一种新的可调层堵水工艺管柱设计

（大庆油田有限责任公司第七采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163517）

摘  要：目前油田主要应用平衡支底式及自验封悬挂式两种工艺进行机械堵水施工，这两种工艺成熟度较高，在找水资料准确、堵水层位明确的机采井进行机械堵水施工时应用效果较好，但对找水资料不清的无溢流井施工时，一旦封堵层位为非主要出水层位，必须拔出堵水管柱进行二次或三次堵水，施工成本较高，施工效率较低。为此，提出一种新的可调层堵水工艺管柱设计，该管柱主要增加了井口旋转控制总成，设计了集成调层封隔器、对接封隔器、对接头等工具，对地层进行三级分割，实现在地面手动调整井下封堵状态，准确封堵主要出水层段，充分发挥接替层潜力。

关键词：机械堵水；可调层；地面手动调整

前言

在油田进入高含水后期开发阶段，由于窜槽、注入水推进或其他原因，使一些油井过早见水或遭水淹。为了控制产水层中的水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油的效率，使油田产水量在某一时间内下降或稳定，保持油田增产或稳产，各油田加大了机械堵水措施力度，因此，如何确保封堵层段为主要出水层、提高堵水一次成功率是一项非常重要的工作。

1 目前机械堵水存在的问题

目前机械堵水施工存在以下主要问题：一是油田进入高含水期开采阶段后，部分油井产液量大，多层见水，随着含水的上升，层间矛盾更加突出，地下情况更加复杂，应用动静态资料分析判断高产液、高含水层的准确程度降低；二是随着地层压力降低，同时受作业前循环压井影响，无溢流机械堵水井逐年增多，主要出水层位现场验证困难；三是随着油田开发深入，主要接替层见水现象增多，寻找可动用接替层困难；四是现有的可调层机械堵水管柱依靠地面打压实现地下丢手管柱开关，可控性较差，难以准确开/关目的层段。

2 地面可调层堵水技术探讨

2.1 地面可调层堵水技术思路

针对目前机械堵水工艺存在的主要问题，提出开展地面可调成堵水技术研究，该技术是以常规机械堵水技术为基础，参考部分原可调层堵水封隔器设计原理，引入丝杠加力原理，利用一个常规Y341堵水封隔器，改进一个Y445悬挂式堵水封隔器，重新设计一个集成调层封隔器，共同将射孔层段分为3部分。同时在井口加装旋转伸缩机构，通过手轮控制集成可调层封隔器开/关状态，改变不同层段的开采与封堵情况，达到准确封堵主要出水层位、开采有效接替层位的目的。

2.2 结构组成

该工艺管柱主要由井口控制系统、可调封堵系统及连接系统三部分组成（见图1）。其中井口控制系统由手轮、变向齿轮及螺旋丝杠等结构组成；可调封堵系统由改进型Y445堵水封隔器、Y341堵水封隔器及集成可调成封隔器等工具组成；连接系统由连接头、2寸油管等部分组成。

2.3工艺原理

2.3.1 井口控制系统

 井口控制系统主要由手轮、转向调节器及螺旋升降器三部分组成,其中手轮为直接控制器,转向调节器将手轮的轴向转动转换为外层管的径向转动,螺旋升降器通过螺纹将外层管的转动转化为内层管的上下移动,带动整体管柱上升或者下降,从而实现通过转动手轮控制管柱动作的目的。

2.3.2 可调封堵系统

可调封堵系统主要由改进型Y445堵水封隔器、集成可调层封隔器及Y341堵水封隔器组成。其中Y445堵水封隔器的改进为细微改进，在丢手下部增加引斜，方便上部管柱连接。集成调层封隔器为主要部件，在封隔器内部设置3个过水伸缩开关，通过手轮控制封隔器中心管上下运动，调节封隔器内部开关，实现8种封堵状态。当过水伸缩开关为状态1时，开采最下部层段、封堵上部及中部层段；状态2时开采中部层段、封堵上下层段；状态3时开采上部层段、封堵中下层段；状态4时开采中下层段、封堵上部层段；状态5时开采上部及下部层段，封堵中间层段；状态6时开采上部及中部层段，封堵下部层段；状态7时进行全井封堵；状态8时进行全井段开放。

2.3.3 连接系统及整体结构组成

连接系统主要由2寸管、对接头及集成可调封隔器中的对接爪等机构组成。具体功能在整体结构组成中阐述。地面可调层工艺管柱分两趟管柱下井，第一趟管柱由下到上顺次连接Y341堵水封隔器、油管、集成可调封隔器、油管、改进型Y445堵水封隔器、油管至井口，工具到位后打压座封，利用三个封隔器将油层分为独立的三层，下层采油通道打开。第二趟管柱由下到上顺次为对接头、2寸油管、抽油泵、油管，对接头通过Y445堵水封隔器的引斜进入封堵管柱内部，到集成可调封隔器内部与对接爪连接，通过井口控制系统中的手轮实现管柱上下运动，带动对接头依次完成可调堵水封隔器的8种状态，实现分层采油。

2.4技术优势

(1)该工艺可实现封堵层段调节，对找水资料不清的无溢流井效果明显，避免封堵层段错误造成的堵水返工，提高堵水一次成功率。

(2) 该工艺由地面调节封堵层段，提高调节精度及调节可靠性，避免多次调节后造成的封堵层段不清。

(3) 该工艺可根据地层开采情况调节封堵层位及开采层位，避免由地层情况变化造成的重新堵水施工。

(4) 该工艺在更改层段或放开层段时不需要拔出堵水管柱，避免了堵水管柱拔不动造成的大修作业。

3 应用前景

地面可调层堵水工艺改变了无溢流井主要出水层段封堵成功率偏低的现状，通过地面手轮精确调节地下封堵状态，随时改变封堵层位及开采层位，避免了由于封堵层位错误或地下开采状况变化造成的重新堵水施工，减少了由于堵水管柱拔不动造成的大修作业，真正实现了一次下井持续有效的封堵目的，具有广阔的推广前景。

4 几点认识

(1) 地面可调层封堵工艺是针对油田进入高含水后期开发阶段，层间矛盾增大，找水资料准确率下降，无溢流井封堵成功率下降的问题，为提高一次堵水成功率而提出的一种新型堵水工艺。

(2) 该工艺技术是通过地面控制系统、集成可调封隔器、对接头及常规堵水封隔器的结合应用，实现地面精确调节封堵层段及开采层段的目的，可减少不必要的重堵施工，对降低作业费用、减轻工人劳动强度、提高一次封堵成功率，改善油田开发效果具有重要意义。

(3) 该工艺技术方法可靠、调节方便、可随时改变油层开采或封堵状态，是对机械堵水工艺的必要技术补充。

参考文献：

[1] 李文森，聂厚文，程宇辉，杨林等，《机械找堵水一体化工艺管柱》，石油机械，2007年第7期

[2] 郐凤彩，《一种油井多级机械找堵水工艺新方法》，石油仪器，2007年第6期

[3] 刘花军,杨康敏,姬建国,张文生,王景新等，《闭式机械找堵水工艺技术的研究与应用》，河南石油，1999年第3期

[4] 崔奋，王友林，靳庆珍，刘红梅等，《吐哈油田机械找堵水技术及发展方向》, 吐哈油气,2000年第1期

       来源：化学工程与装备-官方网站-创刊于1972    2022年第11期  在线投稿  >>