陳聰穎，馬 翔，朱蘇清，白友國

(1．中國石化江蘇油田分公司采油一廠，江蘇 江都 225000;2．中國石化江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇 揚州 225009)

治理套管大段破漏或多點出水的問題油井，目前應(yīng)用最廣泛的是插管采油技術(shù)［1］。該技術(shù)通過使用橋塞或封隔器，封隔井內(nèi)的出水層位及套管破漏，實現(xiàn)改善產(chǎn)液結(jié)構(gòu)、降低無效產(chǎn)水的目的。與擠灰作業(yè)等治理手段相比，在施工速度、作業(yè)成本上優(yōu)勢明顯［2－3］，目前也形成了較為系統(tǒng)、成熟的配套工具。但該工藝需要先下入坐封工具和橋塞實施坐封，橋塞坐封后，起出管柱，再連接插管及抽吸泵插入橋塞封堵出水層位進行開采［4－6］，故需下兩趟管柱才能完成工藝。并且在起出坐封工具到下入插管的過程中，有井下異物落入橋塞中心管孔道影響插管入槽的風(fēng)險。為此，開展了一體化采油工藝技術(shù)及配套工具和工藝的研發(fā)，該技術(shù)可實現(xiàn)橋塞坐封、插管、下泵僅需下一躺管柱，簡化作業(yè)工序，縮短作業(yè)周期，降低單井作業(yè)成本。

1 研究思路

為了實現(xiàn)插管采油，實現(xiàn)橋塞坐封和插管兩道工序僅需下一趟管柱的目的，必須從兩方面入手:

(1)機構(gòu)一體:使坐封工具與插管能夠相連為一整體下入井下。

(2)功能改造:對于采用管式泵進行舉升油井，改造其固定閥的機構(gòu)功能，使其既能在橋塞坐封時保持通道暢通及起壓要求，又能在油井開抽后具備管式泵固定閥的功能。

2 結(jié)構(gòu)組成

一體化插管采油工藝系統(tǒng)主要由一體化采油插管橋塞、過流固定閥、底部閥和打撈工具四大部分組成，其主要結(jié)構(gòu)如圖 1，2，3，4 所示。

2.1 一體化采油插管橋塞

一體化采油插管橋塞是在D型［7］可取式插管采油橋塞的基礎(chǔ)上，基于一體化插管擠灰橋塞［8］的設(shè)計思路研制的，可實現(xiàn)橋塞坐封和插管采油僅需下一趟管柱。由坐封工具、可取式橋塞、插管和解封工具4部分組成(見圖1)。其中，坐封工具為四個液壓缸體。

主要技術(shù)指標:剛體最大外徑114 mm，橋塞長度1 800 mm，工作壓差70 MPa，工作溫度120℃，解封負荷40～60 kN。

圖1 一體化采油橋塞

2.2 過流固定閥

該工具(見圖2)用以替代抽油泵的普通固定閥，連接在抽油泵的下方，與一體化插管采油橋塞一趟下入井中。橋塞坐封時，由于頂桿將固定閥頂離凡爾座，液體可通過該裝置傳遞壓力，對橋塞進行坐封;下抽油桿時，碰泵下壓壓桿剪斷銷釘，固定閥球落座，實現(xiàn)抽油泵固定閥的功能。

圖2 過流固定閥

2.3 底部閥

該工具(見圖3)連接在一體化采油工具底部，橋塞坐封時，底部閥關(guān)閉，承載坐封壓力。橋塞坐封后，底部閥銷釘剪斷，閥球座在彈簧的彈力作用下彈出密封套，打開開采通道。

圖3 底部閥

2.4 打撈工具

如需撈橋塞時，下入該打撈工具(見圖4)打撈橋塞解封頭，上提管柱，橋塞解封，撈出橋塞。

圖4 打撈工具

3 工作原理

3.1 橋塞坐封

坐封時，用泵車向管柱內(nèi)打壓10 MPa，坐封銷釘剪短，壓力通過液壓坐封工具中的活塞作用推動橋塞錐體下行，撐開卡在套管壁上;同時，可取式橋塞中心管總成上行，壓縮膠筒膨脹，密封油套管環(huán)形空間，鎖套與鎖環(huán)嚙合，在鎖塊作用下膠筒心軸與鎖定接頭緊密相連，橋塞內(nèi)部結(jié)構(gòu)自鎖，完成橋塞坐封。泵車壓力升至18 MPa時，張力環(huán)剪斷，坐封機構(gòu)和插管與橋塞本體完全分開，上提下發(fā)測試懸重驗封。

3.2 凡爾落座

橋塞驗封后，下入抽油桿及柱塞，依靠其重力載荷(10～20 kN)通過壓桿、閥球剪斷頂桿銷釘，頂桿下落到托筒內(nèi)，固定閥球落座，實現(xiàn)抽油泵固定閥的功能。

3.3 橋塞解封

需要解封時，拔出插管，用油管下入橋塞解封工具，解封工具抓住橋塞解封頭后，上提管柱，解封頭剪斷銷釘，封頭上行，鎖塊失去約束而退出鎖塊槽，心軸與鎖定接頭分開，膠筒收縮，錐體上行，卡瓦收回到卡瓦筒內(nèi)，橋塞解封，并隨管柱起至地面。

4 技術(shù)特點

(1)一體化采油工具采用將插管采油橋塞置于橋塞內(nèi)部的設(shè)計，一趟管柱下井即可實現(xiàn)橋塞坐封和插管采油的目的。同時，橋塞坐封后坐封機構(gòu)和插管與橋塞本體完全分開，管柱可向上自由活動。

(2)可靠的防卡設(shè)計?？ㄍ卟糠植捎脙?nèi)置式卡瓦結(jié)構(gòu)，橋塞在井筒中起下時不易遇阻遇卡，可以在任意斜度的井中安全使用。

(3)獨特的錨定機構(gòu)。該橋塞利用卡瓦、卡瓦錐體、卡瓦外筒的巧妙結(jié)合，具有良好的雙向承壓能力。

(4)安全的解封機構(gòu)。橋塞解封按鎖定機構(gòu)、密封機構(gòu)、卡瓦機構(gòu)的順序逐級進行，不管橋塞上下壓力是否平衡，對解封力不產(chǎn)生影響。

(5)獨特的配套過流固定閥裝置。既能滿足橋塞坐封時通道暢通及起壓要求，又能在油井開抽后具備管式泵固定閥的功能。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

一體化插管采油技術(shù)自從2013年10月開始應(yīng)用以來，現(xiàn)場共使用 4井次，工藝成功率達到100%，累計增油527.6 t(見表1)。

典型井例:F130井2013年10月上返投產(chǎn)生產(chǎn)全水，通過測試找漏，發(fā)現(xiàn)出水破漏段為1 604～1 958 m，2013年10月對出水段采用一體化插管采油封堵作業(yè)，施工一次成功，下泵生產(chǎn)后日產(chǎn)油6.4 t，含水也得到明顯控制，達到了預(yù)期封堵效果。

表1 措施增油效果

6 結(jié)論

(1)采油插管與橋塞及坐封工具采用一體化獨特設(shè)計，操作簡單，坐封、解封安全可靠，為封堵出水層或套管破漏井段實施插管采油工藝提供了一種有效的技術(shù)手段。

(2)實現(xiàn)了一趟管柱完成橋塞坐封和插管采油兩項作業(yè)，成功率高，有效縮短施工時間，降低施工成本。

(3)該工藝不僅適用于直井，還適用于定向井、水平井，特別是在一些深井、超深井的措施作業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］ 余杰，駱向杰，謝斌.新型擠注式橋塞的研制與應(yīng)用.石油機械［J］．2011，39(1):54 －55.

［2］ 白友國，謝軍，汪祥林等.新型可取式插管橋塞在封堵工藝中的應(yīng)用.石油機械［J］．2006，34(11):61－63.

［3］ 錢憶春，丁院平.插管找卡水采油工藝技術(shù)研究與應(yīng)用.石油化工應(yīng)用［J］．2011，30(11):12－15.

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