薄夹层封堵器的研制与应用

张佩然+马卫立

摘要：封堵（打水泥塞）是油水井常规处理措施之一，目前采取的封堵（打水泥塞）时采用笔尖或光油管，但是对于薄夹层由于砂盖油层比较少，封堵时水泥浆的冲力较大，将冲开油层以上的砂子，使水泥浆进入油层造成油层污染，本文将讲述通过计算、研制一种薄夹层封堵器，解决薄夹层封堵油层污染问题。

关键词：封堵器 结构 施工原理 薄夹层 应用及效果

0引言

胜利油田的油水井深度一般在1000-4000米之间，在这个垂直区间内，存在不同的地层，也就是说一个生产井可以生产深度不同的各个层段，有的油水井只有一个层段，有的油水井有几个甚至数十个层段，每个层段的深度、厚度、压力、渗透率、油气含量等参数各不相同，因此在油水井生产过程中这一段时期生产这几个层段，生产一段时间后，由于地层能量、含水或开发方案的调整等因素要不需要再生产这几个层段后，需要生产另几个层段，不生产的层段需要用水泥或其它堵剂进行封堵。

1目前现状

现在油田封堵、打水泥塞井，施工步骤一般是这样的，先在底部填砂，然后下封堵管柱底部带笔尖或锯齿接箍至砂面以上1-2m进行封堵（打水泥塞）施工。

如图1所示，油水井的生产层段较多，下面的层段不需要生产，需要生产上面的层段，采取的措施是先把下面的层段填砂盖住，再在砂面上打一个水泥塞，形成一个塞面作为油井的临时人工井底，根据生产方案的需要，再生产下面层段时，再把水泥塞钻掉，将覆盖下面层段的砂子冲出到地面，露出下面层段即可正常生产，如果下面层段未被砂面盖住，如图2封堵施工时水泥浆侵入下面的层段，使下面层段遭到污染，需要生产时将无法生产，造成极大的经济损失。由于笔尖或锯齿接箍离砂面较近，在循环洗井、替灰浆过程中产生的冲力较大，会将底部砂子冲起一定的高度。

以清水为例，通过计算可以算出井筒内油套环空的流速和冲击力，排量在400-500L/min时会冲起下面的砂子大约在10m左右，再进行封堵（打水泥塞）时，水泥或堵剂将会和冲起的砂子混在一起，形成混泥土结构，在高压下（封堵施工打压一般在20MPa左右），凝固后在狭小的井筒内异常坚固，特别是在侧钻小套管井内，为下部钻赛时造成非常大的困难，甚至2-3天无进尺。

从图2可以看出，如果两个层段之间距离较近，需要打水泥塞隔离时，下面层段上盖得砂子较少，打水泥塞时，油管内的高速液体到砂面时对砂面产生冲击力，将砂面冲起，露出砂盖的下面层段，再打水泥塞时，水泥浆将进入下面的油層，使下面的油层遭到污染，失去开采的价值，造成重大的经济损失。

2研制过程、结构原理

为了解决以上问题，研制了一种薄夹层封堵器，如图3所示：封堵器的设计比较简单，主体有一根73mm×1m的短节组成，短节底部焊接一个盲堵，将底部封闭，短节侧面离底部15cm的地方加工两道宽5cm，长15cm的出液孔，短节上部为73mm油管接箍。

结合图4讲述具体的施工原理是：填砂砂面合格后，将封堵器连接在封堵（打水泥塞）管柱底部，下至砂面以上1-2m，正循环洗井后封堵（打水泥塞）时，油管内的高速修井液、水泥浆或堵剂到达封堵器底部时被盲堵阻挡后从侧面出液孔流出上返，不再冲击底部砂面，砂子不再上返，水泥面、砂面界限清晰，凝固钻塞快捷方便，提高了时效。

本创新成果虽然结构简单，但是解决了一个薄夹层打塞的难题，上下两个油层之间距离较短，下面油层需要暂时封闭，填砂盖住油层的砂面受距离限制可能只有1-2m时，常规封堵打塞施工将会冲起砂面，水泥浆会污染下面的油层，造成下面的油层渗透率降低或报废，采用封堵器之后，砂面深度不再变化，从而达到成功隔离下部油层，封堵上部油层的目的。

3现场应用及效果

我厂油水井接近2200口，每口井都有一个至十几个油水层，在油水井的生产中后期，由于资源枯竭等因素的影响，开采方案调整频繁，两夹层之间距离在10-30m的井有1200余口，这些井的填砂、打塞封堵以前都采用常规的封堵方式，几年之后，上面的油水层资源枯竭之后，需要开采下面的油水层时，发现有所屏蔽的油水层已进入水泥浆造成污染，必须采取重新射孔、酸化等措施进行恢复，每次重新射孔的费用在几十万元以上，酸化解堵的费用也在数十万元，重新治理后的油水层的渗透率等参数也恢复不到原先的水平，造成了极大经济损失。

现在采用封堵器施工薄夹层井有33口井，因方案调整，钻塞、冲砂施工了7口井，7口井的油水层均未收到任何污染，生产指标达到了封堵前的水平，取得了良好的效果，目前薄夹层封堵器在我厂得到了广泛的应用。

参考文献

1.《井下作业》 孙树强 主编 2006年石油工业出版社

2.《井下作业工》 中国石油天然气集团公司人事服务中心编 2004年石油工业出版社endprint