自驗漏定向堵水技術在遼河油田的應用分析

張秋陽

（中國石油集團長城鉆探工程技術研究院，遼寧 盤錦 124010）

目前，遼河油區(qū)油氣資源的開采正處于中后期高含水階段，如果不及時堵水就會導致所注入水發(fā)揮不了作用而繞道而過，降低了驅替液效率或者無效循環(huán)。因此在實際操作中采用了機械堵水，提升驅替液效率或者循環(huán)。

自驗漏定向堵水技術是針對遼河油田中后期大斜度高含水油井的堵水問題提出的一種安全性高、密封性好、打撈可靠、可自驗漏的機械堵水技術，主要由大斜度丟手裝置、高張力扶正裝置、大斜度自驗漏密封裝置、自定位打撈裝置等組成，施工時通過油管將工具串下到預定位置，油管內(nèi)打壓，在不同壓力下完成錨定坐封、封隔油套環(huán)空、驗封、丟手等功能，實現(xiàn)封堵目標水層的目的。該技術克服了常規(guī)機械堵水工具在水平井或大斜度井中難以實現(xiàn)有效密封且無自驗漏功能等問題，對于解決遼河油田中后期大斜度高含水油井的堵水問題有著積極的意義[1]。

1 自驗漏定向堵水工具

1.1 工具結構

自驗漏定向堵水工具主要由大斜度丟手裝置、高張力扶正裝置、大斜度自驗漏密封裝置、自定位打撈裝置等組成。其中核心機構為大斜度自驗漏密封裝置，該裝置由座封機構，自鎖機構，密封機構，驗封機構和解封機構組成。座封機構由雙級液缸組成，用于完成座封動作。自鎖機構由鎖塊，自鎖本體，鎖環(huán)和支撐機構組成，用于完成密封件座封自鎖功能。密封機構由外中心管，膠筒隔環(huán)，驗封環(huán)和上下支撐座組成，用于完成膠筒座封密封功能。驗封機構由驗封液缸，驗封滑套，驗封環(huán)和驗封銷釘組成，用于檢驗密封件的密封功能。解封機構由解封銷釘，解封環(huán)，鎖塊，鋼套和自鎖本體組成，用于實現(xiàn)該裝置的解封功能。

1.2 施工技術管柱及原理

該技術通過兩種技術管柱進行實施。一是堵底水技術管柱（封下采上管柱），二是堵層間水技術管柱（封上采下管柱）。堵底水技術管柱主要由大斜度丟手裝置，高張力扶正裝置，大斜度自驗漏密封裝置，絲堵等組成，如圖1所示。

圖1 堵底水技術管柱

堵層間水技術管柱主要由大斜度丟手裝置，高張力扶正裝置，兩級大斜度自驗漏密封裝置，定壓打掉裝置等組成，如圖2所示。

圖2 堵層間水技術管柱

堵底水技術管柱下入過程中需接入壓力平衡閥，如圖3所示。在管柱下入過程中，油井內(nèi)液體通過壓力平衡閥進入管柱內(nèi)部，保證管柱內(nèi)外壓力平衡，使管柱能夠順利下入。堵層間水技術管柱下入過程中需接入定壓打掉裝置，如圖4所示。管柱下入過程中，油井內(nèi)液體通過定壓打掉裝置進入管柱內(nèi)部，保持壓力平衡，同時能夠保證后續(xù)施工過程中憋壓成功。

圖3 壓力平衡閥工具結構

圖4 定壓打掉裝置工具結構

自驗漏定向堵水工具的工作原理為，通過中心管打壓，當壓力達到10 MPa時，座封釘剪斷，雙級液缸移動壓縮密封件，同時自鎖環(huán)鎖掛自鎖本體，工具開始座封和自鎖，當壓力達到15 MPa時，穩(wěn)壓3～5 min，無壓降，座封完成。繼續(xù)打壓至18 MPa，驗封滑套打開，中心管內(nèi)壓力通過驗封環(huán)上的驗封孔傳到上下兩組已座封的膠筒之間，穩(wěn)壓3～5 min，無壓降，驗封完成。

2 自驗漏定向堵水技術在遼河油田的應用

2.1 基本信息

本文以自驗漏定向堵水工具在遼河油區(qū)架607-X井開展的5-1/2″大斜度井堵層間水、堵底水施工為例。

該井位于遼河油區(qū)架嶺607區(qū)塊，完鉆井身為3 505 m，目前人工井底3 469 m，最大井斜60°11′，位置2 203.49 m，當前產(chǎn)層井段為3 288.9～3 373.7 m，共分為5層，厚度為20.5 m，該井目前日產(chǎn)液8.4 t，日產(chǎn)油1.8 t，含水79%。

2.2 第一次堵水施工

計劃封堵3 299～3 300 m，厚度1 m，觀察產(chǎn)量和含水率變化。堵水工具組合：接球器+φ112 mm定壓打掉裝置+提升短節(jié)+高張力扶正器+自驗漏密封裝置+高張力扶正器+提升短節(jié)+高張力扶正器+自驗漏密封裝置+高張力扶正器+丟手裝置+提升短節(jié)，如圖5所示。

圖5 堵層間水工具管竄

工具下至預定位置，通過油管內(nèi)打正壓，完成座封、驗封、丟手。進行封堵后日產(chǎn)液7.1 t，日產(chǎn)油1.7 t，含水76%，產(chǎn)液量降低，說明封堵層間水效果明顯，但含水率變化不明顯，分析認為，其他層出水也比較嚴重，決定封堵目前產(chǎn)層，進行調(diào)層生產(chǎn)。

2.3 第二次堵水施工

計劃3 288.9～3 373.7 m全部封堵，對其上部3 230～3 244.7 m進行投產(chǎn)，預計封堵位置：3 284 m。堵水工具組合：倒錐絲堵+高張力扶正器+自驗漏密封裝置+高張力扶正器+提升短節(jié)+丟手裝置+提升短節(jié)+φ114 mm大斜度壓力平衡閥，如圖6所示。

圖6 堵底水工具管竄

工具下至預定位置，通過油管內(nèi)打正壓，完成座封、驗封、丟手。自驗漏定向堵水工具堵底水施工過程順利，堵水效果明顯，下部層位封堵后對上部層位進行射孔投產(chǎn)，投產(chǎn)初期日產(chǎn)液9.8 t，日產(chǎn)油3.2 t，含水55%。

2.4 應用分析

2019年以來，自驗漏定向堵水技術在遼河油區(qū)架嶺、海南等區(qū)塊共應用30余井次，取得了良好的施工效果和經(jīng)濟效益。自驗漏定向堵水技術是針對灘海油田中后期大斜度高含水井堵水問題而提出的一種針對性技術，現(xiàn)場應用表明，該堵水技術封隔效果良好，具有自驗漏功能，解封安全可靠，打撈容易，有效解決了灘海油田大斜度井的堵水問題，得到了高度認可。

3 結論及認識

通過對自驗漏定向堵水工具結構和原理分析以及該技術在遼河油區(qū)的應用對比分析得出以下結論：

1）自驗漏定向堵水工具的自驗漏密封裝置具有自驗漏功能，確保管柱座封和密封，高張力扶正裝置可提供最夠的支撐力，確保工具座封居中，提高密封效果；

2）通過壓力平衡閥和定壓打掉裝置等機構能夠實現(xiàn)封堵底水和層間水管柱的自由轉換，顯著提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益；

3）該技術有效地克服了常規(guī)機械堵水工具在水平井或大斜度井中難以實現(xiàn)有效密封且無自驗漏功能等問題，可有效解決灘海油田中后期大斜度高含水油井的堵水問題。