不压井油管堵塞器封堵成功率的提高

不压井油管堵塞器封堵成功率的提高

田浩 王浩 赵凯 宋来华 何静

中石化中原油田分公司采油气工程服务中心， 河南 濮阳 457000

摘要：一些油气井在压裂施工过后，部分油气井自喷生产一段时间后，由于地层压力的降低，不能自喷生产，这样的井施工作业往往上不压井作业施工，由于油气比高及井内压力波动较大，间喷状况较多，起钻施工前需要进行投堵施工，由于多种管柱组合，导致投堵效果较差，针对此压裂管柱研制改进了油管堵塞器，并起到了较好的堵塞作用，有效解决环境污染及存在井控安全隐患和费用增加的问题。

关键词：压裂管柱；间喷；不压井；堵塞器

目前油水井生产过程中一般井内管柱下部有Φ73mm油管的可以投入Φ73mm堵塞器，但有的压裂管柱只能投入3寸堵塞器，特别是笼统压裂管柱，目前的笼统压裂管柱组合都是上部为Φ89mm油管，最下面接有一根Φ73mm油管，只能投入3寸堵塞器，因目前Φ89mm管受修复条件限制，有时无法达到修复要求，有的油管内壁有死垢或死蜡等情况，加上地层含蜡较高，一般需要上不压井作业的井，都是生产了一段时间，井内管柱也有锈蚀结蜡等情况，各方面原因加起来，就导致投3寸堵塞器时，在结蜡段和腐蚀段易卡住，这时靠地面水泥车施加压力继续下行，堵塞器下行到位后，由于摩擦力较大，导致胶皮磨损，密封效果不太好，井内的油气混合物可以沿着管柱上行，起钻期间就形成间喷或溢流等情况，3寸堵塞器投堵成功率普遍都不高，这时由于在管柱最下部有一个堵塞器，导致从井口再投堵塞器也投不进去，现场施工中只能采用水泥车打压，将管柱内的油打散，起钻时根根冒着油水混合物施工，一是设备卫生污染严重，二是大车滚筒部位高温易发生火灾，三是井场周围环境易造成污染，四是后续刺洗不压井设备产生的锅炉费用较高，每次刺洗费用约在10000元左右，即增加了车辆费用，又增加了劳动强度。

1 现状调查

所以目前在不压井作业投堵施工中，如何提高笼统压裂管柱投堵成功率成为急需解决的问题。以2022年9月15日施工的马26-14井为例：该井井内就是笼统压裂管柱，9月16日进行投3寸堵塞器，投堵最高压力12MPa，安装不压井设备后起钻施工，在起至的83根时油管内开始出现溢流，最后溢流内带油花，现场判断堵塞器胶皮已磨损，又从油管内投了一个堵塞器，水泥车打压至10MPa，压力持续上升，停泵后起管2根见堵塞器，后只能采用直接起钻，起出井内管柱后，检查发现堵塞器上的胶皮已经有磨损现象，并且上面的胶皮已经破裂，井上整个设备都已经被油水溅脏，井场周围有油污落地现象，后期的不压井设备清理，在队上共计耗时1天，才将不压井设备刺干净，仅锅炉费用就5千元，人工劳动强度也增加了，在2023年5月25号施工的桥53-1井，也碰到了类似的情况，起出的胶皮也磨损较严重。根据该问题分析了起钻间喷产生危害的原因 ，认为造成3寸堵塞器密封不好产生危害主要因素共有2个：（1）原使用的堵塞器设计不合理。（2）井内管柱组合方式不合理，下管柱时没有考虑投堵施工。

调查统计了2021年1月至2023年3月份不压井施工井次，现场实际情况说明，2021年1月至2023年5月份共施工有起笼统压裂管柱的不压井施工共5口井，其中下堵塞器密封不严的有3口井，堵塞器封堵后液体上返率占了60%，急需一种方便加工，设计合理的新型堵塞器，解决环境污染及存在井控安全隐患和费用增加的问题

2 工具设计与加工

针对油管封堵设计制造了新型堵塞器：具体加工方案是：在目前使用的Φ73mm堵塞器基础上改进加工，在原有的堵塞器顶部加工出一个内径为Φ32mm的母扣，再用Φ70mm×100mm45号圆钢加工出一个外径为Φ65mm，长度为52mm的圆柱型改进接头，圆柱下面带有一外径为Φ30mm，长度为22mm的公扣，将加工的的改进接头与堵塞器相连接，连接好后，通过两个Φ4mm的销钉进行固定，考虑到如果新型堵塞器的接头直径65mm，如果碰到结蜡多的井也不太好下，我们又在加工的改进型接头上面加工四道宽10mm，深2mm的排蜡槽，这样可以确保堵塞器在井内顺利投堵到位。

在日常投堵施工中，Φ89mm油管内径是76mm，改进后的新型堵塞器外径最大处是65mm，二者之间相差11mm，投堵前先用5-7方热水将压裂管柱内壁的油蜡处理一下，就能确保堵塞器顺利到位，堵塞器到位后，最下面一根油管的内径是62mm，到改进的接头处就下不去了，从而达到堵塞油管通道的目的目的，消除了井控安全隐患，保证了施工中的清洁生产。

在目前使用的Φ73mm堵塞器基础上改进加工，在原有的堵塞器顶部加工出一个内径为Φ32mm的母扣，再用Φ70mm×100mm45号圆钢加工出一个外径为Φ65mm，长度为52mm的圆柱型改进接头，圆柱下面带有一外径为Φ30mm，长度为22mm的公扣，将加工的的改进接头与堵塞器相连接，连接好后，通过两个Φ4mm的销钉进行固定，考虑到如果新型堵塞器的接头直径65mm，如果碰到结蜡多的井也不太好下，我们又在加工的改进型接头上面加工四道宽10mm，深2mm的排蜡槽，这样可以确保堵塞器在井内顺利投堵到位。

3 应用效果

“新型堵塞器”加工研制成功，开始在濮南作业区现场应用，共施工不压井作业2口井，其中起笼统压裂管柱施工的共计2口井。对现场应用情况进行了跟踪调查统计，2口井投堵施工均是一次成功，且没有一口井出现起钻期间，油管内出现井内油水混合物上返现象，投堵后液体上返率为0，达到了预计目标。

4 取得的效益

4.1经济效益

降低了因堵塞器投堵后密封不好产生的井控安全隐患，减少了因井场污染引发的工农事故，同时减少了锅炉刺洗产生的额外施工费用。

通过该新型堵塞器现场使用，具体经济效益如下：

4.1.1成本投入：只需在单位内部加工。一段长10cm的Φ70mm45号圆钢，约60元，加工丝扣及销钉需要加工费360元，共计需成本420元。

4.1.2产出

（1）工农费：以每年有3口井因投堵后密封效果不好，产生污染，需工农费1000×3=3000元。

（2）以每年有3口井的不压井设备需要重新刺洗。每次锅炉车需要使用10小时，每小时锅炉车526元，需要费用526×10×3=15780元。

（3）投堵后密封效果不行需要等泥罐到现场值班洗井，每次需要1台水泥车一台罐车，水泥车26小时10816元、罐车26小时3822元。以每年3口井计算需要费用：14638×3=43914元。

4.1.3经济效益获纯利润：每年可节省费：3000+15780+43914=62694元。

投入产出比：62694÷420＝1：149

本新型堵塞器应用于生产实际，在保护环境的同时，也取得了良好的社会效益，节省了生产成本，保障了施工安全，为油田的持续、和谐、高效发展做出了一定的贡献。

4.2社会效益

可以为不压井作业投堵施工提供安全施工保障，消除了井控工作的安全隐患，降低了因井冒油水污染产生的工农费用。增强了二层平台施工人员安全系数，起到了防喷的作用，保证了施工中的清洁生产。

参考文献：

[1] 刘峰,王太星,魏景山,颜家福.不压井作业油管堵塞器胶筒的接触应力分析[J].石油矿场机械,2013,42(8):33-36.

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