1、1WSRA 插管桥塞在二厂水井封层的应用【摘要】 新疆油田公司采油二厂西北缘的水井由于注水年限较长，注入层位的吸收性较差，注水压力较高，应用常规的光油管或封隔器挤水泥技术进行该地区水井的封层作业风险较高，施工质量得不到有效的保证，而WSRA 插管桥塞能准确的在设计井深实现坐封，挤注水泥施工时能有效防止水泥浆倒流井筒，节省水泥用量的同时保证了水泥胶结质量和封层效果，有效提高施工成功率。 【关键词】 WSRA 插管桥塞；西北缘水井；封层 2010 年 10 月井下作业三公司接到 10 来口水井进行封层作业任务，施工主要目的是将水井的下部层位进行封堵，保留水井的上部有用层位继续注水，另外在这些井周边
2、钻一些新井，对该区块的注采系统重新进行部署。将这些层位进行封堵能有效的防止钻井过程中遇到异常高压地层。水井封层在油田施工中属于非常规的修井作业。一般情况下，这类井的施工主要是将光油管或封隔器下至目的层位，用泵车将水泥挤入目的层位实现封堵，然而此次施工的水井地层吸收性不太好，施工泵压较高，且地层压力较高，施工时井口一直处于溢流状态，因此这种施工工艺在此次施工作业中存在以下缺陷：（1）高泵压将水泥浆挤入被封堵层后停泵泄压，水泥浆会倒流入井筒导致水泥胶结质量差，封堵效果无法2保证；（2）施工中水泥余量大，水泥浆流向无法把握，灰面位置难以控制，成功率较低；（3）进行高泵压挤注水泥施工时，容易损坏本已老
3、化的套管，甚至还有可能压漏地层。故这次水井封层施工作业全部应用四机赛瓦石油钻采设备有限公司生产的 WSRA 插管桥塞进行水层的封堵作业，取得了很好的效果。 1WSRA 插管桥塞组成结构及工作原理 WSRA 插管桥塞外形结构简单、小巧，在现场组装简单，适用于所有硬度等级的套管，可靠性在国内同类产品中有很高的知名度，在全国各大油田应用非常广泛。 1.1 WSRA 插管桥塞组成结构 WSRA 插管桥塞主要由挤水泥桥塞、电缆坐封工具及插管三部分组成。1.1.1 挤水泥桥塞的组成结构 WSRA 挤水泥桥塞由整体卡瓦、锥体、胶筒、剪切销、阀体等部分组成。 1.1.2 电缆座封工具组成结构 电缆座封工具分接
4、 SERVA/MAP 350、GO 和 GEARHART 电缆坐封工具和接 BACKER 电缆坐封工具两类。接 SERVA/MAP 350、GO 和 GEARHART 电缆坐封工具主要由定位套、拉杆等部分组成，接 BACKER 电缆坐封工具主要由紧固套、锁环、紧固套杆及锁紧螺母等组成。 1.1.3 插管组成结构 WRSA 插管桥塞所用的插管分 MODEL B1 型插管和 MODEL D1 型插管两3类，两类插管主要由扶正部分及插管部分组成。 1.2 WSRA 插管桥塞工作原理 WRSA 插管桥塞在进行水井封层施工的整个工艺分为两步。首先试油公司测井队将坐封工具和挤水泥桥塞组装在一起，用电缆绞车
5、将工具送达设计坐封位置时，坐封套抵住挤水泥桥塞外部部件，而拉杆则提拉挤水泥桥塞的中心管，这个动作使卡瓦坐住，橡胶套胀大，挤水泥桥塞被压缩坐封，当拉力达到剪切销的剪切力时，剪切销被拉断，坐封工具和接头包就可以从井中取出；然后，小修作业队将插管下至挤水泥桥塞位置，将插管插入挤水泥桥塞，依靠管柱重量使插管能密封在中心孔里，憋压检验是否密封，如果密封完好则即可进行注水泥封层作业。 2WSRA 插管桥塞的特点 用 WRSA 插管桥塞用于二次固井操作或油水井挤水泥作业，电缆座封，容易钻除。主要特点有：（1）适用于所有硬度等级的套管；（2）可以应用于压力 70MPa，温度为 177的井况；（3）三节不同硬度
6、的胶筒和浮动金属支承环组成可靠的密封系统；（4）棘轮锁环保持坐封负荷，保证压力变化下仍能可靠坐封；（5）压力平衡的套阀开、关由地面控制，更方便、更可靠。因此应用插管桥塞进行水井的封层作业，其施工的成功率会大大提高。 3WSRA 插管桥塞现场应用情况 3.1 水井封层井施工前井况分析 井下作业三公司 X04367 队 2012 年在采油二厂西北缘水井封层作业施工中应用 WRSA 插管桥塞进行封层的井总共有 3 口，分别为新疆油田采4油二厂七中区 7850 井，八区 7827 井，七中东区 7839 井，这三口井的施工井况如表 1 从上表可看出三口井套管都有不同程度的变形，根据与采油队技术人员交流
7、得知这三口井注水压力都比较高（注水压力均超过 14MPa） ，故地层吸收性并不是很好，应用常规挤水泥工艺技术，其挤水泥泵压势必很高，极有可能将本已变形的套管压破；另外施工井地层压力虽然不太高但在施工提下油管作业过程中井口一直处于溢流状态，应用常规挤水泥工艺进行挤水泥作业，注入的水泥浆势必会从井底吐出，影响水泥胶结质量，极可能导致注水泥施工失败，甚至可能产生“插旗杆”式的工程事故。因此三口井均使用 WRSA 插管桥塞进行挤水泥作业。 3.2WRSA 插管桥塞施工应用情况 三口井在与新疆油田试油公司测井队配合下桥塞作业后，下管柱将插管插入 WRSA 插管桥塞的中心孔里，下放一定的负荷（控制在 30
8、KN 左右） ，保证插管能密封在中心孔里，地面接好进出口管线，700 型泵车憋压检验插管是否密封在中心孔里。坐封紧密后即可进行挤水泥作业。应用此工艺进行施工需要注意一下几点：（1）在下入插管前必须认真检查插管密封圈的密封性及插管水眼的通常，下入的油管必须用通管规逐一通过；（2）插管下至距桥塞 2m 后，用清水冲洗桥塞，保证桥塞中心孔的通畅；（3）插管坐封后，坐封负荷控制在 30KN 左右切忌应用大负荷，损坏插管及桥塞；（4）对于吸收性不好的层位注灰前用高泵压将层位压开，可连续打压 35 次，逐步压开，在 7850 井进行该工艺施工时，连续打压 3 次，最高压力为 21MPa，地层吸收性才得到改
9、善；（5）注完灰后5必须打入一定量的顶替液，切忌在插管未提出中心管的情况下停泵泄压；（6）插管提出后必须用清水将井筒内的剩余灰浆清洗干净。 使用插管桥塞在洗完井后，在候凝时即可进行完井结构施工，有效缩短施工周期，节省施工成本。假设用常规工艺进行水井封层施工所需主要材料的理论用量与应用此插管桥塞进行封层作业用量进行比较，可得出应用WRSA 插管桥塞进行水井封层作业所用的灰浆量和清水量均比常规施工工艺用量少，而注灰的效果较常规工艺好。 图 1 水泥浆用量比较图 图 2 清水用量比较图 4 结论与建议 4.1 结论 综合上述施工经验，可得出以下结论： （1）WRSA 插管桥塞水井封层工艺可靠，施工成
10、功率高，且能有效的缩短施工周期； （2）插管从中心孔提出后，桥塞中心孔自动关闭，有效的防止挤入地层的水泥浆倒流井筒，减少洗井循环周次，节省特车使用成本； （3）桥塞下至设计深度后，能有效的保护桥塞以上套管，避免了高压注灰对套管的损坏； （4）该工艺施工能有效的节省水泥浆的使用量，减少施工成本，还能减小长途运输水泥浆所带来的风险； （5）该工艺注完水泥浆后，即可进行下步的下完井结构作业，无需关井侯凝，有效缩短施工周期。 64.2 后期建议 在此次施工的三口井中虽然全部取得成功，但在施工过程中还是出现一些意外情况，总结后建议如下： （1）在地层吸收性不好的情况下，进行该工艺施工时，最好配置大排量，
11、高泵压的泵车，对于井下作业三公司可优先考虑 700 型泵车，有利于逐步改善地层吸收性； （2）如果能配置动力源或螺杆钻，那么以小修作业队的配置用该工艺完全可以从事二次固井作业，建议井下作业公司开展此项作业的施工。参考文献： 1刘华国.桥塞挤水泥工艺及其应用.石油机械，1997.25（6）：2629 2张恩伦.桥塞封层工艺技术发展.石油机械，2001.29（10）：4750 3WRSA 插管桥塞使用说明书，2010 作者简介： 程澎（1986.10-） ，男，湖南醴陵人，助理讲理，工作单位：中国石油新疆技师学院，研究方向：石油工程钻井修井方向； 程红艳（1982.02-） ，女，甘肃高台人，助理讲理，工作单位：中国石油新疆技师学院，研究方向：石油工程采油方向。
