基于新型井下作业工具的封隔器修复技术研究

刘磊刚

(庆阳立诚石油技术有限责任公司，甘肃 庆阳 745000)

摘 要：针对油气井封隔器长期处于复杂并下环境客易发生密对失效等问题,提出了基于新型并下作业工具的封隔器修复技术。采用实验设计对封隔器进行了现场修复,通过高精度工具定位、黏合剂修复和密封性能测试等方法验证了修复方案的可行性。实验结果表明,该技术使封隔器的密封性能提升了约60倍,显著提升了作业效率和安全性,充分证明了该修复技术的有效性和先进性。

关键词：封隔器修复；井下作业工具；密封失效；高温高压

0  引言

油气井完井中广泛采用封隔器实现分层压裂、分层注采等作业,但井下工作环境复杂,封隔器长期使用易发生密封失效等故障,严重影响油气井的正常生产国家能源局发布的《油气行业标准化“十四五”发展规划》提出要加强油气并下作业工具和技术研发。因此,开展封隔器修复技术研究对保障油气井安全高效生产具有重要意义。本文在分析国内外封隔器修复技术现状的基础上,提出一种基于新型并下作业工具的封隔器修复方案,并通过现场试验验证其可行性和有效性,为今后高效修复井下封隔器提供技术支撑。

1 封隔器的作用及其故障带来的影响

封隔器是油气井完井中的关键工具,其主要作用是将套管内外隔离,实现分层压裂、分层注采等作业。常见的封隔器类型有液压式封隔器机械式封隔器等其密封元件材料包括氢化丁腈橡胶、氟橡胶等。以某油田应用的JFP-1型液压封隔器为例,其工作压力可达 60MPa,密封元件采用氢化丁腈橡胶,耐沮范围为-40~150℃。由于长期暴露于高温高压、酸性气体等复杂并下环境,封隔器易发生密封失效、结构变形等故障。例如,密封元件老化失效会导致套管内外压力隔离失败。上述故障不仅影响油气井分层压裂、测试等作业的顺利实施,还可能引发井漏、井喷等严重事故,给油气田开发生产带来巨大经济损失和安全隐患。

2 封隔器常见修复方法现状分析

针对封隔器的常见故障,业界发展了多种修复方法。传统的修复方法主要包括更换封隔器、修复密封元件,堵漏等。例如,对于密封元件失效的情况,通常采用注人堵漏材料的方式进行现场修复,常用的堵漏材料有水泥浆、树脂玻璃钢等。然而,这些传统修复方法普遍存在作业时间长、成本高、适用条件有限等问题。以更换封隔器为例,需要动用大型起下钻设备,作业时间通常需要3~5d;同时由于封隔器造价高昂，采用更换的方式修复成本巨大。近年来,随着油气井智能完井技术的发展,一些新型封隔器修复方法逐渐兴起,如采用可溶性球座的封隔器、带旁通的智能封隔器等。这些新型封隔器设计了独特的流道结构,能够通过井下投球、压力反转等方式实现自我修复,大大降低了修复作业的时间和成本。但是,这些新型封隔器结构复杂,在可靠性等方面仍有待进一步提升。