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SHR-HP封隔器在塔里木油田的应用

SHR-HP 液压封隔器在塔里木油田的应用

【摘要】:SHR-HP 液压封隔器是一种液压式的可取式套管封隔器。它纯粹依靠液压坐封,可一个或多个一起下入井中。它特别适合于机械坐封和电缆坐封的封隔器不适宜下入的斜井或水平井中。坐封封隔器无需移动油管,这就使得该井一直处于好控制的状态。两个或两个以上的封隔器可被一次坐封或按照设计的秩序依次坐封。该封隔器广泛用于单层压裂、酸化、分层压裂等各种增产措施作业。

【作者单位】: 渤海钻探油气井测试公司;

【关键词】:

SHR-HP 液压封隔器 完井一体化管柱 酸化

【引言】:受塔里木油田超深、超高温和超高压等复杂地质条件影响和技术制约,进口工具在生产中占主导地位。但是进口工具价格昂贵,采购周期长达6个月以上。塔里木油田公司要在“十二五”末实现3000万吨目标,确实“等不起”。塔里木油田针对特殊复杂的地质条件,联合国内生产厂家研制成功SHR-HP 系列液压完井封隔器,并在塔北地区成功应用80井次,有效弥补了进口封隔器遇阻容易坐封解封、吨位过大等缺陷。

1、结构原理及特点:

1.1、封隔器组成:

(1)、水利锚:当管柱内压力大于环控压力时,水利锚张开,防止封隔器上移。

(2)、液压活塞:正打压后,活塞下行,挤压胶筒并撑开卡瓦,坐封在套管上,确保卡瓦的锚定和胶筒充分膨胀实现密封。

(3)、自锁机构:该封隔器所独有的棘轮锁环装置将锁紧和保持坐封力,以使卡瓦和胶筒坐封持久有效。

(4)、胶筒:该密封系统设计了一个单独胶筒,简单有效。

(5)、卡瓦:封隔器下部设计有四块卡瓦,坐封时,活塞推动胶筒下行,卡瓦撑开,卡在套管内壁,使胶筒充分膨胀,起到密封作用。卡瓦与水利锚的设计,是该封隔器可承受双向高压差。

SHR-HP封隔器在塔里木油田的应用

图一 SHR-HP 液压封隔器示意图

水利锚 液压活塞 自锁机构 胶筒 卡瓦

1.2 封隔器的使用特点:

?可安全坐封于P-110 钢级以内的套管;

?设计巧妙的活塞确保卡瓦的锚定和胶筒充分压缩;

?密封系统上下双向锚定确保坐封坚固,可承受双向压差;

?独有的棘轮锁环装置将锁紧和保持坐封力,坐封持久有效;

?上提解封,操作简便;

?可以根据需要调整坐封力和解封力;

?下放和回收时,下卡瓦一直保持收紧状态,操作安全,起下方便。

2、应用情况

目前,SHR-HP封隔器及其配套管柱已在塔北地区成功应用80井次,有效弥补了进口封隔器遇阻容易坐封解封、吨位过大等缺陷。渤海钻探油气井测试分公司在塔里木油田完成的第一口采用SHR-HP液压封隔器的金跃X井完井施工中,采用的管柱结构为:油管挂+油管+ SHR-HP封隔器+油管+球座+管鞋。在金跃X井的施工中,候球入座后,坐封分段打压(压力值在当时油管压力13MPa基础上增加,注意油套压差不要提前击落球座),5MPa;8MPa;11M Pa;14MPa;17MPa;21MPa;分别稳压3分钟,打压24MPa稳压15分钟,打压26MPa稳压15分钟,坐封封隔器,放压至15MPa。环空打压30MPa验封,30分钟不降,封隔器密封良好。正打压30MPa,击落球座。工艺成功。在后面的地面放喷施工中,用4mm油嘴放喷求产,油压3 6MPa,日产油140余方,日产气24000方。

2.1 下钻注意事项:

1、完井工具在井口连接时,按照工具队要求紧扣,不能用大钳紧扣的地方用管钳上扣,严禁顿、撞工具,避免工具损坏。

2、封隔器入井通过井口、防喷器组时,要缓慢通过,避免刮坏卡瓦、胶筒。

3、入井油管用标准通径规通径,严禁不符合要求的油管入井,确保投球和打压坐封的正常进行。

4、控制下钻速度,每小时15-20根,每根油管纯下放速度不低于60秒。

5、下钻遇阻不得超过30KN,发现遇阻立即通知工具队,及时查明原因,待阻卡排除后方可正常下钻。

6、严禁井口落物,保管好小件物品,防止落入油管或井筒内。

7、发生溢流或怀疑溢流,需实施压井作业前,务必与工具队再次核实泵压、排量。(原则上排量控制在0.3-0.5m3/min)

2.2 操作程序:

2.2.1 下井前准备工作

首先检查产品合格证,记录出厂检验时间,辨别产品密封件是否已经过了有效期,若过期必须立即更换。然后检查胶筒是否有破损,表皮是否有龟裂,球齿和卡瓦齿尖有无残缺,各螺纹连接处是否已经上紧,防松螺钉是否也已经上紧。酸化压裂施工时,推荐管串结构中封隔器上部安装一根伸缩短节,最小伸缩行程为5 ft,以补偿施工中受压后管柱伸缩变化。

2.2.2 下井

根据列表中所示上下端连接扣型选择合适变扣,连接管柱后即可下井,连接工具串时注意选择合适的打压塞或者坐落接头。下接打压工具一般有两种:坐落接头+胶塞(或空心堵塞),或者直接下接打压塞。建议选择SJS 打压塞,总成号0515882210 或0515882212。将封隔器下端与打压塞连接,上端与管柱连接后入井,旁通孔允许液流通过,从而减少管柱下放过程中对卡瓦的损坏。下钻过程中必须注意应匀速平稳,禁止猛停猛放,顿钻溜钻,事先判断井内液面位置,工具与液面接触时,应匀速缓下,过造斜点、套管悬挂、套变时也要匀速缓下。要求匀速下放(推荐30~40 柱/小时)。

2.2.3 坐封

到达坐封层位后,进行循环洗井,建议排量≤0.5 m3/min,洗井完毕后投球,候球到位后打压坐封。候球入座时间因井深、井筒内流体性质、井斜等不同而不同。在大角度斜井或水平井中,投球5 min 后即可小排量泵送。打压坐封时应分段打压,保证胶筒充分压缩。首先缓慢升压至17MPa(2500 psi),稳压5 分钟;然后分段打压坐封,压力每次增加700 psi (5MPa),稳压5 分钟,当压力升至24.2MPa(3,500 psi)后,打压塞座上的剪切销将被剪断,胶塞座打落掉入井底。如果使用空心堵塞坐封,以上各个打压步骤同样进行,当压力升至3,500 psi 后泄压,下入电缆工具取出空心堵塞即完成坐封。

2.2.4 解封

该封隔器通过直接上提的方式解封,无需旋转管柱。解封前先泄完管柱内压力,环空打压10MPa 左右,使球齿充分回缩,然后解封。上提解封时依靠剪断剪切销钉释放中心管,释放套上剪切销钉完全装满时,解封力大约为36,000-40,000 lbs(16.4-18.2 吨)。持续上提将解封封隔器并自动使封隔器处于下井状态,上提首先解封下卡瓦,然后依次解封胶筒。正常起管柱时,上提管柱2m,稳定15 分钟保证封隔器胶筒充分回缩。

3 结论

SHR-HP液压封隔器能够满足油气勘探、开发过程中完井(堵水)采油、压裂酸化等完井管柱作业,为生产解决了技术难题,在塔里木油田的技术服务中还有很大的发挥空间。推广应用SHR-HP封隔器能为油田勘探、开发及增储上产起到积极的推动作用,相对进口工具可以节约大量成本。

作者:王文革,渤海钻探油气井测试分公司厂庆项目部