完井固井工艺中采用了套管外封隔器的应用分析

完井固井工艺中采用了套管外封隔器的应用分析

杨祖富

杨祖富渤海钻探第一固井公司吐哈项目部河北省任丘市

摘要：为了使固井质量得到保证，我国的胜利油田将套管外封隔器使用在了多套压力层系井、复杂井、漏失井、高压井的固井完井工艺中。同时在使用过程中，对结构进行不断地改进，使新型的管外封隔器开发研制出来，密封效果各位改善，对于特殊工艺完井和复杂油田的开发需求完全满足。本文针对更加多样化的完井方式和更为复杂化的油藏，深入研究分析了套管外封隔器在固井完井工艺中的使用状况。

关键词：结构改造管外封隔器固井工艺

从上世纪80年代开始，我国的胜利油田开始将套管外封隔器使用在了多套压力层系井、复杂井、漏失井、高压井的固井完井工艺中，使得很多技术性难题迎刃而解，固井质量得到提高。在采收率提高、保护油层的固井完井工艺中引入套管外封隔器技术的效果同样令人满意。伴随着不断改进套管外封隔器工具结构，对老油田的固井质量和后期开发工艺产生着十分重要的积极影响

1、常规套管外封隔器在固井完井中的使用

1.1高压井

水泥浆在固井后失重是高压井固井技术中的难题，当地层高压层的压力超过环空液柱压力的总和时，就会导致第一、二界面上窜或水泥浆内被侵入了高压水、气、油，使油气水通道逐渐形成。油气水通道的形成不仅仅是严重地损害了固井质量，同时对于有效地开采油气也造成了一定程度的影响。套管外封隔器技术在高压井固井工艺中的使用为：在高压层上端50—39m处，选择的井段必须为小于15%的井径扩大率且井眼规则，将套管外封隔器安装在井段上，将环控高压水汽油的窜流完全阻断并密封井壁，从而使固井质量得到保证。其中胜利油田东营凹陷坨76、坨71、盐22、水925等高压区块固井完井时，套管外封隔器技术的使用效果甚为良好，对高压水汽油的封隔效果十分显著

1.2漏失井

在对易漏低压井固井施工时，当地层魄力压力低于管外液柱压力时，就将造成漏失情况，致使水泥低返。对漏失井采用套管外封隔器技术时，首先在易漏低压层上端50—30m处，选择的井段必须小于15%的扩大率且井眼规则，将套管外封隔器加放后，封隔器在受到碰压后涨开从而将液柱压力的传递彻底阻断，使水泥返高得以保证。胜利油田在桩西古潜山、坨121区块、滨南火成岩和草桥古潜山等油藏的固井完井中，均适用了套管外封隔器加放技术，使水泥浆漏失的隐患得以改善，水泥浆返出地面得到了保障。

1.3多套压力层系油井

对于裸眼井段有多套或者两套压力层系的固井中，为了使水泥浆和不同压力流体之间的窜扰得到预防，可将套管外封隔器加放在不同眼里层系之间的井段上，在套管外封隔器受到压力涨开密封井壁后就可对流体或水泥浆的窜扰起到有力的阻断想，使封隔效果得到保障。胜利油田的胜坨地区和现河148断块，有几十个油层分布在砂四和砂一之间，压力层系由于注水的原因而形成了多套，将套管外封隔器加放在不同压力层之间后，这一地区的固井质量得到了明显改善。

1.4复杂井

在加深浅探井或深探井时，新的含油气层的发掘和多套压力层系等情况很容易出现在加深过程进行中，既是为了对新层的地质储量进行测试，也是为了使成本得到节约，完井工艺通常都采用注水泥筛管顶部尾管的办法。为了使油层得到保护，测试数据的准确性得以保证，同时也为了使固井质量得到确保，需要加放众多封隔器时也包含了尾管重叠段，并且对于封隔器的打开压力级别的上下设置必须正确。比如利深101井和莱深1井，为了测量和测试新发现的疑似油层的储量，就使用了注水泥筛管顶部尾管的方法，并且将众多的套管外封隔器加放在尾管重叠段和不同油层之间，使甲方的勘探要求得到满足。

1.5特殊井

对多种油藏进行有效开发的手段之一是水平井，前段提到的注水泥顶部筛管技术是通常在水平井所使用的，其中最为重要的就是筛管顶部套管外封隔器的密封性能，尤其是低压高渗油藏和裂缝潜山油藏。另外，在当前的分支井完井、分段封隔完井和选择性完井技术中，套管外封隔器有着更加重要和更为广泛的使用性和使用范围。

2、常规套管外封隔器的局限性

套管是常规套管外封隔器的本体，橡胶是其内层和外层的支撑原料，钢片斜向叠合成中间结构，还可以保证一端滑动另一端固定，当液柱压力作用时，封隔器的均匀周向膨胀通过滑动像伞一样实现。如果遇到不规则的井眼，无论斜井和直井，密封的严密性难以得到保证，尤其是常规的套管外封隔器在水平井防砂完井技术中的应用，其密封效果并不尽如人意。套管外封隔器下部有水泥浆进入的情况已经多次出现在特殊完井技术的使用中，使得油层和待评价层受到污染，筛管被固死。使套管外封隔器的密封效果得以改善提高的办法，首先是要使作为内层外层制成原料的橡胶的质量和性能得到提高，对于耐高压高温的要求要能够满足，使橡胶的长度得到延长。其次是将套管外封隔器的结构进行改变，将钢片去掉，使密封形式为周向异型，变成全橡胶式。为了使套管外封隔器的轴向耐压能力得到提高，钢片也可选择成不连续的断开的模式，被叫做不连续式。为了对油气层进行保护，研究应用到的封隔器为水泥浆充填式；为了使复杂油藏或特殊工艺的需求得到满足，使用到的封隔器还有自膨胀式。目前的套管外封隔器类型有自膨胀式、水泥浆填充式、全橡胶式、不连续式和连续式，不同开发工艺和不同油藏的需求均得到了满足。

3、应用分析

以胜利油田的固井完井技术工艺为研究分析对象，应用到的套管外封隔器按照结构划分为：活塞单流阀式、全橡胶式、非连续式和钢片连续式；划分若按膨胀介质的类型则可分为：自膨胀式、热膨胀式、水泥浆膨胀式和水式。在直井、较小的井径扩大率和规则井眼的固井完井工艺中适用钢片连续式套管外封隔器，并且收效显著。若在水平井、大斜度井和不规则井眼的井段中适用钢片连续式套管外封隔器时，收效甚微甚至毫无效果。对于完井工艺特殊、复杂油藏、适当大小的井径、发生偏离的套管以及不规则井眼中，可使用的套管外封隔器类型为全橡胶式和非连续式。可以作为工具对固井完井起到辅助作用，也可作为单独的工具使用到特殊工艺中，比钢片连续式的密封效果要好。在选择性完井中可以使用水泥浆填充式套管外封隔器，用以使密封效果得到提高，油气层受到保护，有效地开采复杂油藏，使油井寿命得到延长。水泥浆品尼膨胀工艺及其封隔器比较难于在内管里使用，密封效果关联到管内机械式封隔器；内管在活塞单流阀式的套管外封隔器中是没有设置的，若要在膨胀封隔器内注入水泥浆，需要反复多次用不同压力进行变换，固然简单，但是一旦压阀在固井碰压失灵后，发生倒返水泥浆的情况时，此工具的作用就完全丧失了。不论使用的套管外封隔器是哪一种类型，都应将刚性套管扶正器或双弓定位及加放在套管外封隔器的两端，以避免橡胶筒在下套管的时候被刮坏。在特殊完井工艺和复杂油藏中，广泛地使用新型套管外封隔器以及对于现有套管外封隔器的结构进行完善和改进，对于薄油层和油藏开发中，底水、敏感、稠油、裂缝潜山、低压、低渗透等技术性问题，使油气藏得到了保护，有效地开发了低效、复杂油藏。

4、结束语

各种固井完井工艺中使用到的套管外封隔器，对于固井完井中油层被污染、水泥浆和水汽油窜扰、漏失等技术性问题给予了较好的解决。随着固井完井工艺的改进和开发勘探复杂油气田，对于套管外封隔器的技术要求肯定会更多更高，因此只有不断地对套管外封隔器的结构进行改进和完善，并努力研发出更加有效更加实用的新型套管外封隔器，才能满足未来复杂油藏和特殊固井完井技术的要求，使开采更加效率，油层得到保护，油井使用寿命延长。

参考文献

[1]张明昌.张宏军.王小兵,等.管套管外封隔器在高压低渗油藏完井中的应用[J].石油钻采工艺，1999，21（2）

[2]张宏军,张伟.裂缝潜山型油藏完井固井工艺技术研究[J].钻采工艺，2007,30（1）