復雜軌跡井測試封隔器的研制與應用

白雪飛

摘要 現有的測試封隔器多為旋轉坐封封隔器，這種封隔器經過多年大規模的使用，具有坐封簡單、性能可靠等優點，但是在井身軌跡復雜的井中往往出現坐封困難的現象。為了解決這一問題，研制出復雜軌跡井測試封隔器，有效的解決了復雜軌跡井坐封困難的問題，目前已經在勝利油田的地層測試井中展開應用，取得了良好的效果。

關鍵詞：勘探開發 井身軌跡復雜? 封隔器 地層測試 坐封

1.前言

近年來隨著勘探開發的不斷深入，復雜軌跡井不斷增多，傳統的旋轉坐封測試封隔器在該類型井的使用過程中出現坐封困難等問題，為解決這一問題，研制開發了一種適用于復雜軌跡井的測試的封隔器，該封隔器自帶旁通，通過上提下放操作進行坐封，有效的解決了因管柱旋轉困難造成封隔器無法坐封的問題。

2.復雜軌跡井測試封隔器的研制

（1）坐封方式的選擇

封隔器坐封的方式有多種，造成常規測試封隔器在復雜軌跡井中坐封困難的主要問題是管柱的扭矩傳遞不到井底封隔器的換位機構，因此從坐封原理入手，采用其它方式進行坐封。

①封隔器下到預定位置后，不需要旋轉管柱，向管柱內投球，打壓實現坐封，這種方式可以有效的解決管柱無法旋轉的問題，但是常規測試工具，非全通徑，投球無法落到測試閥以下的預定位置，實現投球打壓。對于全通徑的APR測試工具，可以采用投球、打壓的方式實現坐封，但是測試井一般需要在油管內建立負壓，進行誘噴，此種方法，無法對油管實現負壓，綜合考慮，無論是常規測試工具還是全通徑的APR測試工具均不能采用此種封隔器進行測試。

②可研制使用套管打壓坐封封隔器，封隔器裝有破裂盤，設定破裂盤的數值，套管打壓至破裂壓力后，破裂盤破裂后推動封隔器實現坐封，這種方法可行，破裂盤是消耗品，費用較高，且聯作測試也是通過套管打壓進行射孔，相互之間存在干擾。

③通過上提下放管柱的方式進行封隔器的坐封，此種方法無需轉動管柱，計算好封隔器下滑距后，上提管柱再下放管柱實現封隔器的坐封，機械坐封方法簡便可靠，實現成本較低。

因此，還是選用最簡單可靠的的機械式上提下放管柱坐封方式。將封隔器設計成上提下放管柱實現加壓坐封，避免了因井身軌跡復雜管柱旋轉困難造成的坐封困難。

（2）復雜軌跡井測試封隔器的設計

Y211封隔器是廣泛應用在油田的上提下放式封隔器，但常用的Y211封隔器強度較低，耐壓差不超過50MPa，無法滿足測試井對封隔器的要求，不能直接將Y211封隔器應用在復雜軌跡井中，研制一種新型高溫高壓型上提下放式復雜軌跡井測試封隔器以滿足測試井要求。

新研制的復雜軌跡井測試封隔器的結構如下圖所示：

設計封隔器采用類似RTTS封隔器的雙膠筒結構，采用類似P-T封隔器設計自帶旁通，優化設計密封方式，采用O換和密封面密封，取代P-T封隔器的密封唇密封方式，在保證功能的同時，降低配件成本，自帶旁通能夠減少起下鉆過程中的抽吸和激動壓力，減小井控風險，解封時首先拉開封隔器旁通，膠筒上下壓差平衡，有利于解封。

封隔器主要由旁通、密封組件、卡瓦總成、換位機構組成，融和了RTTS和P-T封隔器的優點，同時在封隔器的上接頭、中間接頭等部位裝有鎖定螺釘，確保封隔器的可靠性。

①主要技術參數：

外徑? ? ? ? ?114mm

通徑? ? ? ? ?40mm

工作壓差? ? ?70MPa

工作溫度? ? ?150℃

上下連接螺紋 2-7/8”EUE.B×2-7/8”EUE.P

抗拉強度? ? ?60t

②工作原理：

將復雜軌跡井測試封隔器連接入測試工具串，將換位凸耳處于短軌道位置，封隔器即可順利下井，下到預定位置后，預留好封隔器的下滑距，上體管柱，換位凸耳換位至長軌道，下放管柱，錐體撐開卡瓦，卡住套管壁，繼續下放關閉旁通孔，壓縮膠筒，膠筒緊緊貼在套管上，密封油套環空。一般坐封力為100kN-150kN。

③操作步驟

a.將封隔器連接入測試工具串，封隔器下入到井口，操作人員在井口進行推放，測試封隔器換位是否順暢好用，檢查完好后，下入工具串;

b.控制下鉆速度，嚴禁頓鉆溜鉆，如果遇阻立即上提，中途坐封立即上提，操作換位凸耳換位到短槽內后繼續下鉆。

c.下入到預定位置后，根據管柱長度及伸縮量預留方余，同時考慮封隔器的下滑距，測試管柱上提出方余和下滑距后，觀察指重表下放管柱對封隔器進行加壓。

3應用實例

該封隔器研制成功后，已經成功應用在2口測試井中。

XX井，測試井段3506.00-3558.50m，井斜達到78.59°，封隔器坐封位置井斜達到68.5°，該井井底溫度110℃左右，井深、斜度大，管柱轉動扭矩大，旋轉坐封型封隔器坐封困難，采用新研制的復雜軌跡井測試封隔器配合APR測試工具進行測試。該井經過5天的測試，起出工具，封隔器完好、膠皮完好，各項功能正常，取得了合格的測試曲線。

YY井，測試井段3117.50-3134.50m，井身軌跡復雜，呈現“S”狀，管柱無法轉動，采用非旋轉封隔器，配合MFE測試工具進行測試，經過6天的測試，起出工具，封隔器及膠皮均完好，取得了合格的測試曲線。

兩口井的成功應用，表明該封隔器完全能夠滿足高溫高壓的復雜軌跡井井況，為今后的推廣應用打下了堅實的基礎。

5認識及結論

（1）面對復雜軌跡井，傳統的旋轉坐封測試封隔器，坐封困難，成功率較低，復雜軌跡井測試封隔器結構簡單，上提下放的坐封方式，有效的解決了復雜軌跡井旋轉管柱困難的問題，施工安全可靠。

（2）復雜軌跡井測試封隔器自帶旁通，解封時先拉開旁通，平衡膠筒上下壓差更有利于解封。

（3）復雜軌跡井測試封隔器膠筒與進口RTTS封隔器膠筒匹配，降低了成本，提高了膠筒的可靠性。

參考文獻

[1]趙磊.簡明井下工具使用手冊[M].北京：石油工業出版社，1999

[2]朱曉榮.封隔器設計基礎[M].北京：中國石化出版社，2012

（中石化勝利石油工程有限公司井下作業公司 山東 東營 257000）