目前, 在油井自喷找水测试 (下电缆带找水仪) 前, 作业队需将生产管柱起出, 刮蜡、冲砂到人工井底后下光油管 (带工作筒、喇叭口) 至射孔井段以上完井, 再由测试队用电缆下带仪器过油管进行找水测试。
由于现有的管柱内防喷工具不能满足通过电缆及找水仪的要求, 下找水管柱时井口一直都处于常开状态, 井筒内的液体大量溢出, 对环境造成污染, 给操作人员带来安全隐患, 还可能导致井喷事故的发生。而采用泥浆压井不仅会污染地层, 还会影响测试结果的准确性。要解决这一问题, 就要对现有内防喷工具的结构及原理进行全面分析, 找出不满足测试需要的主要原因, 并做出相应的改进。
目前可用于光油管的内防喷工具为活堵, 其不能满足测试要求的主要原因如下:
活堵释放后最小通径为Φ40mm, 而找水仪本体为Φ28mm, 集流伞回收不完全时其尺寸有可能大于Φ40mm, 仪器易发生卡阻。
活堵释放后工作筒内壁有一个5mm宽环形台肩, 容易造成测试仪器挂落的事故。
活堵释放后活堵杆及挡板落入井底造成井下落物污染井底, 同时给下次施工造成隐患。
通过对现有内防喷工具结构、原理的分析, 找出了不满足测试需要的原因, 结合油井找水施工工序要求, 研制出找水管柱专用开关。
为避免释放后造成井底落物决定采用扭簧翻板机构作为该工具的防喷控制部分;为避免测试仪器上提时与工具发生刮、卡将工具通径增大, 并在工具底部设计导向装置;为避免下井过程中蜡块在扭簧翻板机构底部堆积影响释放及翻板下翻到位, 在壳体四周设计出液槽。
φ140mm套管壁厚以6.2mm计算, 其内径为:140-2×6.2=127.6 mm, 由于φ140mm套管一般允许下入工具的最大直径为φ120mm, 堵水封隔器、配产器刚体最大外径为φ114mm, 考虑到清理套管内壁、通井、保证工具顺利下井等因素, 工具外径确定为φ116mm (即114 mm<116 mm<120 mm) 。
由于找水仪集流伞回收不完全时直径可达29-45mm, 因此找水管柱专用开关活门通径确定为φ73mm, 由于开关释放后帽型底座会形成一个宽5mm的环形台肩, 因此工具底部的导向体内径设计为φ60mm。这样, 测试仪器在经过导向体时被强制扶正即可顺利通过帽型底座而不会发生仪器刮落的事故。
根据活门通径为φ73mm, 帽形门板直径为φ83mm, 锁紧片突出帽形门板外3mm, 因此, 导向体底部至帽型底座底部长度 (即出液槽长度) 设计为100mm大于 (83+3) 86mm。使帽形门板可顺利下翻到位。
下井时将上接头连接在下井第一根油管和工作筒下, 此时帽型门板克服扭簧力通过与其相连的锁紧片被锁紧销钉固定在锁紧座上, 门板处于关闭状态, 井筒中的液体不能进入油管达到防喷的目的。管柱下到预定位置后, 向油管正打压5MPa, 将锁紧销钉剪断, 帽型门板和锁紧片在扭簧作用下向下翻转90°, 紧贴在壳体一侧, 油管通道打开, 即可进行洗井、测试;完成测试后投入堵塞器与工作筒配合密封油管通道即可起出, 达到即防喷又可测试的目的。
工具最小通径为φ60mm, 避免了因集流伞回收不完全造成的卡阻现象。
工具壳体底部为大倾角导向装置, 其通径小于上部开关机构, 起到了强制扶正的作用, 避免了仪器在开关台肩处可能发生的刮落事故。
工具壳体上的六个出液槽可将下井过程中挂落的油块、蜡块随时或洗井时排出, 避免了异物在工具底部堆积影响开关正常工作。
工具采用扭簧翻板机构作为开关的控制部分, 避免了释放后造成井底落物。
2015年9月在B2-6-33井找水施工中首次使用该工具。下井时将该工具连接在下井第一根油管和工作筒的底部, 实现了防喷的目的。管柱下到预定位置后, 从油管打压至4.8MPa, 油管通道打开。洗井后经测试队找水测试, 仪器起下顺利、无卡阻现象, 从油管内投堵后起出, 经检查:开关活门回旋到位、通道完全打开, 达到了预期效果。
同年10月在5口油井转水井施工中, 设计要求下套管保护封隔器和工作筒、喇叭口完井, 以满足保护套管和初步注水后的测试要求。由于这批井地层压力高、喷势大按设计完成需进行泥浆压井。经请示工程技术部门, 同意应用该工具。完井后不仅完全满足了设计要求, 还节省了大量泥浆压井费用。
4.1 找水管柱专用开关的成功应用, 解决了下找水管柱时井筒液体外溢造成的环境污染问题, 同时削减了操作风险和节省了泥浆压井费用。
4.2 找水管柱专用开关适用于各种过油管测试施工时下管柱过程中的油管防喷。因此找水管柱专用开关具有广泛推广价值。
摘要：目前, 在油井自喷找水测试 (下电缆带找水仪) 前, 作业队需下找水管柱至设计位置, 由于没有满足找水仪测试要求的管柱内防喷工具, 而压井又会影响测试结果的准确性, 井口一直处于无控制常开状态, 大量井液溢出, 不仅污染环境, 给操作人员带来安全隐患, 还可能导致井喷事故的发生。本文针对目前井下作业施工中, 下找水管柱时无适用内防喷工具的问题, 通过对现有管柱内防喷工具结构、原理进行分析, 找出现有内防喷工具不能适应找水仪测试要求的主要原因, 研制出“找水管柱专用开关”, 并进行了现场应用, 实现了下找水管柱油管内防喷, 并满足测试要求的目的。
关键词：油井找水,内防喷工具,测试
[1] 《采油技术手册》编写组.采油技术手册.1977年.石油化学工业出版社
[2] 王鸿勋等编.采油工艺原理.1989年.石油工业出版社
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