水泥填充管外封隔器对提高固井质量的作用

水泥填充管外封隔器对提高固井质量的作用

塔里木油田碎屑岩老区已开采多年，存在产量低，投产后含水上升快等问题。例如轮南作业区的碎屑岩区块，许多油井投产不超过3个月，油气产量就迅速下降，含水一度高达80%至90%。产生这种现象的原因，是油井固井投产后出现“油水窜”现象，即由于隔层的封隔质量差，导致投产后层间窜流，油井出水，快速减产。油田碎屑岩原油产量在油田原油上产稳产中有着举足轻重的作用，而碎屑岩油藏“油水窜”难题成为长期制约油田碎屑岩高产、稳产的技术瓶颈。本文介绍了水泥填充管外封隔器对提高碎屑岩固井质量的作用，在塔里木油气田试验应用后，试验井固井质量优质率100%，油气产量较邻井提高60-70%，含水率均为0，有效的解决了塔里木油田碎屑岩老区“油水窜”现象的问题。

标签：水泥填充管外封隔器；固井质量；油水窜

1 工具研发背景

对于多套油水层，并且夹层比较薄的油藏，随着开发的进行，层与层之间的矛盾越来越突出，表现为“倒灌”等现象。传统做法是用封隔器卡封非生产层。但是，如果套管外固井质量差，出现窜槽问题，分层开采或者改造（酸化、压裂）就比较困难了。为此，在固井时，在薄夹层部位安装套管外封隔器，可以很好的解决固井质量差的问题。液压膨胀式管外封隔器、遇油遇水自膨胀式管外封隔器可以在套管与井筒之间形成桥堵，是避免异常地层压力或水泥浆凝固时失重所导致的高压油气水串通，防止固井后发生套管外油气喷冒的有效工具，同时可提高套管居中程度及稳定性，对提升固井质量有一定效果。

国内外用于桥堵的液压膨胀式管外封隔器，普遍采用水、泥浆等流体作为充填液体。水和泥浆一直是流体状态，一旦封隔器阀系密封圈因划伤或橡胶件老化导致阀系密封失效，封隔器里面充填的水或者泥浆就会流失，封隔器会因失去填充液而失去密封作用。遇油遇水自膨胀式管外封隔器存在膨胀周期长，对井眼、流体等工况要求高等问题。

少部分液压膨胀式管外封隔器是用水泥浆充填的，水泥浆凝固后，可以实现相当长的密封作用，但由于工艺原因，不能同时满足注水泥固井和用水泥浆充填液压膨胀式管外封隔器的双重工艺的实施，难于推广应用。

2 工具特点

改变管外封隔器充填膨胀的流体。将传统的水或泥浆等充填流体转换为水泥浆。水泥浆凝固后，形成水泥石，胶筒内填充物不会出现流失现象，改变了传统工具因填充物流失所导致封隔效果下降或者失效的现象，封隔时效大大延长。

施工简单，可操作性好。工具接入设计好的套管程序中，计算好封隔位置，下入井筒内，按照正常程序固井施工，固井碰压后，只需反复打压，就可以膨胀

封隔器，不影响固井的其它施工工序，膨胀时间短、工序简单，有利于现场施工的正常运转。

本工具可单独使用，也可多级联用，即在一个套管窜中使用2个或2个以上的封隔器以达到封隔不同油水层的目的。提高各层间的分段效果。有效实现分层分段，满足后期各层分段改造和开发的需要。

封隔器膨胀后胶筒与井壁接触面压力密实。套管外封隔器膨胀后，充填压力一般在10～15MPa。该压力通过胶筒，作用在围岩上，对围岩有较好的压实作用（>100t/m2），极大提高围岩处地层对压力的隔离作用。封隔器坐封完成后可分隔水泥浆液柱，将水泥浆液柱分为上下两个部分。可预防地层流体因水泥浆失重等原因进入井筒造成的固井质量下降或者地层流体上窜造成的溢流等井控風险。

扶正套管的作用。套管外封隔器在膨胀过程中，对封隔器上下的套管有直接的扶正作用，封隔器上下部位的套管外环空可以形成完整的水泥环，提高固井质量。

3 封隔器带来的效益

3.1 提高固井质量

水泥填充管外封隔器在固井施工中的使用能有效提高固井质量，优势封隔器封隔的井段。封隔器可以使套管居中，是封隔器上下位置形成完整的水泥环；封隔器将不同压力级别的地层分隔开来，有效隔断不同压力级别间地层流体的互窜，从而提高固井质量；分隔器将上部易漏层与油层间隔开来，可以防止在漏失固井侯凝期间，液柱压力降低导致的地层流体侵入井内，导致水泥浆密度下降固井质量下降或者不合格；封隔器坐封后，能够承载一定的压力，能够防止因水泥浆失重导致的液柱压力下降造成的固井质量下降。

3.2 提高产能，降低出水率

水泥填充管外封隔器在油水层之间坐封，能有效的封隔油水界面，防止油水层间相互串通，导致后期产能下降或者含水里上升的现象，同时为后期改造开发提供了便利条件。封隔器胶筒采用复合钢片橡胶结构，对酸性物质有较高的耐腐蚀性，封隔器坐封后实效性好，能满足后期酸化等工艺的要求。

4 工具现场应用成果

水泥填充管外封隔器在塔里木油田已经进行了现场应用，应用成果良好，试验4井次，其中1口井因特殊原因改为注水井，其余三口井效果明显。试验井的固井质量优良，封隔器坐封井段的固井质量均为优质，单井产能均高于邻井60-70%，产油含水率均为0%。

5 结论

①水泥填充管外封隔器能有效提高固井质量；②水泥填充管外封隔器能有效封隔油水层，防止油水层层间相互串通。

参考文献：

[1]李民，袁中涛. 塔里木油田攻克碎屑岩固井难题纪实[N].中国石油报，2016.4.8.

马梁，男，工程师，2007年毕业于克拉玛依职业技术学院钻井专业，现从事油田套管封隔器技术服务。