逐级解封注水封隔器在辽河滩海的应用

周广安

摘 要：随着油田勘探技术的不断发展，为保护环境等原因，井越打越深、越钻越斜，对地层的不断认识，层段越分越细，造成井下作业管柱中封隔器等井下工具也越来越多，管柱负荷也越来越大，经常出现封隔器无法解封或解封不完全负荷大造成作业转大修，既增加了作业成本，又增加了作业风险，还严重影响了作业的整体运行，耽误生产时间。因此，不可改变的井深和大斜度，以及地质技术需求的细分注水，提出了我们的注水工具封隔器需进行技术革新，实现封隔器逐级解封，从而减小作业整体负荷，确保安全作业，为油田精细注水提供技术保障。

关键词：大斜度；细分注水；逐级解封；负荷；安全；

0引言

辽河滩海油田地理位置特殊，采用丛式平台开发，部署的油水井均属大位移定向井，导致井斜和位移较大。最大井斜78°8′，最大位移2991.3m，平均井斜46°，平均位移1530m。开发主要目的层为东营组三段Ⅲ油组。特点是含油井段长（300～350米）、油层多（43个含油砂体）、单层薄（<5米，一般1-2米）。沉积相为三角洲前缘亚相的水下分流河道、前缘席状砂、分支流间湾和河口坝微相。储层岩性以粉砂岩和细粉砂岩为主。储层砂体的连通程度为85%，油层砂体的连通程度约为45%-50%。储层平均孔隙度为21.8%，渗透率为171×10-3μm2，为中孔中低渗储层，储层物性中等；油组非均质性较为严重，均质系数为0.17，级差1955，突进系数16.31，变异系数2.96，因此地质上细分注水需求越来越迫切。而油水井斜度大、全角变化率大，导致分注井起管柱解封时，负荷过大，作业风险增大，易造成大修，加大了作业成本。为此，2014年以来辽河滩海推广应用辽河钻采工艺研究院研制逐级解封注水封隔器，取得效果显著。

1逐级解封注水封隔器结构组成

逐级解封封隔器主要由坐封机构、密封机构、锁紧机构、洗井机构和解封机构五部分组成，具体结构如下图1：

2工作原理

2.1坐封过程：封隔器连接到油管上，下到设计位置后油管打压，水从中心管下部进液孔进入油管注水推动件胶筒压帽、止退外套、活塞，剪断坐封销钉，胶筒压帽向左运动压缩胶筒，密封油套环空，同时止退环与止退外套实现锁紧，防止胶筒回缩。封隔器坐封同时，液压从中心管上部进液孔进入推动件推动套、推动环向右运动，反洗通道关闭。

2.2注水过程：注水时，油管内压力通过中心管上部进液孔进入推动件推动套、推动环向右运动，保证反洗通道关闭状态，封隔器胶筒处于压缩锁死状态，确保了封隔器在注水过程中的封堵效果。

2.3洗井过程：套管反洗推动推动套、密封套向左运动，液压进入反洗通道，流入下部，实现反洗井。完成反洗井后，在进行注水时，液压从中心管上部进液孔进入推动件推动套、推动环向右运动，反洗通道关闭。

2.4解封过程：在胶筒与套管摩擦力的作用下，上提油管，上接头带上移，解封销钉剪断，推动套、密封套等上移，胶筒压帽不再压紧胶筒，在胶筒在回弹力的作用下下移，封隔器完成解封。

3技术参数

最大外径：148mm

内通径：62mm

长度：1650mm

最高工作温度：120℃

承压：25 MPa

解封载荷：40-60KN

4现场应用

2014年辽河滩海油田开始在现场进行应用试验，至2017年共在现场应用该项技术22井次，使用逐级解封注水封隔器65套，最大井斜63°38′，最大分层4级，封隔器坐封正常。因层段重组等原因起出逐级解封注水封隔器管柱4井次，解封负荷最大6.3t，封隔器解封率100%。因此，逐级解封注水封隔器具有坐封可靠，作业风险小等优势，适合未来细分注水的需求。

5结论与认识

5.1逐级解封注水封隔器坐封可靠，解封负荷小，具有逐级解封功能，将注水管柱解封负荷由原来20t降至到4-6t，大大降低了作业风险和作业成本。

5.2注水封隔器逐级解封机构采用平衡液缸控制，确保解封钉不受力，防止封隔器提前解封；洗井阀采用硫化密封，提高了洗井阀的可靠性。

5.3封隔器内通径为62mm，便于各种测试仪器的下入。

5.4逐级解封注水封隔器适合大斜度井细分注水。

参考文献：

[1]萬仁溥，注水工艺，采油工程手册（M），北京；石油工业出版社，2003，381-409