張秋陽(yáng)

（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程技術(shù)研究院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

目前，遼河油區(qū)油氣資源的開(kāi)采正處于中后期高含水階段，如果不及時(shí)堵水就會(huì)導(dǎo)致所注入水發(fā)揮不了作用而繞道而過(guò)，降低了驅(qū)替液效率或者無(wú)效循環(huán)。因此在實(shí)際操作中采用了機(jī)械堵水，提升驅(qū)替液效率或者循環(huán)。

自驗(yàn)漏定向堵水技術(shù)是針對(duì)遼河油田中后期大斜度高含水油井的堵水問(wèn)題提出的一種安全性高、密封性好、打撈可靠、可自驗(yàn)漏的機(jī)械堵水技術(shù)，主要由大斜度丟手裝置、高張力扶正裝置、大斜度自驗(yàn)漏密封裝置、自定位打撈裝置等組成，施工時(shí)通過(guò)油管將工具串下到預(yù)定位置，油管內(nèi)打壓，在不同壓力下完成錨定坐封、封隔油套環(huán)空、驗(yàn)封、丟手等功能，實(shí)現(xiàn)封堵目標(biāo)水層的目的。該技術(shù)克服了常規(guī)機(jī)械堵水工具在水平井或大斜度井中難以實(shí)現(xiàn)有效密封且無(wú)自驗(yàn)漏功能等問(wèn)題，對(duì)于解決遼河油田中后期大斜度高含水油井的堵水問(wèn)題有著積極的意義[1]。

1 自驗(yàn)漏定向堵水工具

1.1 工具結(jié)構(gòu)

自驗(yàn)漏定向堵水工具主要由大斜度丟手裝置、高張力扶正裝置、大斜度自驗(yàn)漏密封裝置、自定位打撈裝置等組成。其中核心機(jī)構(gòu)為大斜度自驗(yàn)漏密封裝置，該裝置由座封機(jī)構(gòu)，自鎖機(jī)構(gòu)，密封機(jī)構(gòu)，驗(yàn)封機(jī)構(gòu)和解封機(jī)構(gòu)組成。座封機(jī)構(gòu)由雙級(jí)液缸組成，用于完成座封動(dòng)作。自鎖機(jī)構(gòu)由鎖塊，自鎖本體，鎖環(huán)和支撐機(jī)構(gòu)組成，用于完成密封件座封自鎖功能。密封機(jī)構(gòu)由外中心管，膠筒隔環(huán)，驗(yàn)封環(huán)和上下支撐座組成，用于完成膠筒座封密封功能。驗(yàn)封機(jī)構(gòu)由驗(yàn)封液缸，驗(yàn)封滑套，驗(yàn)封環(huán)和驗(yàn)封銷(xiāo)釘組成，用于檢驗(yàn)密封件的密封功能。解封機(jī)構(gòu)由解封銷(xiāo)釘，解封環(huán)，鎖塊，鋼套和自鎖本體組成，用于實(shí)現(xiàn)該裝置的解封功能。

1.2 施工技術(shù)管柱及原理

該技術(shù)通過(guò)兩種技術(shù)管柱進(jìn)行實(shí)施。一是堵底水技術(shù)管柱（封下采上管柱），二是堵層間水技術(shù)管柱（封上采下管柱）。堵底水技術(shù)管柱主要由大斜度丟手裝置，高張力扶正裝置，大斜度自驗(yàn)漏密封裝置，絲堵等組成，如圖1所示。

圖1 堵底水技術(shù)管柱

堵層間水技術(shù)管柱主要由大斜度丟手裝置，高張力扶正裝置，兩級(jí)大斜度自驗(yàn)漏密封裝置，定壓打掉裝置等組成，如圖2所示。

圖2 堵層間水技術(shù)管柱

堵底水技術(shù)管柱下入過(guò)程中需接入壓力平衡閥，如圖3所示。在管柱下入過(guò)程中，油井內(nèi)液體通過(guò)壓力平衡閥進(jìn)入管柱內(nèi)部，保證管柱內(nèi)外壓力平衡，使管柱能夠順利下入。堵層間水技術(shù)管柱下入過(guò)程中需接入定壓打掉裝置，如圖4所示。管柱下入過(guò)程中，油井內(nèi)液體通過(guò)定壓打掉裝置進(jìn)入管柱內(nèi)部，保持壓力平衡，同時(shí)能夠保證后續(xù)施工過(guò)程中憋壓成功。

圖3 壓力平衡閥工具結(jié)構(gòu)

圖4 定壓打掉裝置工具結(jié)構(gòu)

自驗(yàn)漏定向堵水工具的工作原理為，通過(guò)中心管打壓，當(dāng)壓力達(dá)到10 MPa時(shí)，座封釘剪斷，雙級(jí)液缸移動(dòng)壓縮密封件，同時(shí)自鎖環(huán)鎖掛自鎖本體，工具開(kāi)始座封和自鎖，當(dāng)壓力達(dá)到15 MPa時(shí)，穩(wěn)壓3～5 min，無(wú)壓降，座封完成。繼續(xù)打壓至18 MPa，驗(yàn)封滑套打開(kāi)，中心管內(nèi)壓力通過(guò)驗(yàn)封環(huán)上的驗(yàn)封孔傳到上下兩組已座封的膠筒之間，穩(wěn)壓3～5 min，無(wú)壓降，驗(yàn)封完成。

2 自驗(yàn)漏定向堵水技術(shù)在遼河油田的應(yīng)用

2.1 基本信息

本文以自驗(yàn)漏定向堵水工具在遼河油區(qū)架607-X井開(kāi)展的5-1/2″大斜度井堵層間水、堵底水施工為例。

該井位于遼河油區(qū)架嶺607區(qū)塊，完鉆井身為3 505 m，目前人工井底3 469 m，最大井斜60°11′，位置2 203.49 m，當(dāng)前產(chǎn)層井段為3 288.9～3 373.7 m，共分為5層，厚度為20.5 m，該井目前日產(chǎn)液8.4 t，日產(chǎn)油1.8 t，含水79%。

2.2 第一次堵水施工

計(jì)劃封堵3 299～3 300 m，厚度1 m，觀察產(chǎn)量和含水率變化。堵水工具組合：接球器+φ112 mm定壓打掉裝置+提升短節(jié)+高張力扶正器+自驗(yàn)漏密封裝置+高張力扶正器+提升短節(jié)+高張力扶正器+自驗(yàn)漏密封裝置+高張力扶正器+丟手裝置+提升短節(jié)，如圖5所示。

圖5 堵層間水工具管竄

工具下至預(yù)定位置，通過(guò)油管內(nèi)打正壓，完成座封、驗(yàn)封、丟手。進(jìn)行封堵后日產(chǎn)液7.1 t，日產(chǎn)油1.7 t，含水76%，產(chǎn)液量降低，說(shuō)明封堵層間水效果明顯，但含水率變化不明顯，分析認(rèn)為，其他層出水也比較嚴(yán)重，決定封堵目前產(chǎn)層，進(jìn)行調(diào)層生產(chǎn)。

2.3 第二次堵水施工

計(jì)劃3 288.9～3 373.7 m全部封堵，對(duì)其上部3 230～3 244.7 m進(jìn)行投產(chǎn)，預(yù)計(jì)封堵位置：3 284 m。堵水工具組合：倒錐絲堵+高張力扶正器+自驗(yàn)漏密封裝置+高張力扶正器+提升短節(jié)+丟手裝置+提升短節(jié)+φ114 mm大斜度壓力平衡閥，如圖6所示。

圖6 堵底水工具管竄

工具下至預(yù)定位置，通過(guò)油管內(nèi)打正壓，完成座封、驗(yàn)封、丟手。自驗(yàn)漏定向堵水工具堵底水施工過(guò)程順利，堵水效果明顯，下部層位封堵后對(duì)上部層位進(jìn)行射孔投產(chǎn)，投產(chǎn)初期日產(chǎn)液9.8 t，日產(chǎn)油3.2 t，含水55%。

2.4 應(yīng)用分析

2019年以來(lái)，自驗(yàn)漏定向堵水技術(shù)在遼河油區(qū)架嶺、海南等區(qū)塊共應(yīng)用30余井次，取得了良好的施工效果和經(jīng)濟(jì)效益。自驗(yàn)漏定向堵水技術(shù)是針對(duì)灘海油田中后期大斜度高含水井堵水問(wèn)題而提出的一種針對(duì)性技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該堵水技術(shù)封隔效果良好，具有自驗(yàn)漏功能，解封安全可靠，打撈容易，有效解決了灘海油田大斜度井的堵水問(wèn)題，得到了高度認(rèn)可。

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

通過(guò)對(duì)自驗(yàn)漏定向堵水工具結(jié)構(gòu)和原理分析以及該技術(shù)在遼河油區(qū)的應(yīng)用對(duì)比分析得出以下結(jié)論：

1）自驗(yàn)漏定向堵水工具的自驗(yàn)漏密封裝置具有自驗(yàn)漏功能，確保管柱座封和密封，高張力扶正裝置可提供最夠的支撐力，確保工具座封居中，提高密封效果；

2）通過(guò)壓力平衡閥和定壓打掉裝置等機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)封堵底水和層間水管柱的自由轉(zhuǎn)換，顯著提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益；

3）該技術(shù)有效地克服了常規(guī)機(jī)械堵水工具在水平井或大斜度井中難以實(shí)現(xiàn)有效密封且無(wú)自驗(yàn)漏功能等問(wèn)題，可有效解決灘海油田中后期大斜度高含水油井的堵水問(wèn)題。