复杂轨迹井测试封隔器的研制与应用

白雪飞

摘要 现有的测试封隔器多为旋转坐封封隔器，这种封隔器经过多年大规模的使用，具有坐封简单、性能可靠等优點，但是在井身轨迹复杂的井中往往出现坐封困难的现象。为了解决这一问题，研制出复杂轨迹井测试封隔器，有效的解决了复杂轨迹井坐封困难的问题，目前已经在胜利油田的地层测试井中展开应用，取得了良好的效果。

关键词：勘探开发 井身轨迹复杂  封隔器 地层测试 坐封

1.前言

近年来随着勘探开发的不断深入，复杂轨迹井不断增多，传统的旋转坐封测试封隔器在该类型井的使用过程中出现坐封困难等问题，为解决这一问题，研制开发了一种适用于复杂轨迹井的测试的封隔器，该封隔器自带旁通，通过上提下放操作进行坐封，有效的解决了因管柱旋转困难造成封隔器无法坐封的问题。

2.复杂轨迹井测试封隔器的研制

（1）坐封方式的选择

封隔器坐封的方式有多种，造成常规测试封隔器在复杂轨迹井中坐封困难的主要问题是管柱的扭矩传递不到井底封隔器的换位机构，因此从坐封原理入手，采用其它方式进行坐封。

①封隔器下到预定位置后，不需要旋转管柱，向管柱内投球，打压实现坐封，这种方式可以有效的解决管柱无法旋转的问题，但是常规测试工具，非全通径，投球无法落到测试阀以下的预定位置，实现投球打压。对于全通径的APR测试工具，可以采用投球、打压的方式实现坐封，但是测试井一般需要在油管内建立负压，进行诱喷，此种方法，无法对油管实现负压，综合考虑，无论是常规测试工具还是全通径的APR测试工具均不能采用此种封隔器进行测试。

②可研制使用套管打压坐封封隔器，封隔器装有破裂盘，设定破裂盘的数值，套管打压至破裂压力后，破裂盘破裂后推动封隔器实现坐封，这种方法可行，破裂盘是消耗品，费用较高，且联作测试也是通过套管打压进行射孔，相互之间存在干扰。

③通过上提下放管柱的方式进行封隔器的坐封，此种方法无需转动管柱，计算好封隔器下滑距后，上提管柱再下放管柱实现封隔器的坐封，机械坐封方法简便可靠，实现成本较低。

因此，还是选用最简单可靠的的机械式上提下放管柱坐封方式。将封隔器设计成上提下放管柱实现加压坐封，避免了因井身轨迹复杂管柱旋转困难造成的坐封困难。

（2）复杂轨迹井测试封隔器的设计

Y211封隔器是广泛应用在油田的上提下放式封隔器，但常用的Y211封隔器强度较低，耐压差不超过50MPa，无法满足测试井对封隔器的要求，不能直接将Y211封隔器应用在复杂轨迹井中，研制一种新型高温高压型上提下放式复杂轨迹井测试封隔器以满足测试井要求。

新研制的复杂轨迹井测试封隔器的结构如下图所示：

设计封隔器采用类似RTTS封隔器的双胶筒结构，采用类似P-T封隔器设计自带旁通，优化设计密封方式，采用O换和密封面密封，取代P-T封隔器的密封唇密封方式，在保证功能的同时，降低配件成本，自带旁通能够减少起下钻过程中的抽吸和激动压力，减小井控风险，解封时首先拉开封隔器旁通，胶筒上下压差平衡，有利于解封。

封隔器主要由旁通、密封组件、卡瓦总成、换位机构组成，融和了RTTS和P-T封隔器的优点，同时在封隔器的上接头、中间接头等部位装有锁定螺钉，确保封隔器的可靠性。

①主要技术参数：

外径         114mm

通径         40mm

工作压差     70MPa

工作温度     150℃

上下连接螺纹 2-7/8”EUE.B×2-7/8”EUE.P

抗拉强度     60t

②工作原理：

将复杂轨迹井测试封隔器连接入测试工具串，将换位凸耳处于短轨道位置，封隔器即可顺利下井，下到预定位置后，预留好封隔器的下滑距，上体管柱，换位凸耳换位至长轨道，下放管柱，锥体撑开卡瓦，卡住套管壁，继续下放关闭旁通孔，压缩胶筒，胶筒紧紧贴在套管上，密封油套环空。一般坐封力为100kN-150kN。

③操作步骤

a.将封隔器连接入测试工具串，封隔器下入到井口，操作人员在井口进行推放，测试封隔器换位是否顺畅好用，检查完好后，下入工具串;

b.控制下钻速度，严禁顿钻溜钻，如果遇阻立即上提，中途坐封立即上提，操作换位凸耳换位到短槽内后继续下钻。

c.下入到预定位置后，根据管柱长度及伸缩量预留方余，同时考虑封隔器的下滑距，测试管柱上提出方余和下滑距后，观察指重表下放管柱对封隔器进行加压。

3应用实例

该封隔器研制成功后，已经成功应用在2口测试井中。

XX井，测试井段3506.00-3558.50m，井斜达到78.59°，封隔器坐封位置井斜达到68.5°，该井井底温度110℃左右，井深、斜度大，管柱转动扭矩大，旋转坐封型封隔器坐封困难，采用新研制的复杂轨迹井测试封隔器配合APR测试工具进行测试。该井经过5天的测试，起出工具，封隔器完好、胶皮完好，各项功能正常，取得了合格的测试曲线。

YY井，测试井段3117.50-3134.50m，井身轨迹复杂，呈现“S”状，管柱无法转动，采用非旋转封隔器，配合MFE测试工具进行测试，经过6天的测试，起出工具，封隔器及胶皮均完好，取得了合格的测试曲线。

两口井的成功应用，表明该封隔器完全能够满足高温高压的复杂轨迹井井况，为今后的推广应用打下了坚实的基础。

5认识及结论

（1）面对复杂轨迹井，传统的旋转坐封测试封隔器，坐封困难，成功率较低，复杂轨迹井测试封隔器结构简单，上提下放的坐封方式，有效的解决了复杂轨迹井旋转管柱困难的问题，施工安全可靠。

（2）复杂轨迹井测试封隔器自带旁通，解封时先拉开旁通，平衡胶筒上下压差更有利于解封。

（3）复杂轨迹井测试封隔器胶筒与进口RTTS封隔器胶筒匹配，降低了成本，提高了胶筒的可靠性。

参考文献

[1]赵磊.简明井下工具使用手册[M].北京：石油工业出版社，1999

[2]朱晓荣.封隔器设计基础[M].北京：中国石化出版社，2012

（中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司 山东 东营 257000）