油田找堵水工艺论文

1、摘 要从近几年红岗油田开发情况看，含水量在逐年上升，每采出1t原油伴随采出8吨水，最高的区块已经达到每采出1吨原油伴随采出28.69吨水。目前，我厂综合含水超过85%的主力区块已经达到4个，占所有区块的65%，全厂综合含水已经超过90%，进入高含水开发阶段。随着区块进入高产液高含水期，针对地面集输系统负担沉重，污水处理费用逐年攀升，多层开采层间矛盾大等一系列问题，开展找复合堵水技术研究，形成了套漏井封水、封上采下工艺、封下工艺和封井等封堵水工艺，获得良好的效果。关键词：油田开发，堵水，复合技术,研究目 录第1章 前言1第2章 封水工艺管柱的研发22.1 平衡封水工艺技术指标及配套工具22.1.

2、1 封隔器的优选22.1.2 后置凡尔的研发32.1.3 伸缩管的研发42.2 封水工具的改进42.2.1 导压防渣凡尔的研发42.2.2 伸缩管的改进52.2.3 封隔器的改进62.2.4 平衡法封水的应用62.3 平衡封水工艺的形成7第3章 封水工艺技术的完善83.1 出砂井封水工艺83.2 平衡法封水工艺的改进8第4章 成熟封水工艺技术的形成104.1 套漏井封水工艺技术104.2 封下工艺技术104.3 封井工艺技术104.4 封上采下工艺技术11第5章 简化工艺，降低成本125.1 丢手验封一体化工艺管柱的研发125.2 带泵丢手工艺管柱的研发125.3 简化解封工艺管柱的研发13第

3、6章 封水工艺设计的完善14第7章 现场使用情况15第8章 结论16参考文献17致 谢18第1章 前言红岗油田萨尔图油藏是典型的湖相三角洲砂体，表现为多油层、砂泥岩薄互层，多旋回性，好坏油层交错间互，非均质性较强，多年来一直采取水井分层注水，油井多层合采的方式开采。随着油田注水开发的不断深入，目前萨尔图油藏已进入高含水开发后期，而且含水逐年上升，目前已达到92以上，主要靠增加注水量，大幅度提高产液量来保持油田稳产，造成大量无效水循环，不但使大量注入水资源浪费，而且平面矛盾与层间干扰日趋严重，平面上东西向井受效明显水淹严重，而南北向和角井方向含油饱和度较高受效差，层间早期开发的SII3-5层和处

4、于油水边界的SII9-16层为高产液高含水层同时地层压力高，而其它层产出低、压力低受干扰明显，这样降低了水驱采收率，极大地影响了油田开发效果。我们在做好注水分层认识的同时，相应的找准油井出水层位，并适时封堵，提高油层的存水率，是油田持续稳产、高产的前提。红岗采油厂传统的封水工艺是用251-5封隔器封水，虽然该工具施工可靠，效果明显，但也存在着致命的缺点：对套管伤害大，在井下时间长易造成卡井大修，不易于大面积应用。试验了一些新工艺也未成功。表1-1 各种封隔器封水工艺对比工艺工艺特点及存在的不足卡瓦封隔器封水施工简单，坐封可靠，可克服油管蠕动。不足：卡瓦对套管有一定伤害；卡瓦收缩弹簧损坏时，卡瓦

5、不能回收，容易造成卡井。2001年因此而造成2口井大修 。电桥塞封水施工简单，不受油管蠕动影响。不足：有效率低，2001年施工4口井，有效2口井。封水解封时需要大修扫塞，增加成本，施工周期长。丢手封隔器封水(辽河)施工简单，不受油管蠕动影响。不足：由于长时期在井下工作，容易自动解封掉落井底，需要下管柱打捞。红岗采油厂也曾与钻采院合作尝试化学堵水，如：泡沫堵水，氰凝堵水等，都没有取得很好的效果。随着地质开发的进一步深入，对封水工艺的需求越来越迫切，为了满足地质开发需求，红岗采油厂于2001年对封水工艺管柱及配套工具进行了研制与开发。通过几年不懈的努力，形成了满足地质开发需要的系列封水工艺。封水工

6、艺成功率由初期的90%提高到现在的100%；有效率由2001年的65%提高到目前的90%以上。第2章 封水工艺管柱的研发2.1平衡封水工艺技术指标及配套工具封水用的封隔器要坐封可靠，封得住，封得严，而且解封容易，对套管无伤害。工艺简单，封水、生产共用一套管柱，有效期长（不低于检泵周期）。经济实用，即成本低，施工容易。管柱模型如下：图2-1 封水生产一体化管柱图实现该工艺重点解决了三个技术方面的问题：优选封隔器、解决泵下封隔器胀封技术、消除油管蠕动技术。2.1.1封隔器的优选第一步所做的工作是筛选一种合适的封隔器。对现用的所有封隔器的工作原理、使用情况进行了逐一对比，选定了TTY341、754-

7、5、YC344封隔器进行试验。表2-1 三种封隔器优选对比封隔器名称试压方式试压压力结果结论TTY341正向100Kg呈雾状漏失，分析由于坐封距不够，坐封不严。增加坐封距，增加解封销钉直径反向60Kg解封754-5正向150Kg不渗不漏当层间压力高于50 Kg时封隔器解封失效，可考虑反响应用反向50Kg解封YC344正向150Kg不渗不漏当层间压力大于40 Kg时封隔器失效，可考虑将反洗通道堵死反向40Kg解封表2-2 三种封隔器现场应用对比封隔器应用情况TTY341解封压力随封水层位的高低可调整。754-5容易中途坐封，解封压力低且不可调。YC344容易中途坐封，解封压力不可调，解封困难，有

8、效期短；胶筒薄，不抗刮。通过对比最终选择了TTY341封隔器作为封水封隔器。封隔器确定了之后，要全力解决的是泵下封隔器胀封和消除油管蠕动问题。根据技术要求设计了后置凡尔和伸缩管.2.1.2后置凡尔的研发 由于受地面设备和合理沉没度的限制，通常泵挂位于油层上部，而封隔器位于油层部位，而无论压缩或压差封隔器都需要用泵车在地面通过油管打压才能坐封，但由于设计的生产、封水一体工艺管柱在油管与封隔器之间有固定凡尔相隔，无法将压力传导到封隔器，使封隔器无法胀封。为了解决这个难题设计了后投凡尔，解决了过泵导压问题。 图2-2 后置凡尔示意图2.1.3伸缩管的研发我们知道生产管柱每天要蠕动上万次，相应的与之共

9、用一套管柱封隔器也要随之蠕动相同的次数，这就使得封隔器每天都在极其恶劣的条件下工作，长时间的蠕动必然会增加胶筒的疲劳强度，减小有效期。因此消除油管蠕动是解决封水有效期的绝对因素。为此设计开发了伸缩管。图2-3 伸缩管示意图自此我们的工艺管柱及配套工具设计基本完成，见下图：图2-4 封水工艺设计图2001年应用该工艺技术封水32口井，成功率为90%，有效率达到65.5%。2.2 封水工艺的改进虽然我们的设计目标初步达到了，但仍旧存在很多不足，最大的不足就是有效率低。因此在2002年我们又对工艺管柱及配套工具进行了完善，以提高工艺成功率和有效率。2.2.1 导压防渣凡尔的研发我们在总结后置凡尔应用

10、情况发现它存在着下面不足：由于我厂采用玻璃衬里油管，在下泵时掉落的玻璃渣子就会堆积在凡尔上部，将凡尔垫住，造成生产时泵漏；当后置凡尔的卡簧坏后容易造成不能正常生产，工艺复杂容易造成工艺失败。为此我们又设计了防渣导压凡尔。图2-5 后置凡尔卡示意图图2-6 导压防渣凡尔示意图2.2.2 伸缩管的改进我们通过现场解剖发现，先期设计的伸缩管的使用寿命没有达到设计要求，主要是密封胶圈磨损较快，失去密封性能。因此，我们又对伸缩管进行了重新设计，将以前胶圈的线性密封改为现在的面密封，即如深井泵柱塞和工作筒之间的密封性能一样，并要求达到一级泵的设计指标，而且还加长了中心管的伸缩距，由原来的1米增加到1.5米

11、。这样我们就从根本上解决了伸缩管的使用寿命问题。图2-7 伸缩管改进前后对比图2.2.3 封隔器的改进根据失效井的动态分析我们又对TTY341封隔器的解封压力进行了调整，就是根据不同的地层压力设计不同的解封压力。一是避免解封压力低时遇到高压地层而使封隔器解封；二是避免应用一概应用解封压力高的销钉给以后解封带来麻烦。对此我们对选定材质的销钉作了地面剪切试验，以确定不同解封压力下的销钉直径。具体见下表：表2-3 销钉剪切试验数据表销钉直径（毫米）剪切压力（兆帕）36.048.04.510.0512.02.2.4 平衡法封水的应用 我们认真的进行了剖析，最后一致认为消除封隔器蠕动是保证封水有效的关键

12、环节。我们以前所采取的在封隔器上部加伸缩管只是消除来自封隔器上部油管蠕动对封隔器的影响。但是经过分析来自被封隔层位的地层压力也对封隔器产生较大的影响。图2-8 平衡法封水前后对比示意图2.3 平衡法封水工艺的形成过对配套工具的改进，使封水一次成功率达到100%，封水有效率由改进前的65%提高到目前的90%以上，有效率提高了25%。图2-9 完善后的封水工艺管柱示意图第3章 封水工艺技术的完善3.1 出砂井封水工艺在经过了对封水配套工具的进一步完善后，我们的封水工艺已经成熟，能够满足封底层水、封中间层水、封上层水的技术要求。统计2002年封水30口井，工艺成功率达到100%，有效率达到了85.3

13、%。在当时封水工艺徘徊不前的情况下取得了技术突破。虽然我们的技术已经非常成熟，但我们并没有停止探索的脚步，继续寻找不足，不断完善封水工艺。通过对2001-2002年的无效井、问题井的分析，认为该工艺还存在不足。如+5-05井2001年压裂SII12层，要求封堵SII15-19层，属于封下采上工艺，我们采用平衡法封水，结果由于生产过程中压裂层吐砂，造成封隔器胶筒上部沉砂而卡井，最后大修。见下图：图3-1 封上采下示意图说明平衡封堵法不适用于压裂后封下采上要求，针对压裂封水容易造成砂卡的情况，经过调研，我们引进了FXY445-114可捞压裂桥塞，该工具的特点是抗压高，双向卡瓦锚定，油管打压丢手，解

14、封时卡瓦强制收缩，坐封、解封可靠。解封时如若砂埋则可通过冲砂然后打捞解封。通过现场应用有效的解决了压裂出砂卡井的问题。目前共采用丢手封水97口井，打捞成功率达到100%，没有发生出砂卡井现象。3.2 平衡法封水工艺改进由于采用平衡法封上层水时无法准确判断底封的工作状态，给封水后地质开发带来一定的困难，针对这个问题开发了双底封带泵堵水工艺管柱。图3-2 双底封带泵堵水示意图07年应用双底封封水工艺施工35口井，有效率达到94.2%。第4章 成熟封水工艺技术的形成4.1套漏井封水工艺技术该管拄具有生产与封水管柱一体化，封堵成功率高，有效期长。至目前共封套管漏8口井，有效率100%，有效期2年以上。

15、图4-1 套管堵漏示意图4.2 封下工艺技术该管柱生产与封水管柱为两体，封水管柱不受生产管柱的影响。至07年底桥塞封堵167口井，有效159口井，有效率95.5%，有效期可达2年以上。图4-2 封下层水示意图4.3 封井工艺技术至2007年底，水泥塞封水25井次，有效率达到100%，而且至目前均一直有效。图4-3 封井示意图4.4 封上采下工艺技术图4-4 封上采下示意图第5章 简化施工工艺，降低措施成本5.1 丢手验封一体化工艺管柱的研发为了验证桥塞封水施工后其密封性，我们要对其丢手后的工具进行了验封。最初的工序是起出丢手管柱后，再下一趟验封管柱，工具是一套475-8封隔器。这样就可以验证桥

16、塞在井下的工作状况。但工序复杂，增加成本与占井时间。为此我们针对这种情况设计了一套丢手验封一体工艺管柱。累计应用该技术105口井，节约作业成本101.6万元。图5-1 改进后的验收管柱示意图5.2 带泵丢手工艺管柱的研发针对目前丢手工艺工序多，占井周期长，作业费用高的现状，开发带泵丢手工艺管柱。技术原理是将平衡封水的管柱与丢手工艺管柱相结合，将丢手封隔器接在泵下，通过导压凡尔传导丢手压力，实现丢手，然后上提泵挂至设计深度即可完井生产。减少单一趟丢手管柱，节约作业费用0.7井次，合1.14万元。图5-2 带泵丢手工艺原理图5.3 简化解封工艺管柱的研发平衡法解封采取的技术手段是先上提解封，若解不

17、开则起管作业解封，这种工艺的缺点是增加作业成本的同时，增加了占井时间。05-07年共解封51井次，费用89.7万元。针对这种情况，通过对管柱原理分析后可简化解封工艺，减少占井时间，节约作业费用。07年施工2口井，节约作业费用2.6万元。图5-3 解封工艺管柱简化图第6章 封水工艺设计的完善认真查阅修井历史，对于以前使用过卡瓦类工具的井在本次封水前要求刮套,同时本次封隔器位置避开上次卡瓦位置。由于井下套管情况复杂，封水封隔器位置尽量选择上次压裂成功的封隔器位置或者两次压裂成功的封隔器之间的位置。将现场施工经验完善到设计中，确保工艺成功率。图6-1 套管有毛刺和腐蚀示意图我们在引进FXY455桥塞

18、初期，由于没有使用经验，现场施工完全按照说明书执行。在施工中发现丢手压力低于设计压力，而且桥塞座封效果不好。通过深入研究桥塞的工作原理，我们发现桥塞的丢手动作和胶筒压缩是同时进行的。在丢手过程中如果泵车瞬间排量大、起压快就会造成虽然丢手但封隔器胶筒座封不到位的情况。根据这种情况我们要求尽量用小泵打压，打压过程中缓慢起压，既5MPa、 10MPa 、15MPa 、20 Mpa，最后丢手，这就保证了封隔器胶筒能够充分胀封。第7章 现场使用情况从2001年至2007年累计封水374井井次。措施有效率由2001年的63.3%提高到目前的92.6%。表7-1 2001-2007年封水效果统计表年份施工井数有效井数有效率%2001322165.620023126842003474391.42004565191.072005514792.120067572962007827692.6从封水工艺分类效果统计可看出桥塞和水泥封水效果要好于TTY341封水效果，有效率及有效期都高。分析原因主要是由于采TTY341工艺封水所使用配套工具较多，存在问题的