[教育]油井堵水封堵基本知識及下井工具

1、油井堵水封堵基本知識及井下工具,第一章 油井堵水的目的意義,第二章 堵水工藝原理,第三章 封隔器型號編制方法及技術(shù)參數(shù),第四章 常用的機械堵水管柱類型及發(fā)展,第五章 機械堵水管柱的有關(guān)計算,第六章 機械堵水井的選井選層原則,第九章 堵水施工質(zhì)量現(xiàn)場監(jiān)督,第十章 堵水效果評價標準,第七章 堵水施工前的準備工作,第八章 堵水主要施工工序及施工質(zhì)量標準,第十一章 機械堵水新工藝及發(fā)展方向,,目錄,第一章 油井堵水的

2、目的意義,在油田進入高含水后期開發(fā)階段，由于竄槽、注入水突進或其它原因，使一些油井過早見水或遭水淹。為了消除或減少水淹造成的危害，所采取的一系列封堵出水層的井下工藝措施統(tǒng)稱為油井堵水。油井堵水的目的是控制產(chǎn)水層中水的流動和改變水驅(qū)油中水的流動方向，提高水驅(qū)油效率，使油田的產(chǎn)水量在某一時間內(nèi)下降或穩(wěn)定，以保持油田增產(chǎn)或穩(wěn)產(chǎn)，其最終目的在于提高油田采收率。堵水做為油田穩(wěn)油控水的一項主要技術(shù)措施，在油田開發(fā)中占有重要地位。,第二章 堵水工藝

3、原理,通過對油井靜態(tài)、動態(tài)資料、及找水資料的分析，判斷出水層位，編制堵水地質(zhì)方案，根據(jù)地質(zhì)方案的要求，選用適當?shù)亩滤に嚬苤ò▉G手接頭、封隔器、配產(chǎn)器、活門、絲堵等工具），利用封隔器卡在堵水目的層上下的物性隔層內(nèi)，封隔器膠筒封隔油套環(huán)形空間，堵層光油管通過，使堵水目的層的液流與上下生產(chǎn)層分隔開，同時又無法進入油管內(nèi)。實現(xiàn)封堵目的層，達到降水增油的目的。,第一節(jié) 機械堵水工藝原理,機械堵水適用于多油層開采時，暫時封堵高含水層，而生

4、產(chǎn)低含水層的油井，并且被封堵的油層在條件許可時解封后可繼續(xù)采油。,堵水管柱示意圖,,,,,,,,,,射孔頂界,生產(chǎn)層,隔層,堵層,隔層,射孔底界,套管壁及水泥環(huán),,,,,,,,射孔炮眼,,丟手接頭,,油田化學(xué)堵水就是利用化學(xué)堵劑封堵預(yù)堵的出水層位。根據(jù)堵劑在油層形成封堵的方式不同，化學(xué)堵水可分為非選擇性化學(xué)堵水和選擇性化學(xué)堵水。非選擇性化學(xué)堵水是將堵劑注入預(yù)堵的出水層，形成一種不透水的人工隔板，使油、氣、水都不能通過的堵水方法；選擇性化

5、學(xué)堵水是將具有選擇性的堵水劑籠統(tǒng)注入井中，或注入卡出的高含水大層段中，以阻止水流入井內(nèi)?；瘜W(xué)堵水又可根據(jù)化學(xué)堵劑在油層內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)方式的不同，分為單液法化學(xué)堵水和雙液法化學(xué)堵水。單液法化學(xué)堵水是把在地面配制好的化學(xué)堵劑注入地層內(nèi)，在地層溫度條件下或與水接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成封堵屏障；雙液法化學(xué)堵水是把兩種不同的堵劑輪流注入地層，在地層內(nèi)兩種堵劑接觸后發(fā)生反應(yīng)，形成沉淀起到堵水的作用。,第二節(jié) 化學(xué)堵水工藝原理,⑴ 堵水封堵工藝原理

6、 高強度化學(xué)堵水技術(shù)屬雙液法非選擇性化學(xué)堵水技術(shù)。該技術(shù)是將一定模數(shù)的水玻璃溶液和一定濃度的氯化鈣溶液，以惰性液體隔開，交替擠入高含水層或?qū)佣蝺?nèi)，使兩種液體在地層孔隙內(nèi)混合，反應(yīng)生成不溶于水的水合硅酸鈣固體沉淀物，同時還可生成SiO2+Ca(OH)2的物理吸附物，從而堵塞巖石孔隙或出水孔道，達到油井封堵的目的。,1．水玻璃高強度化學(xué)堵水技術(shù),⑵ 堵水工藝①施工管柱化學(xué)堵水管柱由封隔器和噴砂器組成，見圖1。② 堵劑注入順序水

7、玻璃--隔離液--氯化鈣--隔離液--水玻璃--隔離液--氯化鈣--隔離液--水玻璃--頂替液⑶ 封堵工藝特點① 施工工藝復(fù)雜，難度大，危險性較大；② 封堵劑用量大，施工費用高，施工周期長；,③ 解堵難度較大。,2. 氰凝堵水及封竄技術(shù),⑴ 堵水工藝原理 氰凝的主體成分是聚氨基甲酸脂，加入催化劑的氰凝堵劑被攜帶注入地層后，在地層溫度壓力下，遇水立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成不溶于水，且具有較高強度的固體物質(zhì)--交聯(lián)度大的網(wǎng)絡(luò)壯

8、結(jié)構(gòu)縮二脲，堵塞出水通道，而且與巖石、水泥、鋼鐵有很強的粘結(jié)力。,氰凝封堵工藝就是采用預(yù)裝式管柱，將氰凝堵劑用水頂替擠注到竄槽通道或高含水層（堵劑與水用隔離液及膠塞隔開），氰凝堵劑與地層中的水接觸，立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)、固化，與巖石孔壁、水泥環(huán)和套管粘結(jié)在一起，形成固體堵塞物，從而達到封竄和堵水的目的。,⑴ 堵水工藝原理,施工工藝 氰凝封堵工藝就是采用預(yù)裝式管柱，將氰凝堵劑用水頂替擠注到竄槽通道或高含水層（堵劑與水用隔離液及膠塞

9、隔開），氰凝堵劑與地層中的水接觸，立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)、固化，與巖石孔壁、水泥環(huán)和套管粘結(jié)在一起，形成固體堵塞物，從而達到封竄和堵水的目的。施工管柱見圖2。,⑵ 施工工藝,⑶ 封堵工藝特點① 氰凝堵劑凝膠時間較短，用量少，封堵強度高；② 封堵有效期長，且工藝復(fù)雜，危險性較高；③ 采取壓裂、射孔等工藝措施可實施解堵；④ 封堵厚度小，大段封堵不宜用氰凝堵劑。,3. 高聚物單液法化學(xué)堵水技術(shù),⑴ 封堵工藝原理 該堵劑的主要成分

10、AP4為無機鹽在丙烯酰胺鏈上接支形成的高分子衍生物，固化劑引發(fā)AP4發(fā)生聚合物反應(yīng)，形成高彈性橡膠狀的封堵材料；添加劑起轉(zhuǎn)向和增加強度的作用。對于有裂縫的高吸水層段，還可加入SAP體膨形顆粒轉(zhuǎn)向劑，其作用是封堵較大的孔道，確保封堵效果，同時又能減少堵劑用量，降低成本。,⑵ 施工工藝管柱組成：高聚物單液法化學(xué)堵水管柱由封隔器、配產(chǎn)器、工作筒組成。見圖3。,⑶ 工藝特點① 高聚物單液法堵劑應(yīng)用的溫度和濃度范圍大，堵劑用量少，成本低，施工

11、安全。② 高聚物單液法堵水技術(shù)封堵半徑小。需要時可采用壓裂、酸化或射孔方法解封，堵后可承受生產(chǎn)壓差10.0MPa以上，基本能滿足機采井生產(chǎn)的實際需要。,第三章 封隔器型號編制方法及技術(shù)參數(shù),第一節(jié) 封隔器型號編制方法,,,,,,,,,支撐方式代號,封隔器型號的標準格式為：,分類代號,解封方式代號,坐封方式代號,鋼體最大外徑 mm,,,,,,,,,D,C6,90,15,表1 分類代號表示方法,表2 支撐方式代號表示方法,表3

12、 坐封方式代號表示方法,表4 解封方式代號表示方法,第二節(jié) 常用封隔器的基本技術(shù)參數(shù),目前常用的堵水封隔器有:,Y441-114雙向卡瓦式隔器,Y443-114可鉆式封隔器,FXY445-114空心橋塞式封隔器,K342-114型長膠筒封隔器,Y341-100型小直徑封隔器,Y341-114L平衡式封隔器,FXZY341-112A型自驗封封隔器,表5 各種類型封隔器技術(shù)參數(shù)表,,第四章 常用的機械堵水管柱類型及發(fā)展,第一節(jié) 常

13、見的機械堵水管柱類型,機械堵水技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展演變，根據(jù)不同需要形成了多種管柱類型。,1980—1985年 分層配產(chǎn)的自噴堵水工藝1986—1990年 抽油機井整體堵水工藝1991—2000年 機采井丟手堵水工藝2001—2006年 機采井細分堵水工藝,堵水工藝技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷四個階段：,第四章 常用的機械堵水管柱類型及發(fā)展,第一節(jié) 常見的機械堵水管柱類型,機械堵水技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展演變，根據(jù)不

14、同需要形成了多種管柱類型。,⒈整體式堵水管柱,管柱結(jié)構(gòu)：主要由Y111-114型封隔器和支撐卡瓦(或Y221-114封隔器)、偏心配產(chǎn)器等組成。,Y111-114封隔器,Y111-114封隔器,工藝特點：該堵水管柱與生產(chǎn)管柱合為一體，下部為堵水管柱，上部為泵抽管柱。堵水管柱隨生產(chǎn)管柱一同起下，施工簡便，但堵水管柱壽命取決于生產(chǎn)管柱的生產(chǎn)周期，并且泵抽時，管柱上下蠕動，影響封隔器的密封性能，目前這類管柱已很少用。,⒉平衡式堵水管柱,管柱結(jié)

15、構(gòu)：主要由丟手接頭、Y341型封隔器及偏心配產(chǎn)器組成。為適應(yīng)油田不同套管井的堵水，目前堵水封隔器已形成由Y341-95型、Y341-114型、Y341-117型、Y341-146型封隔器組成的系列。,,,,,,平衡式堵水管柱示意圖,,,,工藝特點：該管柱無卡瓦支撐，結(jié)構(gòu)簡單、起下安全，封隔器密封性能好，平均使用壽命兩年以上，解封可靠，能封堵多個高含水層。適用范圍：該管柱可用于各類機采井堵水，并可應(yīng)用于定向井堵水。,管柱結(jié)構(gòu)：該類管柱由

16、丟手接頭、Y441-114或Y445-114型封隔器、Y341-114型封隔器、偏心配產(chǎn)器和絲堵組成。,⒊卡瓦懸掛式堵水管柱,該堵水管柱與生產(chǎn)管柱脫開，堵水管柱由雙向卡瓦封隔器懸掛，進行水力坐封，封堵高含水層。,丟手接頭,偏心配產(chǎn)器,,,,,,,,,,,,生產(chǎn)層,堵水層,生產(chǎn)層,抽油泵,絲堵,,Y445-114封隔器,,卡瓦懸掛式堵水管柱示意圖,Y341-114封隔器,工藝特點：該管柱最上一級封隔器為雙向卡瓦式封隔器，可根據(jù)地質(zhì)方案需要

17、，配以任意多級的Y341-114型封隔器，封堵多個高含水層。由于封隔器處于自由懸掛狀態(tài)，坐封時，封隔器居中，密封率高。且尤其適用于井筒下部套變或有落物而無法采用平衡式堵水管柱的井。因為該管柱有雙向卡瓦錨定與套管上，所以不會發(fā)生管柱上頂現(xiàn)象。適用范圍：適用于大泵井和電泵井多層堵水。,⒋可鉆式封隔器封堵管柱,管柱結(jié)構(gòu)：該堵水管柱主要由Y443-114型封隔器、坐封器、延伸工作筒等井下工具組成。,可鉆式堵水管柱示意圖,喇叭口,插入管柱,,,

18、,,,,,,,,,生產(chǎn)層,堵水層,抽油泵,喇叭口,,Y443-114封隔器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,篩管,,插入密封段,Y443-114封隔器,,,工藝特點：可鉆式封隔器是一種永久式封隔器，其工作壓差和工作溫度是任何可取式封隔器不可比擬的。通過調(diào)整其插入密封系統(tǒng)，能進行分層堵水，分層改造。由于插入系統(tǒng)的外徑小，起下簡便。因此該管柱具有多功能、封堵可靠、有效期長的特點。不足之處是如果想起出封隔器，只能鉆銑，工作量大。適用范

19、圍：該類管柱用于封堵層系、堵底水、套變井堵水或修復(fù)加固后的套損井堵水。,第二節(jié) 機械堵水管柱的新發(fā)展,近年來，由于油田進入高含水期開采階段后，部分油井產(chǎn)液量大，多層高含水，層間矛盾更加突出，地下情況更加復(fù)雜。針對這種情況，又出現(xiàn)了新的特殊功能的堵水管柱。,⒈長膠筒封隔器細分堵水管柱,管柱結(jié)構(gòu)：由丟手接頭、K341-114型長膠筒封隔器(或K341-114型長膠筒封隔器與Y341-114型封隔器組合使用)、偏心配產(chǎn)器、絲堵等組成。,長膠

20、筒封隔器細分堵水管柱,這種管柱是為滿足堵層細分和厚油層內(nèi)堵水的要求而設(shè)計的。,工藝特點：由于長膠筒封隔器的膠筒長度為1m或2m，而普通封隔器的膠筒只有20cm，對于一般小于1m的物性夾層，由于配管柱時的深度誤差，普通封隔器很難準確卡在夾層內(nèi)。而長膠筒封隔器由于其膠筒長，解決了這一問題。 厚油層內(nèi)堵水則是利用長膠筒封隔器來封堵射孔炮眼，利用厚油層內(nèi)結(jié)構(gòu)界面封隔實現(xiàn)層內(nèi)細分堵水，封堵高滲透層產(chǎn)出通道，控制高滲透部位的產(chǎn)出量，達

21、到了控制無效采出和挖潛低滲透層潛力的目的。適用范圍：適用于薄夾層堵水井或厚油層層內(nèi)堵水井。,⒉可調(diào)層堵水管柱,油田進入高含水期開采后地下情況復(fù)雜，堵水層位判斷的準確性降低，影響了機械堵水一次成功率，針對這種情況，研究成功了泵抽井正常生產(chǎn)情況下的可調(diào)層堵水管柱，以提高堵水管柱的施工一次成功率和利用率。可調(diào)層堵水管柱又分為液壓可調(diào)層和機械可調(diào)層堵水管柱。,管柱結(jié)構(gòu)：由丟手接頭、Ｙ341-114型平衡式封隔器、FXZD-114堵水器、絲堵”

22、等工具組成，管柱支到人工井底。,⑴液壓可調(diào)層堵水管柱,液壓可調(diào)層堵水管柱,,,,,,,,,,,,,生產(chǎn)層,堵水層,抽油泵,丟手接頭,Y341-114L封隔器,FXZD-114堵水器１,絲堵,,,Y341-114L封隔器,Y341-114L封隔器,,FXZD-114堵水器２,工藝特點：根據(jù)堵水地質(zhì)方案要求，將油層井段分為幾段，每段用封隔器卡住，中間裝一個FXZD-114堵水器(關(guān)或開 )，然后釋放封隔器，下完井管柱投產(chǎn)。投產(chǎn)后需要調(diào)整堵水

23、層位時，可以通過油套環(huán)空打壓，堵水器在內(nèi)外壓差達到12.0-15.0MPa 以后即開始動作，調(diào)整堵水器的關(guān)、開狀態(tài)和順序，達到重新對換調(diào)整堵水層位，為堵水地質(zhì)方案拿不準的井堵水提供技術(shù)手段，減少下井管柱返工次數(shù)，降低措施的施工費用，提高堵水措施的經(jīng)濟效益和社會效益。該管柱工藝特點是實現(xiàn)找水堵水管柱一體化，目前該工藝只適應(yīng)三段堵水層位，應(yīng)用范圍受到一定限制。適用范圍：適用于各種泵抽管柱，調(diào)層方便，適應(yīng)性強，但不滿足多層高含水油井堵水的需

24、要。,移位開關(guān)式可調(diào)層堵水管柱管柱組成：主要由帶有滑套開關(guān)的懸掛式機械堵水管柱及移位開關(guān)儀兩部分組成。兩者配合可在不動管柱的條件下，實現(xiàn)ф70mm以下泵抽管柱堵層與生產(chǎn)層的任意反復(fù)調(diào)整。,⑵機械可調(diào)層堵水管柱,移位開關(guān)式可調(diào)層堵水管柱,Y445-114封隔器,Y341-114封隔器,Y341-114封隔器,,,,,,,,,,,,油層,油層,抽油泵,滑套開關(guān)１,絲堵,,,,,導(dǎo)錐,,滑套開關(guān)２,,滑套開關(guān)３,,,移位開關(guān)儀,工藝特點：

25、根據(jù)地質(zhì)方案將油層分成幾個層段，并用Y445-114與Y341-114兩種封隔器將各個層段卡開，在相應(yīng)層段管柱上接有滑套開關(guān)，投產(chǎn)后需要調(diào)整堵水層位時，利用鋼絲攜帶新型移位開關(guān)儀經(jīng)油套環(huán)空下入井內(nèi)，對堵層與生產(chǎn)層任意調(diào)整。其特點是滑套開關(guān)可任意多級使用，在不動管柱的條件下，可反復(fù)調(diào)層。該技術(shù)與分層測試工藝配套，對分析油水井連通情況，調(diào)整區(qū)塊開發(fā)方案具有指導(dǎo)意義，并能夠驗證封隔器的密封性，從而提高細分機械堵水工藝成功率。適用范圍：適用于

26、ф70mm以下泵抽井的多層細分機械堵水。,⑶電動開關(guān)式可調(diào)層堵水管柱管柱組成：主要由帶有滑套開關(guān)的平衡丟手管柱和電動開關(guān)測試儀兩部分組成。,電動開關(guān)式可調(diào)層堵水管柱,,,,,,,,,,,油層,油層,抽油泵,滑套開關(guān)２,絲堵,,,導(dǎo)錐,滑套開關(guān)３,,液壓連通器,,滑套開關(guān)１,Y341-114封隔器,,,油層,,,,,,電動開關(guān)器,工藝特點：根據(jù)堵水地質(zhì)方案要求，將油層井段分為幾段，每段用封隔器卡住，中間裝１個滑套開關(guān)（下入時處于封閉狀

27、態(tài)）。管柱下入后，釋放封隔器，下入完井管柱（泵外徑不大于φ90mm）。調(diào)層時從偏心井口測試閥，將電動開關(guān)器由油套環(huán)形空間下入滑套開關(guān)處，進行開或關(guān)調(diào)整，實現(xiàn)堵水層位調(diào)整的目的。它的特點是利用電動開關(guān)器實現(xiàn)滑套的打開或關(guān)閉，在不動管柱的情況下，可對任一層或幾個層進行反復(fù)調(diào)整，可在地面計量產(chǎn)液或含水量。適用范圍：該管柱適用于不出砂油井堵水，可以反復(fù)調(diào)多個層，適用性較強。,⒊套損井小直徑封隔器堵水管柱,為了有效挖掘堵水的潛力，需要對套損井堵

28、水，而套損井采用整形密封加固等修井措施后，修復(fù)段套管內(nèi)通徑變小，采用常規(guī)封隔器（如Y341-114系列封隔器等）無法下入，不能實施堵水措施。應(yīng)用Y341-100小直徑封隔器堵水管柱，滿足了套損井堵水的實際需要。,管柱結(jié)構(gòu)：由Y341-100小直徑封隔器、Y341-114封隔器和667-1小直徑配產(chǎn)器等組成的丟手式堵水管柱。,,667-1配水器,工藝特點：可采用普通Y341-114、Y441-114等封隔器與小直徑封隔器配套使用。適用范

29、圍：適用于存在套變的各類機采井堵水。,4.自驗封堵水管柱,開展自驗封機械堵水管柱試驗的目的是掌握封隔器的密封狀況。自驗封機械堵水管柱由FXZY445-112A可撈式自驗封封隔器和FXZY341-112A可撈式自驗封封隔器及635-3排液器組成的懸掛式丟手管柱；或者由FXZY341-112A可撈式自驗封封隔器和635-3排液器組成的平衡支底丟手管柱。,該管柱所用封隔器是由兩組膠筒組成（如示意圖），兩組膠筒之間有一個進液孔---驗封機構(gòu)裝置

30、，封隔器座封，同時驗封機構(gòu)打開，液流進入進液孔，當壓力達到17-19MPa時，穩(wěn)壓5min無滲漏，壓力不降，證明封隔器膠筒密封，以此達到檢驗?zāi)z筒密封和管柱密封的目的。,第三節(jié) 化學(xué)堵水工藝的新發(fā)展,表活劑吞吐與堵水結(jié)合工藝,注水開發(fā)油田中，一方面由于注入水不能改變油層的油水界面張力，另一方面注入水主要沿高滲透層低效循環(huán)，因此，水驅(qū)的采油效率比較低。針對這兩個問題，目前也有各自的解決辦法。前者采用表面活性劑溶液代替水溶液，使油層中油水

31、之間產(chǎn)生低界面張力(10―1～10―2 mN/m)或超低界面張力(達到10―3 mN/m或更低)，提高洗油效率；后者則采用調(diào)剖堵水措施，封堵高滲透層，提高中、低滲透層的動用程度。表活劑吞吐與堵水結(jié)合工藝就是表面活性劑驅(qū)油和油井堵水的結(jié)合，它同時解決了注水開發(fā)油田中水驅(qū)油效率低和層間矛盾比較大的兩個問題。,表活劑吞吐與堵水結(jié)合工藝就是首先向地層高壓注水，使中低滲透層壓力升高。由于進入高滲透層的水易向內(nèi)部擴散，所以仍處于低壓區(qū)。然后注入表活

32、劑和油井堵水劑，這些化學(xué)劑均優(yōu)先進入高滲透層，從而在工藝上做到化學(xué)劑的選擇性注入。最后再用高粘度的過頂替液，將全部化學(xué)劑活塞式地頂至離井眼3m以外，以保證油井有盡可能高的產(chǎn)液量。油井投產(chǎn)后，遠處沿著高滲透層的來水，攜帶著表活劑推進至中低滲透層。使注入水既提高波及系數(shù)，又提高洗油效率，達到增油降水目的。,第五章 機械堵水管柱的有關(guān)計算,第一節(jié) 如何配堵水管柱,在堵水施工過程中，技術(shù)人員要根據(jù)工藝方案組配堵水管柱，配管柱的關(guān)鍵在于使封

33、隔器膠筒能夠卡在工藝方案要求的準確深度上。,一般卡點的深度按下述公式計算：H=L1+L2+a-b-h式中：H——卡點的深度 L1——卡點以上油管累計長度，m; L2——卡點以上的下井工具累計長度，m; a——套補距，m； b——四通高，m； h——井口加高，m；配管柱時需要計算卡點以上油管的累計長度L1，則： L1=H

34、-L2-a+b+h,第二節(jié) 配管柱過程中的誤差計算,⒈產(chǎn)生誤差的原因,由于幾方面原因?qū)嶋H封隔器卡點深度與上述公式的理論計算結(jié)果有一定誤差：,二是管柱下井時上扣的松緊程度。,一是丈量管柱的誤差。,三是管柱自重導(dǎo)致管柱伸長。,四是封隔器打壓釋放產(chǎn)生的管柱伸長。,⒉誤差的理論計算,以卡瓦懸掛式堵水管柱為例，在卡瓦懸掛式堵水管柱釋放前，上部是堵水投送管柱，通過丟手接頭與下部的堵水管柱相連，整個管柱懸掛于井口，一方面由于管柱自重產(chǎn)生伸長△L1，

35、另一方面封隔器打壓釋放也導(dǎo)致管柱產(chǎn)生一個伸長△L2。兩種伸長導(dǎo)致封隔器卡點位置產(chǎn)生一個下移△L。,設(shè)封隔器理論卡點深度為1000m，封隔器釋放壓力為15MPa,油管為Φ62mm時，計算封隔器卡點的實際位置。,⑴堵水投送管柱自重效應(yīng)產(chǎn)生的管柱伸長量△L1的計算,△L1 =（γ-γo）L2/2E式中：△L1 ——油管自重伸長長度，cm；L——丟手封隔器卡點深度，cm；E——鋼的彈性模數(shù)，為2.1×106Kg/cm2;γ

36、——鋼的比重，0.00785Kg/cm3;γo——井內(nèi)液體的比重，0.001Kg/cm3;△L1 =（γ-γo）L2/2E =(0.00785-0.001) ×1000002/ 2×2.1×106 =16.3cm,⑵封隔器打壓釋放導(dǎo)致管柱產(chǎn)生的伸長量△L2的計算,△L2=PL/EF式中：P——封隔器釋放時作用在丟手管柱絲堵上的力。P=150Kg/cm2×

37、;(6.2cm)2×π/4=4526.3 KgL——丟手封隔器深度；E——鋼的彈性模數(shù)，為2.1×106Kg/cm2;F——油管管柱橫截面積；對Φ62mm油管，F(xiàn)=11.66cm2△L2=PL/EF= 4526.3×100000 /2.1×106×11.66 = 18.4cm,△L=△L1 +△L2=16.3cm+18.4cm=34.7c

38、m,由上述計算結(jié)果可知，如果卡瓦懸掛式堵水管柱的封隔器卡點設(shè)計深度為1000m，則實際上由管柱自重伸長和釋放壓力導(dǎo)致的管柱伸長，使得封隔器卡點深度下移了34.7cm。,在實際配管柱過程中，技術(shù)人員憑經(jīng)驗，在丈量油管時，適當考慮留出管柱下井過程中的伸長量，一般在配管柱時，允許每1000m有±0.2m的誤差。,第六章 機械堵水井的選井選層原則,⒈一般堵水井選井選層時要參考下列幾方面資料：,⑴根據(jù)地質(zhì)動態(tài)分析，選擇含水上升，產(chǎn)油量

39、下降的高含水井確定為堵水井。,⑵進行分層測試，測試流壓、每個層段的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量及含水率。,⑶根據(jù)可靠的分層測試資料，預(yù)測堵水效果。,⒉通過資料分析認為符合下列條件的，可正式確定為堵水井：,⑴單井含水較高，有一定的產(chǎn)液能力，堵層含水一般超過90%。,⑵層間矛盾突出，堵后有接替層增產(chǎn)，或堵后能選擇其他層改造增產(chǎn)。,⑶堵層受多向注水井點影響，水井沒有控制注水余地，因為控注后，要影響其他油井產(chǎn)量，造成綜合產(chǎn)量下降。,⑷堵層平面分布面積較廣，多

40、向連通狀況較好，有出油井點。,各油田可根據(jù)各自不同的開發(fā)形勢，確定各自具體的數(shù)值標準。以喇嘛甸油田為例：,目前喇嘛甸油田抽油機井堵水選井原則： 產(chǎn)液在60t/d以上，綜合含水在92％以上。,目前喇嘛甸油田電泵井堵水選井原則： 產(chǎn)液在200t/d以上，綜合含水在94％以上。,第七章 堵水施工前的準備工作,⒈ 初選堵水井；,⒉ 核實堵水井措施前的產(chǎn)液，含水及動液面數(shù)據(jù)；,⒊ 編寫堵水井地質(zhì)方案設(shè)計；,⒋ 確定堵水工藝管柱結(jié)構(gòu)及所用下井

41、工具；,⒌ 井況調(diào)查：井身結(jié)構(gòu)，歷次施工情況，油井工作制度及生產(chǎn)數(shù)據(jù)等；,⒍ 編寫施工工藝設(shè)計，安排施工計劃。,堵水設(shè)計包括內(nèi)容,一、基礎(chǔ)數(shù)據(jù),二、生產(chǎn)數(shù)據(jù),三、堵水管柱,四、驗竄管柱,五、施工工序,六、施工要求及注意事項,,第八章 堵水主要施工工序及施工質(zhì)量標準,目前油井機械堵水工藝的主要施工工序有：起原井 (桿、管)、打撈（井下丟手堵水或不壓井管柱）、找水、刮蠟、沖砂、驗竄、測磁、 釋放、丟手、下泵等工序。,第一節(jié) 刮蠟?zāi)康募皹?/p>

42、準,刮蠟的目的：,⑴檢查井身狀況，有無套變，是否井斜等；⑵刮掉井壁死蠟并替出。,刮蠟的標準：,⑴刮蠟用小于套管內(nèi)徑６mm刮蠟器進行刮蠟，如下不去可根據(jù)實際情況縮小刮蠟器的直徑。⑵刮蠟深度至射孔底界以下10m。 ⑶刮蠟后替入井筒容積的1.2 ～1.5倍熱水進行循環(huán)，替出井內(nèi)死油或死蠟。,第二節(jié) 沖砂目的及標準,沖砂的目的：,沖砂就是用高速流動的液體將井底砂柱沖散，并借上返液流將泥砂帶出地面，加深沖砂管柱沖至人工井底或設(shè)計深度

43、。沖砂分為正沖砂、反沖砂和正反沖砂三種方式。,沖砂及探砂面的標準：,⒈探砂面標準,⑴一律采用光油管硬探，嚴禁帶封隔器探砂面。⑵探砂面深度以指重表懸重下降20kN～30kN，連探3次，數(shù)據(jù)一致為標準，其管柱深度為砂面深度。,⒉沖砂標準,⑴沖砂管柱絲扣要上緊，做到不刺不漏。沖砂管以砂面以上２m左右進行沖砂，液量充足，沖砂水量為井筒容積的2倍以上，排量不低于20m3/h。⑵沖砂時，平穩(wěn)緩慢加深，管柱不堵不卡。⑶沖砂要徹底，沖至人工井底后

44、，以20m3/h的大排量進行循環(huán)，連續(xù)３次測得出口含砂量小于0.2％為合格。⑷探砂面，核實人工井底，誤差不得超過0.3m。,第三節(jié) 驗竄的目的及標準,驗證套管外可能竄槽的油、水層之間是否竄通及竄通的狀況所進行的工藝措施，叫做驗竄。驗竄方法有封隔器法，同位素測井法和聲幅測井法等幾種，最常用的方法為封隔器驗竄法。封隔器驗竄方法分為單級封隔器驗竄和雙級封隔器驗竄兩種管柱結(jié)構(gòu)。驗證方法有套溢法、套壓法兩種。,,,,,⒈套壓法和套溢法的概念,

45、套壓法：即觀察套管壓力的方法，采用高--低--高或低--高--低方式變換油管注入壓力，同時觀察套管壓力變化。若套管壓力隨著油管壓力的變化而變，則說明油層之間有竄槽現(xiàn)象；若套管壓力不隨油管壓力而變，則說明無竄槽現(xiàn)象。,套溢法：即是觀察套管溢流量的方法，采用變換油管注入壓力的方法，同時觀察與計量套管溢流量，若套溢量隨著注入壓力的變化而變，則說明竄槽，反之不竄。,⒉套壓法驗串標準,⑴坐好井口控制器，井口裝標準壓力表。,⑵根據(jù)實際情況，可采用單

46、級封隔器或雙級封隔器。,⑶套壓法驗竄正注水不少于三個壓力點（一般采用高--低--高，即10--8--10MPa），每個注水壓力穩(wěn)壓不小于15min。觀察記錄套管壓力的變化，如果套管壓力在此壓差下變化值小于0.5MPa，則可認定無竄槽；如果套管壓力隨注水壓力的變化而變化，且在此壓差下變化值大于0.5MPa，則初步認定該層位及以上井段竄槽，這時需要上提管柱至射孔井段以上，驗證管柱及封隔器的密封性能。,⑷發(fā)現(xiàn)竄槽時，應(yīng)上提封隔器到射孔井段以上

47、，再按10-8-10MPa或8-10-8 MPa三個壓力值注水，驗證封隔器及管柱的密封情況。如果此時注水壓力基本可以穩(wěn)定，且壓力穩(wěn)定時無注入量，則認為封隔器及管柱密封，確認為驗竄目的層竄槽；否則認為封隔器及管柱不密封，起出這趟管柱，重下驗竄管柱再進行驗證。,⒊套溢法驗竄標準,先計量全井穩(wěn)定的套溢量(m3/h)后，按10-8-10MPa或8-10-8 MPa三個壓力值注水，每個壓力值穩(wěn)定時間不小于15min，觀察記錄套管溢流量的變化，如果

48、套管溢流量不隨注入量變化，則可認定無竄槽，如果套溢量隨注水壓力的變化而變化，且在此壓差下（2.0MPa）變化值大于10L/min，則需要驗證管柱密封狀況后再確定是否竄槽。,驗證管柱密封狀況的具體做法為：,上提驗竄管柱至射孔井段以上，按10-8-10MPa或8-10-8 MPa三個壓力值注水，每個壓力值穩(wěn)定時間大于10min，觀察記錄套管溢流量的變化，如果套管溢流量隨注入壓力的變化而變化，且變化值大于1L/min，則說明封隔器或油管密封性

49、能不合格，要起出重下驗竄管柱，如果套溢量不隨注水壓力的變化而變化，則說明管柱密封，驗竄目的層竄。,竄通量的計量：,公式：Q竄＝Q正溢－Q全溢×n％ 式中：Q竄---某一注水壓力下的竄通量，m3/h。Q正溢---某一注水壓力下的正注套溢量，m3/h。Q全溢---套壓為零時全井穩(wěn)定套溢量，m3/h。n％--- 上封隔器以上油層吸水剖面占全井的百分比。,第四節(jié)

50、 封隔器釋放標準,⒈管柱封隔器的卡點及卡距的概念,卡點：井下管柱中封隔器所下的位置(深度)叫做井下管柱封隔器的卡點；,卡距：井下管柱中兩級封隔器卡點之間的距離叫卡距。,⒉釋放標準,釋放就是根據(jù)不同類型的封隔器使其在井下坐封，密封油套環(huán)形空間的地面施工過程?，F(xiàn)在以最常用的液壓坐封封隔器為例，液壓坐封的封隔器坐封時要在油管內(nèi)打壓，靠液壓傳遞把力作用在封隔件上，使其膨脹密封油套環(huán)形空間。如常用的Ｙ441-114和采研Ｙ341-114 兩種封隔

51、器，它們的釋放要求為：,⑴封隔器卡點不能卡在炮眼、套管變形部位和接箍處，應(yīng)卡在套管光滑部位。⑵在井口安裝經(jīng)過校對量程合適的壓力表。⑶用水泥車往油管內(nèi)灌滿干凈清水。⑷用水泥車將油管壓力緩慢升至設(shè)計要求，穩(wěn)壓20～30min（注：Ｙ341-114封隔器釋放壓力16-18MPa；Y441-114封隔器的釋放壓力略高，直到卡瓦固定管柱為止)。,⒊現(xiàn)場監(jiān)督中的主要工作,⑴對于下入平衡式堵水管柱的井，測磁時一定要摘掉吊卡，使管柱支到井底，測磁

52、合格后才能釋放。,⑵對于有卡瓦堵水管柱，釋放后一定要下探管柱，確認Y441-114封隔器卡住后方可丟手。,⑶監(jiān)督釋放壓力和穩(wěn)壓時間是否達到設(shè)計要求。,第五節(jié) 丟手工序,堵水管柱的丟手是通過投球打壓使丟手接頭分開來實現(xiàn)的，丟手后堵水管柱留在井中，而丟手投送管柱(丟手接頭上部和鋼球一起起出)起出方可下泵。,管柱丟手分三種形式：,投球打壓丟手： 帶有丟手接頭的平衡管柱,打壓丟手： 應(yīng)用FXY445-

53、114系列橋塞封隔器的懸掛管柱,轉(zhuǎn)管柱丟手： 應(yīng)用Y443-114可鉆封隔器或Y441-114卡瓦封隔器 的懸掛管柱,第五節(jié) 丟手工序,堵水管柱的丟手是通過投球打壓使丟手接頭分開來實現(xiàn)的，丟手后堵水管柱留在井中，而丟手投送管柱(丟手接頭上部和鋼球一起起出)起出方可下泵。,丟手后觀察溢流可判斷封隔器的釋放情況：,⑴不帶活門的堵水管柱丟手后溢流變小，可證明堵掉一部分液量，反之不然；,,,,,,⑵帶活門堵水管柱丟手后無

54、溢流，證明封隔器坐封良好，反之不然。,第九章 堵水施工質(zhì)量現(xiàn)場監(jiān)督,堵水施工質(zhì)量現(xiàn)場監(jiān)督主要從兩個方面入手：,⒈檢查方案執(zhí)行情況,,了解和掌握具體井的施工內(nèi)容及施工要求；,檢查施工現(xiàn)場是否有施工設(shè)計方案；,檢查施工隊伍是否執(zhí)行施工設(shè)計方案；,是否按施工設(shè)計方案要求進行每道工序的施工；,,⒉施工工序檢查,起下管桿檢查：,其檢查方法和要求同檢泵井的要求一致；,打撈拔封檢查：,觀察打撈和拔封的負荷、磨封情況等；,沖砂工序檢查：,沖砂方式、沖

55、砂排量、水量及水質(zhì)情況等；沖砂循環(huán)情況；出口是否見清水；核實人工井底等工序是否按施工質(zhì)量標準執(zhí)行；,,第十章 堵水效果評價標準,⒈ 堵后產(chǎn)液量穩(wěn)定或略有下降，產(chǎn)油量增加，含水下降5.0個百分點以上； ⒉ 堵后產(chǎn)液量下降，產(chǎn)油量穩(wěn)定或略有下降，含水下降5.0個百分點以上； ⒊ 堵后產(chǎn)液量和產(chǎn)油量均下降，但液油下降比大于15：1； ⒋ 堵后若生產(chǎn)參數(shù)不變，液油變化不大，動液面下降500m以上； ⒌ 堵后若動液面不變

56、，抽油機井產(chǎn)液量下降20％以上，電泵井產(chǎn)液量下降30％以上。,衡量一口油井機械堵水是否成功，有上述5條標準，符合上述其中一條為堵水成功，其中第４條和第５條標準就工藝角度而言，前３條從地質(zhì)角度講，即有效井標準。,,第十一章 機械堵水新工藝及發(fā)展方向,隨著目前國內(nèi)各油田綜合含水的不斷升高，油井堵水難度也越來越大，針對油田的地質(zhì)開發(fā)形勢的需要，堵水工藝也有了一些新的發(fā)展。,由于油井各層含水普遍較高，地下情況更加復(fù)雜，堵水目的層與非目的層含水

57、差別縮小，利用動靜態(tài)資料分析判斷高產(chǎn)液、高含水層的準確性降低，影響了機械堵水的一次成功率，可調(diào)層堵水技術(shù)成為一種新的發(fā)展方向，并得到了充分發(fā)展?，F(xiàn)在已經(jīng)形成了液壓可調(diào)層和機械可調(diào)層兩大類幾種可調(diào)層管柱實現(xiàn)了找水測試與堵水一體化，提高了堵水成功率，減少了調(diào)整作業(yè)工作量。,⒈可調(diào)層堵水技術(shù)有了充分發(fā)展,,針對油田縱向上高含水層相間分布、層系間含水差異越來越小的矛盾，為有效封堵控制無效采出，提高中低滲透油層動用程度，細分堵水成為一個最主要的攻

58、關(guān)方向。以長膠筒封隔器為代表的多層細分堵水工藝和層內(nèi)細分堵水工藝不斷完善，由大段堵水發(fā)展到多層細分堵水和層內(nèi)細分堵水，細分條件由穩(wěn)定隔層發(fā)展到結(jié)構(gòu)界面，滿足了特高含水期油田“控水穩(wěn)油”的需要。,⒉細分堵水工藝成為機械堵水的發(fā)展方向,,如為滿足套損井細分堵水的小直徑封隔器堵水管柱，為能驗證管柱密封性而設(shè)計的自驗封堵水管柱等。,⒊ 一些特殊的工藝管柱不斷開發(fā),總的說來，在高含水開采階段，堵水是一項長期性的工藝措施，在堵水實踐中還會遇到各種各