機械式MMR水泥承留器在儲氣庫老井封堵中的應用

齊海鷹

（遼河油田公司，遼寧 盤錦124010） ①

目前，國內油田封堵射孔井段多采用籠統擠注水泥封堵工藝和自上而下擠注水泥封堵工藝［1］。但這2種封堵工藝施工繁瑣，附加工序較多，施工周期長，易發生次生事故，成功率偏低，不能很好地達到工藝、地質要求。鑒于此，遼河油田在雙6儲氣庫老井封堵作業中，首先利用不同種類水泥漿進行了室內試驗，并在得出水泥漿凝固時間曲線的基礎上，通過優選井下作業工具［2］，并特別使用機械式 MMR型水泥承留器，形成了自下而上封堵工藝技術。通過實施，老井封堵作業施工取得了較好效果。

1 結構組成

機械式MMR水泥承留器主要由MMR水泥承留器（如圖1）和 MSR機械坐封工具（如圖2）2部分組成［3］。水泥承留器主要由上接頭、上下雙向卡瓦、上下錐體、彈性鎖緊機構、內中心管、外密封膠筒、內密封段、內閥體等組成；坐封工具主要由上接頭、中心管、上端襯套、弧形彈簧、下端襯套、控制套、卡瓦套、插入接頭、控制彈性接頭、凸輪塊、移相接頭等組成。

圖1 MMR水泥承留器

圖2 MSR機械式坐封工具

2 工作原理及坐封操作

MMR水泥承留器與MSR機械坐封工具連接后，通過油管下放到預定位置，旋轉，使得上卡瓦釋放，提拉管柱坐封水泥承留器旋轉丟手，再次將機械坐封工具插入承留器中，打開閥體，即可進行擠注水泥作業。MMR水泥承留器坐封工作原理及操作步驟如圖3。

圖3 MMR水泥承留器坐封工作原理及操作步驟

1） 下管拄 下鉆應平穩、勻速，下管速度30～40根/h，禁止猛剎猛放，防止頓鉆、溜鉆。工具與液面接觸時要勻速慢下，過造斜點、套管掛、套管變形等特殊位置時也要勻速慢下。

2） 坐封 承留器下至設計深度后，上提管柱0.6 m，正旋管柱20圈（可多旋），再下放管柱0.6 m至原深度，此過程使上卡瓦從坐封套內脫出并彈開緊貼在套管內壁上。緩慢上提管柱，若懸重高于管柱正常懸重且懸重繼續增加，說明上卡瓦已正常工作，繼續上提使懸重高于管柱正常懸重150 k N，保持5 min，然后下放至正常懸重，再緩慢上提使懸重高于管柱正常懸重150 k N，穩定5 min，此過程使膠筒被充分擠壓膨脹，同時上下卡瓦完全咬緊在套管壁上，完成水泥承留器坐封。

3） 丟手 緩慢下放管柱至正常懸重再增加5～10 k N，正轉管柱8～10圈，此時指重表指針會有輕微跳動并且懸重降至正常管柱懸重，上提管柱，若懸重保持正常管柱懸重，表明丟手成功。

4） 驗封 下放管柱，加壓50～100 k N探承留器合格后上提管柱5 cm（此步驟可以使插入接頭密封段運動至水泥承留器密封段內），此時可進行油管試壓。從套管加壓可驗證水泥承留器密封性。

3 工藝特點

1） MMR水泥承留器能可靠坐封在任何級別（包括P110鋼級）套管中［4］，且坐封可靠。

2） 單膠筒和平滑的金屬背圈能夠組成可靠的密封系統，且整體式卡瓦可避免中途坐封，并易于鉆除。

3） 適合于溫度148℃、壓力70 MPa、井斜小于50°的井筒工況。

4） 可直接用機械式MSR坐封工具（用于正扣鉆桿），一趟管柱完成坐封（分層）和擠水泥2道工序，或用MHSB液壓坐封工具（用于反扣鉆桿），兩趟管柱完成坐封（分層）和擠水泥作業。

采用自下而上的封堵工藝技術，其優點在于：

1） 可以實現多射孔層段自下而上的封堵，一趟管柱即可實現分層和擠封堵工作，減少工序，節約時間。

2） 使用水泥承流器，屏蔽了擠灰［5］時的高壓力對上部套管的影響，同時保證水泥不污染上部油層。

3） 適應30 m3以上大灰量的水泥擠注施工，井漏對使用承留器沒有影響。

4） 適用于地層反吐嚴重井的擠封堵作業，提高擠水泥成功率。

5） 可鉆性強，既適用于大修作業，也適用于小修作業。

4 應用實例

雙31－20井封堵射孔井段2 470.0～2 506.8 m，永久性封井。施工程序：①下MMR型水泥承留器到2 466.32 m坐封，試擠清水0.5 m3，加壓18 MPa，驗封合格；②加前置液1 m3，注密度1.67 g/cm3填料超細水泥4 m3，頂替清水5 m3，拔出插管反洗至循環出清水；③候凝后，下118 mm多刃磨鞋，0.5 h后鉆掉承留器，并鉆灰塞至2 508.0 m，對0～2 508.0 m井段，試壓15.2 MPa，30 min壓降0.2 MPa，穩壓15 MPa，試壓合格；④重新復測聲幅后，2 470.0～2 506.8 m井段固井質量合格（如圖4）。

圖4 用MMR水泥承留器擠水泥前、后聲幅對比

5 結論

1） 應用MMR水泥承留器自下而上封堵工藝技術進行的老井封堵施工，能有效永久地封堵管外停產層，并達到工程與地質技術要求。

2） MMR水泥承留器性能可靠，操作簡單，可有效防止施工中卡鉆、堵塞管柱等事故發生。

3） MMR水泥承留器的應用，減少了施工工序，降低了作業成本。

［1］ 張琪.采油工程原理與設計［M］.東營：石油大學出版社，2000：412－420.

［2］ 萬仁溥.采油工程手冊［K］.北京：石油工業出版社，2000：587－606.

［3］ 趙明，彭新國.WSRA水泥承留器在擠封作業中的應用與分析［J］.科技資訊，2011（22）：103－104.

［4］ 聶海光，王新河，油氣田井下作業修井工程［M］.北京：石油工業出版社，2000：272－284.

［5］ 中國石油天然氣集團公司HSE指導委員會.井下作業HSE風險管理［M］.北京：石油工業出版社，2002：19－22.