周懷光，單全生，沈建新，歐如學(xué)，孫玉國，陸愛華，賀湘輝，徐繼昌

(1.中國石油大學(xué)(華東) 石油工程學(xué)院，山東 青島 266580；2.中國石油塔里木油田分公司 開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒 841000；3.中國石化勝利油田 勝利采油廠，山東 東營 257061)

塔里木H油田超深油井套管找堵漏技術(shù)實踐及認(rèn)識

周懷光1,2，單全生2，沈建新2，歐如學(xué)2，孫玉國2，陸愛華2，賀湘輝2，徐繼昌3

(1.中國石油大學(xué)(華東) 石油工程學(xué)院，山東 青島 266580；2.中國石油塔里木油田分公司 開發(fā)事業(yè)部，新疆 庫爾勒 841000；3.中國石化勝利油田 勝利采油廠，山東 東營 257061)

對于超深油井而言，找漏堵漏施工難度比淺井更大。針對塔里木H油田油井高壓、高溫、高礦化度及井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜特點，通過優(yōu)化工藝和施工步驟,總結(jié)出適用H油田的找堵漏技術(shù)。通過2015年8口找堵漏實踐，堵漏成功率100%，累計增油3.16×104t，證明了該技術(shù)基本滿足H油田超深井套管找堵漏需求。

超深井；套管找漏；套管堵漏；塔里木

塔里木H油田主要有東河砂巖、薄砂層兩個主力油藏，整體超深(埋深大于5 000 m)、油層薄(最薄0.4 m)、儲油豐度低(平均40.15×104t/km2)，整體采用水平井開發(fā)，初步實現(xiàn)高效開發(fā)；該油田自2005年以來，套管漏失造成油井停產(chǎn)的數(shù)量逐漸增加，嚴(yán)重影響油田正常生產(chǎn)，降低油藏開發(fā)效果。2015年共發(fā)現(xiàn)8井次因套管漏失導(dǎo)致油井停產(chǎn)，主要表現(xiàn)為油井含水突然上升至100%，電泵井或有桿泵井動液面、產(chǎn)液量上升，套管漏失后平均單井日產(chǎn)油能力下降24 t。因此，及時發(fā)現(xiàn)套管[1]漏失，并有針對性的堵漏，可以快速有效恢復(fù)油井產(chǎn)能，提高生產(chǎn)時率、提高油藏開發(fā)效果。

1 H油田超深油井套管漏失原因和特點

1.1 地質(zhì)因素

在下第三系和三疊系砂泥巖界面(對應(yīng)深度2 300 m～2 500 m、3 400 m～4 100 m)處存在地應(yīng)力突變現(xiàn)象，另外部分油井套管漏失井段靠近斷層，這是形成套損漏失的主要內(nèi)因。

1.2 工程因素

1)由于井身結(jié)構(gòu)簡化造成水平井的直井段自由套管超長(3 000 m～4 000 m)，固井質(zhì)量不合格；另外超深井固井工藝不合理導(dǎo)致固井質(zhì)量較差。

2)受井深影響部分油井套管絲扣腐蝕或固井分級箍失效。

3)局部施工壓力超過該處套管抗內(nèi)壓強度。

4)機采參數(shù)不合理導(dǎo)致單井壓差變化過大或過于頻繁，加劇套管薄弱處漏失。

2 超深井套管找堵漏技術(shù)

2.1 超深井套管找漏技術(shù)

國內(nèi)套管破損后找漏技術(shù)主要包括井下作業(yè)找漏技術(shù)和測井找漏技術(shù)，包括打鉛印、工程測井、套管試壓找漏、負(fù)壓找漏等[2]。通過對2015年8口井找漏、堵漏技術(shù)總結(jié)分析，受深井高壓、高溫、高礦化度、完井管柱結(jié)構(gòu)的影響，產(chǎn)液剖面測試、電磁探傷測井等常規(guī)的找漏技術(shù)難以廣泛使用；逐漸形成套管試壓找漏、負(fù)壓找漏、工程測井技術(shù)為主，靜溫梯度測試等技術(shù)為輔的超深油井套管找漏技術(shù)。

2.1.1 工程測井找漏技術(shù)

H油田檢測套管質(zhì)量的工程測井技術(shù)主要是多臂井徑測試技術(shù)。MIT多臂井徑成像儀主要利用觸臂上提運動過程中內(nèi)徑改變量來反映套管現(xiàn)狀的測井技術(shù)；內(nèi)徑改變量通過觸臂傳感器傳輸傳至測筒內(nèi)壓力桿軸上，然后模擬信號被轉(zhuǎn)變成輸出的電壓信號或數(shù)字信號；在地面電腦人工操作下，完成對信號的編譯和解碼，最終計算出油、套管內(nèi)徑的變化量，達(dá)到套管現(xiàn)狀的檢測目的。儀器同時帶有定位儀，可以確定井斜角和方位角，多臂井徑測試技術(shù)可錄取套管最大內(nèi)徑、最小內(nèi)徑、剩余壁厚三個參數(shù)，可對套管的變形、腐蝕、破損等工況進行檢測，可以定量解釋。如AH4-2H井，2015年7月工程測井，井段 0 m～4 820.0 m，結(jié)果顯示3 024.1 m處套管穿孔或可能穿孔，經(jīng)過封隔器打壓判斷3 017.96 m～3 027.52 m 為漏點井段。

2.1.2 靜溫梯度測試找漏技術(shù)

靜溫梯度測試是測量井身剖面的溫度變化趨勢。靜溫梯度找漏法原理：在油井關(guān)井(或井口不出液)條件下，生產(chǎn)層一般無液體產(chǎn)出，此時井筒內(nèi)壓力和溫度應(yīng)保持相對平衡。如果存在套損，套損處地層流體與井內(nèi)流體壓力、溫度場不同，發(fā)生套管滲漏和向產(chǎn)層倒灌，打破原有平衡，導(dǎo)致滲漏點壓力上升、溫度梯度下降，溫度梯度在滲漏點會出現(xiàn)明顯拐點。靜溫梯度測試儀器下入井中(現(xiàn)場一般同時測試靜壓、靜溫)，從上向下(或從下向上)選擇不同深度點停留并自動記錄該點壓力和溫度，處理資料時，通過計算兩測點之間壓力、溫度的變化率，即可獲得該處的壓力梯度和溫度梯度[4]。其中溫度梯度關(guān)系式為：

(1)

式中:G為靜溫梯度，℃/100m；H1、H2為井筒內(nèi)兩個不同深度值，m；T1、T2為對應(yīng)深度H1、H2處的溫度值，℃。

如AH4-42井，2015年12月測靜溫梯度3 178 m～3 388 m存在異常，經(jīng)過封隔器試壓判斷3 293.34 m～3 306.85 m為準(zhǔn)確漏點井段，與測試結(jié)果基本相符。

2.1.3 套管試壓找漏技術(shù)

套管試壓找漏技術(shù)就是將封隔器及配套工具下入井內(nèi)，利用封隔器將可能漏失的井段與產(chǎn)層分隔，根據(jù)找漏目的從油管或套管內(nèi)打壓，通過壓力變化來確定套管漏失情況；在目前的技術(shù)條件下，套管試壓找漏施工簡單，結(jié)論準(zhǔn)確可靠，成功率高，是一種有效的找漏方法[3]。結(jié)合H油田超深油井的井況及油井壽命，通常采用加長膠筒封隔器作為主要工具進行找漏(簡稱封隔器找漏，以下均用此名稱)。首先通井、刮壁確保井筒通暢，考慮該油田地層壓力系數(shù)0.85左右的特點，下可取式復(fù)合機橋至油層頂部，將產(chǎn)層與井筒封隔，保護油層不被污染，再下加長膠筒RTTS封隔器進行全井段分段打壓找漏。受井深的影響，封隔器找漏施工時間長，因此常用工程測井和靜溫梯度測試初步確定可能漏失點，再用封隔器找漏，確定具體漏失段。如AH4-64H井，2015年11月測靜溫梯度，在1 655 m～1 755 m存在異常，下RTTS封隔器試壓判斷1 768.21 m～1 777.69 m、3 479.72 m～3 503.13 m為漏點井段。

2.2 超深井套管堵漏技術(shù)

針對H油田超深油井，主要采用擠堵劑封堵和雙封卡堵[5]兩種堵漏技術(shù)，對于擠堵劑封堵效果較差的油井，在擠堵劑施工后再下雙封卡堵套管漏失點；個別電泵井采用過電纜封隔器封堵電泵上部漏失點，其次是采用套管補貼技術(shù)堵漏，該技術(shù)使用后對后期采油工藝選擇影響較大，使用范圍較小，一般不在H油田使用。

2.2.1 擠水泥(堵劑)封堵

通過對套管漏失井段擠入固井水泥或化學(xué)堵劑[6]進行堵漏；第一種方法是若漏失點上部無第二漏失點，在漏失點以下井筒內(nèi)下入復(fù)合橋塞，將擠堵管鞋上提至漏失點上50 m～100 m，油管正擠使水泥進入漏失段，侯凝后起到封堵作用；另外一種擠堵劑方法是漏失點上部有第二漏失點，在第一漏失點之上下可取式擠注封隔器(或RTTS加長膠筒封隔器)，擠高強度耐溫抗鹽堵劑封堵套管漏失點。如AH4-42井，找漏發(fā)現(xiàn)3 293.34 m～3 306.85 m為準(zhǔn)確漏井段，實施擠水泥封堵后，全井筒試壓不降，證明套管漏失井段堵漏成功。

2.2.2 自驗封雙封隔器卡堵

在套管漏失井段下入自驗封雙封隔器堵漏管柱(SVS自驗封封隔器+油管+SVS自驗封封隔器)，上封隔器下至漏失井段上部位置，下封隔器下至漏失井段下部，中間使用油管連接，達(dá)到封堵套管漏失井段的目的。自驗封封隔器下至設(shè)計位置后，投球打壓至封隔器啟動壓力，封隔器活塞啟動使上下膠筒實現(xiàn)密封油套環(huán)形空間，此時鎖定活塞實現(xiàn)座封；油管內(nèi)繼續(xù)打壓，下封隔器剪短驗封銷釘，驗封活塞移位進而連通出液孔，壓力不降則下封隔器驗封合格；環(huán)空反打壓驗證上封隔器密封，壓力不降證明上封隔器驗封合格。自驗封雙封隔器的使用，實現(xiàn)了液壓雙封隔器管柱下封隔器自行驗封的功能，較大提高了超深井封堵效果。如AH4-3H井，找漏發(fā)現(xiàn)2 096 m～4 798 m井段存在多點漏失，下入自驗封雙封隔器堵漏管柱， 7″自驗封封隔器封位2 429.21 m、5 1/2″自驗封封隔器封位4 398.6 m，封隔器自驗封合格，環(huán)空打壓15 MPa，30 min內(nèi)不降，上封隔器驗封合格，封堵成功。

3 礦場實踐效果

2015年塔里木H油田共實施找堵漏8井次，成功8井次，成功率100%，堵漏后日恢復(fù)產(chǎn)油能力233 t，措施后累計增油3.16×104t(見表1)。

典型井：AH4-65H井：2004年9月27日完井投產(chǎn)，初期日產(chǎn)油165 t，不含水，生產(chǎn)期間壓力、產(chǎn)液緩慢下降，2006年9月16日轉(zhuǎn)電泵生產(chǎn)，生產(chǎn)期間含水逐年上升，至2015年11月1日該井日產(chǎn)液235 t，日產(chǎn)油20 t。2015年11月30日化驗含水率100%，日產(chǎn)液由235 t上升至269 t，動液面由1 105 m回升至500 m，初步判斷該井套管漏失，需要找漏、堵漏作業(yè)。2015年12月測靜溫梯度，在3 415 m～3 745 m存在異常(見圖2)，下復(fù)合機橋至5157.65m，保護油層；經(jīng)過RTTS封隔器試壓判斷3 687.48 m～3 697.05 mm 為漏點井段，下長膠筒RTTS封隔器擠水泥管柱，對3 687.48 m～3 697.05 m注水泥漿

表1 塔里木H油田2015年油井套管找堵漏效果統(tǒng)計

12 m3，侯凝后鉆磨至3 723 m以下井筒試壓15 MPa，穩(wěn)壓30 min不降，繼續(xù)鉆磨復(fù)合機橋至人工井底，為保證封堵效果下入自驗封雙封隔器堵漏管柱(上封隔器3 448 m，下封隔器3 753 m)驗封合格，堵漏成功。組下電泵完井投產(chǎn)(見圖3)，初期日產(chǎn)液204 t，日產(chǎn)油3 t，生產(chǎn)期間含水緩慢下降，20 d后日產(chǎn)油恢復(fù)至21 t,該井套管漏失前后采油曲線(見圖4)，94 d增油1 597 t，堵漏效果顯著。

4 結(jié)論與認(rèn)識

1)塔里木H油田套管漏失井段主要分布下第三系和三疊系，另外多集中在自由套管段，套管漏失表現(xiàn)為短時間含水率上升至100%，油井產(chǎn)液量、動液面明顯上升。

2)H油田用測試靜壓靜溫梯度找漏技術(shù)指導(dǎo)封隔器找漏是成功的，封隔器打壓確定的漏點均在靜溫梯度法分析的異常井段內(nèi)。

3)通常根據(jù)漏失井段吃入量的大小確定套管漏失封堵方式。對于吃入量大的漏失段采用擠水泥的方法進行封堵；對于吃入量較小或擠水泥堵漏效果較差的漏失段采用擠堵劑封堵，擠堵劑擠入量小的漏失段，采用自驗封雙封隔器堵漏技術(shù)進行二次封堵。

4)H油田超深油井套管堵漏方法：首先在油層頂界下復(fù)合機橋，保護油層免受污染；靜溫梯度或工程測井測試技術(shù)初步判斷漏失位置，封隔器打壓找到準(zhǔn)確漏失井段；其次根據(jù)漏失井段吃入量選擇擠水泥(堵劑)或自驗封雙封隔器封堵；封隔器反打壓或氣舉負(fù)壓排液驗證封堵效果；最后組下機采完井管柱投產(chǎn)。

[1] 張全勝.油田套管損傷的治理技術(shù)研究[J].石油礦場機械,2008,37(6):20-23.

[2] 竇霽虹,張義寬,崔志明.油(水)井套管缺陷的三維模擬及其識別方法[J].石油勘探與開發(fā), 2001,28(5):91-92.

[3] 劉會緒.封隔器找漏技術(shù)的原理與應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011,12(1):76.

[4] 王陶,陳軍,榮寧,等.利用靜溫梯度變化規(guī)律快速準(zhǔn)確查找套損段[J].新疆石油天然氣,2006,2(1):43-45.

[5] 張曉丹,楊進,魏倩,等.海上水平井找漏堵漏工藝研究[J].石油礦場機械,2012,41(7):92-97.

[6] 劉強鴻.油(氣)水井套管封固堵漏技術(shù)[J].鉆采工藝,2008,31(2):146-148.

Knowledge and Practice of Casing Leakage Finding and Plugging for Ultra-deep Wells in Tarim H Oilfield

ZHOU Huai-guang1,2, SHAN Quan-sheng2, SHEN Jian-xin2, O Ru-xue2,
SUN Yu-guo2, LU Ai-hua2, HE Xiang-hui2, XU Ji-chang3

(1.Petroleum Engineering College, China University of Petroleum(East China), Qingdao 266580, Shandong, China; 2.Development Department, Tarim Oilfield Company, Petro China, Korla 841000, Xinjiang, China; 3.Shengli Oil Plant of Shengli Oilfield， SINOPEC， Dongying 257061, Shandong, China)

Casing leakage finding and plugging in utra-deep wells is more difficult than shallow wells. According to the characteristics of high pressure, high temperature and high salinity and complex wellbore structure of wells, casing leakage finding and plugging technique for H Oilfield was developed by optimizing technological process and construction procedure. Applications of casing leakage finding and plugging are made for 8 times in 8 wells with success rate of 100%,adding up oil by 3.16×104t,which proved that this technique can basically meet the needs for casing finding and plugging in the ultra-deep well of H Oilfield.

utra-deep well; casing leakage finding; casing plugging; Tarim

2016-05-10

周懷光(1984-)，男，山東聊城人，工程師，在讀中國石油大學(xué)(華東)石油與天然氣工程專業(yè)碩士，主要從事油氣田開發(fā)技術(shù)工作，郵箱zhouhg-tlm@petrochina.com.cn。

TE34

B

1008-9446(2016)06-0025-06