管封在在特殊井完井中的應(yīng)用

1、<p>　　管封在在特殊井完井中的應(yīng)用</p><p>　　摘 要：勝利油田利用常規(guī)管封技術(shù)成熟后，又經(jīng)研究并應(yīng)用到高壓井、漏失井、復(fù)雜井等壓力層系井的完井固井工藝中，解決了工作難題，提高了固井質(zhì)量；保護(hù)了油氣層、提高了采收率，收到了較好效果。隨著管封結(jié)構(gòu)的研究與改進(jìn)，推廣應(yīng)用到了特殊油藏的開發(fā)中，對固井質(zhì)量的提高具有重要意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：管封 固井 全橡膠管

2、封 自膨脹管封 完井 改進(jìn) </p><p><b>　　1管封的結(jié)構(gòu)原理 </b></p><p><b>　　1.1結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　管封的結(jié)構(gòu)：主要由橡膠筒、中心管、密封環(huán)、閥箍等組成。 </p><p>　　橡膠筒是由內(nèi)膠筒和外膠筒組成，中心管為一段短套管，可與套管連接；閥

3、箍由2支斷開桿和3個并列串聯(lián)的控制閥組成，分別是鎖緊閥、單流閥和限壓閥，在施工中這組控制閥可以準(zhǔn)確控制管封坐封，不必為管封提前坐封和座封壓力過大脹破膠筒而擔(dān)心。同時閥箍中還設(shè)濾網(wǎng)裝置，可防止鉆井液中的顆粒物進(jìn)入通道堵塞閥孔。 </p><p><b>　　1.2工作原理 </b></p><p>　　1.2.1管封的工作原理 </p><p>

4、　　“在一個平衡的流體中，由于外部施加的壓力而引起的分壓力，在整個流體內(nèi)部各部分是均勻變化的”，管封是據(jù)帕斯卡流體原理工作的，當(dāng)管封內(nèi)部膨脹到一定壓力后，外部壓力或壓差的增減都會引發(fā)內(nèi)部壓力的相應(yīng)變化，外部壓差增加則管封對井壁的密封壓力亦成比例增加。故當(dāng)管封膨脹壓力達(dá)到一定值后，就能隨著環(huán)空壓差變化而變化，環(huán)空承受壓差能力與環(huán)空間隙大小成反比關(guān)系。 </p><p>　　1.2.2工作膨脹機(jī)理 </p>

5、;<p>　　固井膠塞在替漿時將斷開桿打斷，繼續(xù)下行到“碰壓”，管內(nèi)形成密封，然后蹩壓，鉆井液通過進(jìn)液孔進(jìn)入鎖緊閥，當(dāng)達(dá)到一定壓力值時，鎖緊閥的銷釘被剪斷，鎖緊閥和單流閥同時打開。鉆井液經(jīng)限壓閥進(jìn)入膨脹腔，在液體壓力作用下，膠筒與井壁形成密封。當(dāng)膨脹腔內(nèi)壓力達(dá)到一定值時，限壓閥銷釘被剪斷，進(jìn)液孔道被封堵死，將限壓閥關(guān)閉。此時套管內(nèi)壓力與膨脹腔內(nèi)壓力相互隔絕，實現(xiàn)安全坐封。將井口放壓為零，鎖緊閥自動關(guān)閉，整個管封形成永久性封

6、堵。 </p><p>　　工作膨脹機(jī)理結(jié)構(gòu)示意圖見下圖（1） </p><p>　　2管封在完井固井中的應(yīng)用 </p><p>　　2.1在高壓井中的應(yīng)用 </p><p>　　高壓井固井的技術(shù)[1]難題就是固井后水泥漿失重，當(dāng)環(huán)空液柱壓力的總和低于地層高壓層的壓力時，高壓油、氣、水就會侵入水泥漿或沿著第一、二界面上竄，形成油氣水通道。在高

7、壓層的上部井段，安裝管封，保證固井質(zhì)量。 </p><p>　　2.2在漏失井中的應(yīng)用 </p><p>　　在低壓易漏井固井施工中，當(dāng)管外液柱壓力高于地層破裂壓力時就會發(fā)生漏失，造成水泥低返。在低壓易漏層的上部加放管封，保證水泥返高。 </p><p>　　在濱南、樁西等油藏完井固井中，采用了加放管封工藝[2]，避免了水泥漿的漏失，保證了水泥漿返出了地面。 <

8、;/p><p>　　2.3在復(fù)雜井完井中的應(yīng)用 </p><p>　　在深井或超深井的加深過程中易出現(xiàn)多套壓力層系和含油氣層，為測試地質(zhì)儲量，采用篩管頂部注水泥尾管完井工藝。為保護(hù)油層、保證固井質(zhì)量，需要加多個管封，并正確設(shè)置上下管封的打開壓力級別，采用尾管篩管頂部注水泥工藝，在不同油層之間和尾管重疊段加放了多個管封，滿足甲方勘探的需要。 </p><p>　　2.4在

9、特殊井完井中的應(yīng)用 </p><p>　　水平井已經(jīng)成為開發(fā)多種油藏的有效手段，在水平井完井中多采用篩管頂部注水泥工藝，篩管頂部的管封的密封性尤為重要，特別是潛山裂縫油藏、低壓高滲油藏。另外，目前的選擇性完井、分段封隔完井、分支井完井等工藝中，管封的應(yīng)用更廣泛、更重要。 </p><p>　　3常規(guī)管封結(jié)構(gòu)的改進(jìn) </p><p>　　為了提高密封效果，實現(xiàn)周向的異

10、型密封，稱為全橡膠式管封，為了提高軸向耐壓能力，也有選擇斷開的不連續(xù)的鋼片式，稱為不連續(xù)式管封（常規(guī)的稱為連續(xù)式）；為保護(hù)油氣層，研究應(yīng)用了水泥漿充填式管封；為滿足特殊工藝或復(fù)雜油藏的需要還應(yīng)用了自膨脹式管封。 </p><p><b>　　4特殊管封的應(yīng)用 </b></p><p>　　水泥漿膨脹管封，是在對常規(guī)（水力）管封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造后，用水泥漿充填并在液壓的作用

11、下膨脹，達(dá)到有效封隔各個目的層，實現(xiàn)有效開采的目的。 </p><p>　　4.1通過內(nèi)管充填膨脹的管封及應(yīng)用 </p><p><b>　　4.1.1結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　在常規(guī)水力式膨脹管封的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。一是膠筒長度增長至原來2倍，密封長度也增長至原來的2倍，二是對三套閥系孔徑進(jìn)行了加大，孔徑增大后，水泥漿易進(jìn)入膠筒內(nèi)，

12、密封長度增大，更易達(dá)到密封。 </p><p>　　4.1.2工藝原理 </p><p>　　按照設(shè)計串接水泥漿膨脹管封，下完套管后，下入內(nèi)管，通過內(nèi)管將水泥漿送到預(yù)定位置，將機(jī)械式管內(nèi)管封下放座封，開泵小排量蹩壓到一定值時，在液壓作用下管封與井壁形成密封。放壓后上提內(nèi)管，管內(nèi)機(jī)械式管封自動解封，開泵將多余的水泥漿循環(huán)出地面。 </p><p><b>　

13、　4.1.3優(yōu)點： </b></p><p>　　采用水泥漿脹封的優(yōu)點： </p><p>　?。?）在井下溫度、壓力的變化無常條件下，能實現(xiàn)永久可靠的密封。 </p><p>　　（2）保護(hù)油藏不受水泥漿的污染，提高原油采收率。 </p><p>　　（3）多管封可選擇性完井，實現(xiàn)分層、分段酸化壓裂，提高增產(chǎn)效果。 </p

14、><p>　　4.1.4現(xiàn)場應(yīng)用 </p><p>　　富臺油田為碳酸鹽巖潛山油藏，有較發(fā)育的孔洞和裂縫，固井易漏失，水泥漿低返，而且嚴(yán)重污染油藏。在該地區(qū)應(yīng)用后取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益；樁古油田屬于碳酸鹽巖溶洞型油藏，采用此技術(shù)完井效果明顯[3]的樁古10-28井日產(chǎn)原油100多噸。 </p><p>　　選用長橡膠筒的管封，在水泥充填的管封井段射孔采油，可以有效防止出砂

15、。減少采油成本。 </p><p>　　4.2全橡膠管封在特殊油藏中的應(yīng)用 </p><p>　　對于水平井和水平井特殊完井固井工藝，選用全橡膠管封可以取得較好效果。這種管封可有效地封隔油層和水層，實現(xiàn)選擇性完井固井，更好地保護(hù)油層，提高采收率，延長油井壽命。 </p><p>　　孤東、河口油區(qū)等區(qū)塊的直井和水平井的開發(fā)中應(yīng)用了篩管頂部注水泥工藝，尾管懸掛器位置井

16、斜度已近90°，相鄰油層已經(jīng)是嚴(yán)重水淹層，甲方還要采用壓裂工藝，為保證固井水泥封隔質(zhì)量，在篩管頂部加放了兩只不連續(xù)管封，通過設(shè)置不同的壓力級別，實現(xiàn)了工藝成功，達(dá)到了保護(hù)油層的目的，滿足了甲方要求。 </p><p>　　4.3自膨脹管封的應(yīng)用 </p><p>　　自膨脹管封是選擇遇水、遇烴膨脹的橡膠或特種膨脹材料硫化在套管表面，通過選擇配方可以實現(xiàn)在一定溫度下的膨脹時間和膨脹

17、速率。可用于固井完井、非固井完井，適應(yīng)不規(guī)則裸眼，可增強(qiáng)水泥環(huán)對地層的封隔效果或直接代替水泥環(huán)對套管與地層之間的環(huán)空密封，多用于高壓油氣防竄和水平井、分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井完井工藝中密封性能更好。 </p><p><b>　　5結(jié)論 </b></p><p>　　（1）連續(xù)式管封，作為輔助完井手段，在完井固井中，解決了技術(shù)難題。 </p><p>

18、;　　（2）全橡膠式管封，效果較好，能保護(hù)油氣層，延長油井壽命。 </p><p>　?。?）通過使用內(nèi)管脹封工藝復(fù)雜一些，但易失靈。 </p><p>　?。?）應(yīng)據(jù)油氣藏的性質(zhì)和地質(zhì)情況選擇管封使用類型。 </p><p>　　（5）通過改進(jìn)管封結(jié)構(gòu)，解決了低滲、低壓、稠油等油藏開發(fā)的技術(shù)難題，保護(hù)了油氣藏，使復(fù)雜、低效油藏得到高效開發(fā)。 </p>