扩张式封隔器在老井试修中的应用试验

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四川油气田威远等区块在老井试修作业时，遇到一些技术难题：一是有些老井上层已射开，全井筒试压不合格；二是井口及上部套管渗漏甚至破损。

为了确保试修和完井生产的安全，通过技术论证，采取了在原7″套管上部破损处固5″套管封固的技术方案。

由于这种井身结构无法下入常规的封隔器进行高压酸化改造。

因此，公司先后在V66井和T17井引进试用了贝克—ISP封隔器和国产HXK342扩张式封隔器，取得了一定的效果和经验。

1 封隔器结构、原理及技术参数1.1 基本结构
贝克—ISP封隔器和HXK342封隔器的结构、原理基本相同。

结构如图1所示，主要由坐封球座（堵头）、坐封密封机构、膨胀（扩张）胶筒、旋转解封机构等
组成。

1—坐封球座；2—浮动接头；3—钢片筋条；4—胶筒；5—内囊；6—中心管；7—单向阀；8—脱手接头；9—上部伸缩套；10—提
升短节
图1 封隔器结构示意图
坐封密封系统由胶筒及内囊、钢片筋条、单向阀、浮动接头等部件组成。

采用针形单流阀坐封并保压结构，纲片筋条能够提供足够的膨胀强度和套管锚定作用。

旋转解封系统由中心管、上部伸缩套、脱手接头、提升短节等部件组成。

脱手接头采用左旋螺纹，正转可释放连接[1-2]。

1.2 工作原理
坐封：封隔器下入井内预定位置后，投球后待球入座，从油管内缓慢打压，液体从中心管小孔进入胶筒的内囊腔，靠液压撑开膨胀胶筒，使其外表紧贴井筒内壁，从而密封油套环形空间。

解封：措施作业完后，缓慢上提管柱，使封隔器受一定的拉力，顺时针旋转管柱，使封隔器中心管与胶筒本体相对转动一定圈数，然后上提管柱，封隔器
解封，胶筒恢复原状[3]。

1.3 技术性能参数
贝克33/8″—ISP封隔器技术性能参数为：工具长度3430 mm；最大外径86 mm；最小内径32 mm；抗内压48 MPa；适用套管41/2″ ～7″；耐温149℃。

华北HXK—342封隔器技术性能参数为：工具长度2600 mm；最大外径100 mm；最小内径340mm；抗内压50 MPa；适用套管51/2″ ～7″；耐温120℃。

2 施工程序
1）通井、刮管。

2）下封隔器管柱。

下钻时应逐根通油管内径，控制下放速度，保持油套压差不超过3.5 MPa。

管柱下到位后，记录管柱悬重。

3）坐封封隔器。

下到位后试坐油管悬挂器，作记号，上提0.3 m。

然后，接管线和压裂车，循环1～2周。

循环压力不超过3.5 MPa。

接着投球，分步打压坐封封隔器，坐放安装井口。

4）验封。

环空打压至3.5 MPa，稳压10min
（5）打掉球座芯子。

缓慢从油管加压至球座销钉剪断为止。

6）实施措施（射孔、酸化）作业。

保持环空压力大于3.5 MPa，温度降不能超过20 F。

最大压差不超过26 MPa。

7）完井投产。

3 现场试验应用
3.1 V66井贝克33/8″ —ISP封隔器试验应用
V66井人工井底2350 m，由于该井井口以下123.5 m 的7″套管内下有5″套管，有效内通径为102 mm，无法下入常规封隔器进行酸化改造，且井口及井下套管只能承压24 MPa。

该井在下封隔器管柱至井深475m时，发现井涌，装安全阀后进行了压井，共计循环2 m 3.封隔器下到位后，按正常施工程序进行坐封、验封。

高压挤注时，油压由46.2 MPa突降至29MPa，套压由23.16 MPa升高至31MPa，至此，封隔器窜漏，施工结束。

3.2 T17井华北HXK342扩张式封隔器试验应用
由于该井封隔器下部连接的坐封球座为实芯堵
扩张式封隔器在老井试修中的应用试验
张道鹏 刘勇
中石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司 四川 成都 610041
摘要：针对四川低效油气田老井挖潜改造的需要，应用了国内外的扩张式封隔器，介绍了该型封隔器的基本结构、工作原理、技术参数以及施工操作程序。

分析了该封隔器施工失效的原因。

关键词：扩张式封隔器 老井试修 酸化施工 完井
Application Test of Expansion Packer in Old Well Testing and Repair
Zhang Daopeng，Liu Yong
Sinopec Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd. Underground Operation Company ，Chengdu ，Sichuan 610041Abstract：Aiming at the need of tapping the potential of old wells in low-efficiency oil and gas fields in Sichuan，the expandable packers at home and abroad are tested and applied. The basic structure，working principle，technical parameters and construction operation procedure of the packer are introduced. The causes of construction failure of the packer are analyzed.
Keywords：expansion packer；Old well trial repair；Acidizing construction；well completion
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窄，为分流河道侧翼沉积，且局部发育分流河道间沉
积。

分流河道被分流河湾分隔，具有网状河特征。

1、河漫沼泽 
2、平原分流河道 
3、砂地比等值线
图2 郑庄油区长 63沉积相图
（2）长 62沉积微相
长62属三角洲前缘亚相沉积，为三角洲体系主要建设阶段，水下分流河道比较发育，呈窄条带状分布，局部为大面积分流河道间湾沉积。

通过图3可以看出，区内发育有4条北东-南西向延伸的主河道，其中长62
-2砂体整体发育较好，河道砂体较厚。

1、分流间湾
2、水下分流河道 
3、砂地比等值线
图3 郑庄油田长62沉积相图
（3）长61沉积微相
长61属三角洲平原沉积，湖泊与三角洲前缘均已
消失，区内主要发育分流河道及分流见湾沉积，水下分流河道比较发育，垂向上叠置，平面上连片，河流作用微弱，局部发育分流河道间沉积。

通过图4可以看出，研究区发育有四条北东-南西向延伸的主河道，其
中砂体在中-东部沉积较厚，河道也更为发育。

1、河漫沼泽
2、平原分流河道
3、砂地比等值线
图4 郑庄油田长61沉积相图
3 结束语
延长油田在勘探开发以来，由于地层特征，当钻在裂缝位置可获得大量工业油流，但在一些部位却是低产状态，因此，必须充分认识该区域的地层构造，为日后的勘探开发提供依据。

参考文献
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[4]崔建国，石芳惠，孙建峰.延长油田郑庄南区长6储层“四性”关系研究[J].内蒙古石油化工，2015，41（13）：130-133.
[5]李建军，白培康，毛虎平，等.郑庄-胡底煤层气地球化学特征及成因探讨[J].煤炭学报，2014，39（9）：1802-1811.
头，因此，封隔器在下钻过程中需吊灌酸液。

施工时，油管分步打压。

由0升到4 MPa稳压2min，升到10MPa稳压5min，升到13MPa稳压5min，加压到16MPa 时，封隔器完成坐封，球座芯子憋脱。

继续加压到20MPa时，引爆射孔枪，接着完成高压挤注作业。

最高施工泵压39.21MPa，最大施工排量2.4 m 3/min。

该井在后期排液测试过程中出现油套窜通现象。

4 结论与建议
1）由于贝克—ISP封隔器特定的结构，该封隔器的坐封及承压差指标对温度变化的敏感度较高。

V66井由于存在漏失，循环压井量较少（仅2m 3），井下温度没有充分降低。

在注酸过程中，比井下温度低得多的酸液降低了封隔器内胀封液体的温度，从而导致坐封压力的减小和封隔器承压差能力的降低，出现油套管窜通。

因此，今后类似工具的应用，在坐封之前应充分循环，减少温度变化对施工压差的影响。

（2）由于V66井井身结构为上小下大的形状，且打过水泥塞，无法下入适用的刮管器对坐封段进行有效的
刮铣，因此，封隔器的坐封密封效果受到一定的影响。

3）尽管HXK342—100封隔器完成了射孔酸化作业，但在后期的排液测试过程中，由于温度、压力的变化影响了封隔器的受力及胶筒膨胀腔液体压力的变化，最终造成油套窜通。

因此，此类封隔器不宜用作气井保护套管的完井管柱。

4）为确保老井试修作业，并长期保护套管安全生产，建议采用卡瓦式或永久式封隔器作业完井。

参考文献 
[1]桑涛，张新山，乔荣娜，等.GPZK344-98高膨胀比挤入封隔器的研制与应用 [J] . 石油钻采工艺，2010，32（3）：110-111.
[2]彭红波，彭贺林，郭亚强 .K344-98扩张式封隔器在套变井分层酸化中的应用 [J]. 内蒙古石油化工，2009（12）：136-137.
[3]蔡 凌. 扩张式高压注水封隔器研制与应用 [J].工业A，2016（2）：246.
作者简介
张道鹏（1965.09-），男，汉，湖北天门人，工学学士，现就职于中石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司，高级工程师。

研究方向：井下工具的研究设计和推广应用。

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