裸眼井封隔器及其應(yīng)用資料講解

1、裸眼井封隔器及其應(yīng)用精品資料裸眼井封隔器及其應(yīng)用（江漢油田分公司采油工藝研究院井下工具研究所）摘 要 近年來裸眼井越來越多，對裸眼井地層進(jìn)行酸化、壓裂、注水、堵水和試油試氣等分層措施作業(yè)需要使用裸眼封隔器。為了滿足這種需要，研究了K341 、K342 、 K344三種類型的裸眼井封隔器。現(xiàn)場應(yīng)用時，其最大密封系數(shù)達(dá)到了1.486 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通壓縮式封隔器密封系數(shù)1.1 1.15的水平，最高工作壓差達(dá)到 47MPa ，最高工作溫度達(dá)到 142 。介紹了這三種封隔器的工作原理、現(xiàn)場施工管柱和現(xiàn)場使用情況。關(guān)鍵詞裸眼井 裸眼封隔器管柱 應(yīng)用前 言因油氣田開發(fā)的需要以及完井技術(shù)的發(fā)展，油氣井尤其是碳

2、酸鹽巖等致密地層鉆探的油氣井，采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能進(jìn)行酸化、壓裂、注水、堵水和試油試氣等分層措施作業(yè)，由此導(dǎo)致對裸眼井封隔器需求的增長。裸眼井在鉆井過程中，有時需要進(jìn)行中途測試，以取得較為詳細(xì)的資料，對地層進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷，由此決定是否追加投入，繼續(xù)完成下步施工，從而節(jié)省不必要的開支。裸眼井封隔器還可以用在套管變形井和一些常規(guī)封隔器不適宜應(yīng)用的油井的采油、堵水、措施作業(yè)等。在采油井中，勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井，后期采油中這些井缺少配套的井下封隔器，裸眼井封隔器則能夠滿足這些井的酸化、壓裂、注水、堵水和試油試氣等分層措施作業(yè)的施工需求。工作

3、原理一、擴(kuò)張式膠筒( 一)結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)分三層，以彈性不銹鋼片做疊層骨架，加以內(nèi)膠筒、外筒組成。( 二) 主要特點1 、擴(kuò)張系數(shù)大，可以達(dá)到1.2 1.6 ，即可用小直徑膠筒封隔大直徑井眼。2 、容易擴(kuò)張和收縮，即易坐封和解封，膠筒壓差為1 1.5MPa即可實現(xiàn)封隔器膠筒的初封。3 、耐高溫125 150 ，最高達(dá)180 。4 、承壓差大，最大工作密封壓力達(dá)到50MPa 以上。5 、殘余變形小，通常殘余變形不超過2 。6 、對井眼適應(yīng)性強(qiáng)，可用于先期完井的裸眼井、套管側(cè)鉆開窗井、后期完井的裸眼井、組合套管井和特殊套管井的工藝措施中。二、 K344型裸眼井封隔器(一)結(jié)構(gòu)由上接頭、中心管、密封膠筒、

4、下接頭等組成，見圖1 所示。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 2精品資料( 二)原理這種封隔器的結(jié)構(gòu)簡單，從油管內(nèi)加液壓，液體經(jīng)中心管進(jìn)液口進(jìn)入膠筒內(nèi)腔，從而使膠筒脹大坐封，封隔油套環(huán)形空間。放掉油管壓力，封隔器膠筒回收，實現(xiàn)解封。三、 K341/342型裸眼井封隔器（低壓差液壓坐封）( 一)結(jié)構(gòu)由上接頭、隔離環(huán)、解封銷釘、中心管、控制閥、關(guān)閉彈簧、密封膠筒、下接頭等組成。( 二)原理封隔器坐封時，中心管打壓，當(dāng)壓力大于1MPa 時，壓力液體通過進(jìn)液口，推開控制閥，使膠筒擴(kuò)張坐封。油管放壓之后，控制閥回位關(guān)閉進(jìn)液口，阻止進(jìn)入膠筒內(nèi)部的液體流回到中心管，使封隔器膠筒始終保持密封狀態(tài)，不

5、會因油管放壓而解封，實現(xiàn)封隔器的長期井下密封。K341解封時直接上提油管，剪斷解封銷釘，中心管向上移動一段距離，泄壓槽通過控制閥的內(nèi)密封圈，中心管與膠筒之間形成的腔體內(nèi)的液體排出，實現(xiàn)封隔器解封。K342解封時順時針旋轉(zhuǎn)油管，打開反扣接頭，中心管向上移動一段距離，泄壓槽通過控制閥的內(nèi)密封圈，中心管與膠筒之間形成的腔體內(nèi)的液體排出，實現(xiàn)封隔器解封。四、 K341/K342型裸眼井封隔器（高壓差投球坐封）( 一)結(jié)構(gòu)由上接頭、坐封鋼球、坐封剪環(huán)、初坐剪環(huán)、初坐剪釘、坐封剪釘、控制閥、解封銷釘（K342是反扣接頭）、中心管、關(guān)閉彈簧、密封膠筒、下接頭等部分組成。( 二)原理封隔器坐封之前，由于過流通

6、道被坐封剪環(huán)關(guān)閉，中心管內(nèi)部的壓力不能夠通過過流通道傳遞，所以，無論中心管或外部的壓力都不可能使封隔器坐封，因此，可以進(jìn)行大排量的正反向頂替泥漿和洗井等施工作業(yè)。封隔器坐封時，首先從油管投球，然后油管打壓，在壓力的作用下，剪斷剪釘，液體從過流通道進(jìn)入，推動控制閥，打開中心管膠筒的環(huán)形通道，液體進(jìn)入膠筒內(nèi)部，膠筒在壓力的作用下擴(kuò)張，實現(xiàn)封隔器的坐封。油管放壓之后，控制閥回位關(guān)閉進(jìn)液口，阻止進(jìn)入膠筒內(nèi)部的液體流回到中心管，使封隔器膠筒始終保持密封狀態(tài)，實現(xiàn)封隔器的長期井下密封。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 3精品資料技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)特點一、技術(shù)指標(biāo)規(guī)格型號K344/342/341外徑

7、，mm14812880適應(yīng)井徑，mm160 21514019095127最大工作壓力，MPa504020內(nèi)徑 ，mm6230工作溫度，150二、技術(shù)特點1 、 K342/K341型封隔器高壓差投球坐封的裸眼井封隔器，適合泥漿頂替、完井管柱、地層預(yù)處理的酸壓等施工。低壓差液壓坐封的裸眼井封隔器，能夠組成多級封隔器管柱，完成裸眼井的分層測試和分層措施的需要。這兩種坐封結(jié)構(gòu)能夠在現(xiàn)場根據(jù)施工需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，適應(yīng)多用途的要求。2 、 K342與 K344之間的轉(zhuǎn)換也能夠在現(xiàn)場完成。可以根據(jù)現(xiàn)場工藝要求，快速完成封隔器的適應(yīng)性改造。3 、通過環(huán)形控制閥保持膠筒的擴(kuò)張狀態(tài)，這種結(jié)構(gòu)的控制閥結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠

8、。施工管柱一、 K344型裸眼封隔器構(gòu)成的酸壓管柱( 見圖 2)1 、封隔器K344裸眼井封隔器。2 、管柱結(jié)構(gòu)酸壓下層：封隔器+ 節(jié)流球座。酸壓上層：節(jié)流滑套+ 封隔器 + 反洗球座。3 、工作原理在開始施工時，油管內(nèi)部的液體在節(jié)流球座產(chǎn)生節(jié)流壓差，當(dāng)節(jié)流壓差大于1MPa 之后， K344封隔器膠筒擴(kuò)張密封井壁。膠筒一旦密封井壁之后，封隔器上下壓差增加，加速封隔器的坐封過程。施工完成時，油管內(nèi)部的液體流動停止，此時無節(jié)流壓差，下壓和油管內(nèi)部的壓力平衡，封隔器膠筒內(nèi)部的液體隨膠筒的回彈力被擠出膠筒內(nèi)部，封隔器解封。二、 K342/K341下層措施 / 完井 / 采油管柱 ( 見圖 3)僅供學(xué)習(xí)

9、與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 4精品資料1 、封隔器K342 、K341高壓差投球坐封裸眼井封隔器。2 、管柱結(jié)構(gòu)完井管柱 / 措施管柱 / 采油管柱：封隔器+ 篩管。3 、工作原理K341/K342封隔器 ( 高壓差投球坐封 ) 組成的管柱，可以進(jìn)行大排量的正反向頂替泥漿和洗井等對地層的預(yù)處理施工。需要封隔器坐封時，中心管投球打壓，坐封封隔器，即可以進(jìn)行酸化或壓裂等措施施工。施工完成后，可以根據(jù)需要對地層進(jìn)行抽吸求產(chǎn)、測試壓力恢復(fù)、測流壓和靜壓。用于措施管柱：完成施工后，需要起出管柱時，K341封隔器上提管柱即可解封，K342 順時針旋轉(zhuǎn)油管解封。封隔器解封之后起出管柱，完成現(xiàn)場施工。

10、用于完井管柱：直接轉(zhuǎn)入采油（采氣）。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 5精品資料三、 K341/ K342分層措施 / 采油 / 注水管柱 ( 見圖 4)1 、封隔器K342 、K341低壓差液壓坐封裸眼井封隔器。2 、管柱結(jié)構(gòu)分層措施 / 采油管柱：封隔器+ 連通閥 + 封隔器 + 堵頭。分層注水管柱：封隔器+ 配水器 + 封隔器 + 反洗凡爾。3 、工作原理用于分層措施 / 采油管柱：由K341/K342低壓差液壓坐封裸眼井封隔器、連通閥和堵頭組成。管柱下到設(shè)計深度之后，中心管打壓封隔器低壓差液壓坐封，壓力繼續(xù)升高打開連通閥后，封隔器中間的地層被隔斷。可以對地層進(jìn)行抽吸求產(chǎn)、酸化

11、、壓裂等處理，以及對地層進(jìn)行測試壓力恢復(fù)、測流壓和靜壓，直至完井采油（采氣）。用于分層注水管柱：由K341/K342低壓差液壓坐封裸眼井封隔器、配水器（帶堵塞器）和反洗凡爾組成。管柱下到設(shè)計深度之后，對井筒進(jìn)行反洗井施工。洗井結(jié)束之后，中心管打壓封隔器低壓差液壓坐封，壓力升高到 5MPa 以上保持 2min ，確保封隔器可靠坐封。再通過投撈操作，更換水嘴后正常注水。若需要起出管柱， K341 封隔器上提管柱解封， K342 順時針旋轉(zhuǎn)油管解封，封隔器解封之后起出管柱，完成現(xiàn)場施工。四、 K341/K342選擇性封堵管柱( 見圖 5)1 、封隔器K342-148、K342-128、 K341-1

12、48、K341-128、 K341-80的低壓差液壓坐封裸眼井封隔器。2 、管柱結(jié)構(gòu)選擇性封堵管柱1： 丟手接頭 + 低壓差液壓坐封裸眼井封隔器+ 油管 + 低壓差液壓坐封裸眼井封隔器+ 坐封球座 + 篩管。選擇性封堵管柱2：丟手接頭 + 低壓差液壓坐封裸眼井封隔器+ 油管 + 高壓差投球坐封裸眼井封隔器+ 篩管。3 、工作原理僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 6精品資料選擇性封堵管柱：由 K341/K342 低壓差液壓坐封裸眼井封隔器、油管和篩管組成。管柱下到設(shè)計深度之后，投球，中心管打壓使封隔器坐封，壓力繼續(xù)升高打掉球座，連通下部地層，封隔器中間的地層被隔斷，從而達(dá)到封堵中間層，

13、開采上下層的目的。需要解除地層封堵時，解封封隔器之后，起出管柱。現(xiàn)場應(yīng)用情況擴(kuò)張式封隔器在江漢、玉門和青海油田總共應(yīng)用了6 口井。其中氣井酸壓 1 口井、油井酸壓5 口井、裸眼井措施試氣 1 口井。工藝成功率 100。從現(xiàn)場應(yīng)用的情況來看，在7in 41/2in組合套管井施工中，由于上部套管變形，使用小尺寸的裸眼井封隔器，實現(xiàn)了小尺寸井眼的酸壓施工。在青海堿1 井氣井的現(xiàn)場施工中，使用外徑148mm的裸眼井封隔器，實現(xiàn)了 95/8in大井眼的密封要求，這兩口井中裸眼井封隔器的密封系數(shù)分別達(dá)到了1.266 和1.486 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通壓縮式封隔器密封系數(shù)1.1 的水平。采用裸眼井封隔器對特殊尺寸

14、井眼和套管變形井進(jìn)行施工，解決了特殊套管井和變形套管井的酸壓施工問題, 擴(kuò)展了油井增產(chǎn)措施施工的技術(shù)選擇和增產(chǎn)技術(shù)的手段，達(dá)到了節(jié)約施工成本，提高油田采收率的目的?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果證明，裸眼井封隔器及其配套的管柱密封性能良好，適用于各種尺寸井的酸壓施工，工藝簡單，安全可靠。結(jié)論和建議K344 、K341 、 K342三種類型裸眼井封隔器中，K341和 K342型的封隔器有低壓差液壓坐封和高壓差投球坐封兩種結(jié)構(gòu)。高壓差投球坐封的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以滿足完井工藝中頂替泥漿的工藝要求。現(xiàn)場應(yīng)用的封隔器密封性能良好，最大密封系數(shù)達(dá)到了1.486 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通壓縮式封隔器密封系數(shù)1.1 1.15的水平。最高工作壓差達(dá)到47MPa ，最高工作溫度達(dá)到142 ，完全滿足現(xiàn)場的使用要求。這種裸眼井封隔器及管柱，能夠解決先期完井的裸眼井、套管側(cè)鉆開窗井、后期完井的裸眼井、組合套管井和特殊尺寸套管井的施