薄夾層封堵器的研制與應用

張佩然+馬衛立

摘要：封堵（打水泥塞）是油水井常規處理措施之一，目前采取的封堵（打水泥塞）時采用筆尖或光油管，但是對于薄夾層由于砂蓋油層比較少，封堵時水泥漿的沖力較大，將沖開油層以上的砂子，使水泥漿進入油層造成油層污染，本文將講述通過計算、研制一種薄夾層封堵器，解決薄夾層封堵油層污染問題。

關鍵詞：封堵器 結構 施工原理 薄夾層 應用及效果

0引言

勝利油田的油水井深度一般在1000-4000米之間，在這個垂直區間內，存在不同的地層，也就是說一個生產井可以生產深度不同的各個層段，有的油水井只有一個層段，有的油水井有幾個甚至數十個層段，每個層段的深度、厚度、壓力、滲透率、油氣含量等參數各不相同，因此在油水井生產過程中這一段時期生產這幾個層段，生產一段時間后，由于地層能量、含水或開發方案的調整等因素要不需要再生產這幾個層段后，需要生產另幾個層段，不生產的層段需要用水泥或其它堵劑進行封堵。

1目前現狀

現在油田封堵、打水泥塞井，施工步驟一般是這樣的，先在底部填砂，然后下封堵管柱底部帶筆尖或鋸齒接箍至砂面以上1-2m進行封堵（打水泥塞）施工。

如圖1所示，油水井的生產層段較多，下面的層段不需要生產，需要生產上面的層段，采取的措施是先把下面的層段填砂蓋住，再在砂面上打一個水泥塞，形成一個塞面作為油井的臨時人工井底，根據生產方案的需要，再生產下面層段時，再把水泥塞鉆掉，將覆蓋下面層段的砂子沖出到地面，露出下面層段即可正常生產，如果下面層段未被砂面蓋住，如圖2封堵施工時水泥漿侵入下面的層段，使下面層段遭到污染，需要生產時將無法生產，造成極大的經濟損失。由于筆尖或鋸齒接箍離砂面較近，在循環洗井、替灰漿過程中產生的沖力較大，會將底部砂子沖起一定的高度。

以清水為例，通過計算可以算出井筒內油套環空的流速和沖擊力，排量在400-500L/min時會沖起下面的砂子大約在10m左右，再進行封堵（打水泥塞）時，水泥或堵劑將會和沖起的砂子混在一起，形成混泥土結構，在高壓下（封堵施工打壓一般在20MPa左右），凝固后在狹小的井筒內異常堅固，特別是在側鉆小套管井內，為下部鉆賽時造成非常大的困難，甚至2-3天無進尺。

從圖2可以看出，如果兩個層段之間距離較近，需要打水泥塞隔離時，下面層段上蓋得砂子較少，打水泥塞時，油管內的高速液體到砂面時對砂面產生沖擊力，將砂面沖起，露出砂蓋的下面層段，再打水泥塞時，水泥漿將進入下面的油層，使下面的油層遭到污染，失去開采的價值，造成重大的經濟損失。

2研制過程、結構原理

為了解決以上問題，研制了一種薄夾層封堵器，如圖3所示：封堵器的設計比較簡單，主體有一根73mm×1m的短節組成，短節底部焊接一個盲堵，將底部封閉，短節側面離底部15cm的地方加工兩道寬5cm，長15cm的出液孔，短節上部為73mm油管接箍。

結合圖4講述具體的施工原理是：填砂砂面合格后，將封堵器連接在封堵（打水泥塞）管柱底部，下至砂面以上1-2m，正循環洗井后封堵（打水泥塞）時，油管內的高速修井液、水泥漿或堵劑到達封堵器底部時被盲堵阻擋后從側面出液孔流出上返，不再沖擊底部砂面，砂子不再上返，水泥面、砂面界限清晰，凝固鉆塞快捷方便，提高了時效。

本創新成果雖然結構簡單，但是解決了一個薄夾層打塞的難題，上下兩個油層之間距離較短，下面油層需要暫時封閉，填砂蓋住油層的砂面受距離限制可能只有1-2m時，常規封堵打塞施工將會沖起砂面，水泥漿會污染下面的油層，造成下面的油層滲透率降低或報廢，采用封堵器之后，砂面深度不再變化，從而達到成功隔離下部油層，封堵上部油層的目的。

3現場應用及效果

我廠油水井接近2200口，每口井都有一個至十幾個油水層，在油水井的生產中后期，由于資源枯竭等因素的影響，開采方案調整頻繁，兩夾層之間距離在10-30m的井有1200余口，這些井的填砂、打塞封堵以前都采用常規的封堵方式，幾年之后，上面的油水層資源枯竭之后，需要開采下面的油水層時，發現有所屏蔽的油水層已進入水泥漿造成污染，必須采取重新射孔、酸化等措施進行恢復，每次重新射孔的費用在幾十萬元以上，酸化解堵的費用也在數十萬元，重新治理后的油水層的滲透率等參數也恢復不到原先的水平，造成了極大經濟損失。

現在采用封堵器施工薄夾層井有33口井，因方案調整，鉆塞、沖砂施工了7口井，7口井的油水層均未收到任何污染，生產指標達到了封堵前的水平，取得了良好的效果，目前薄夾層封堵器在我廠得到了廣泛的應用。

參考文獻

1.《井下作業》 孫樹強 主編 2006年石油工業出版社

2.《井下作業工》 中國石油天然氣集團公司人事服務中心編 2004年石油工業出版社endprint