽培t*李晓东.池演.等.城市