機(jī)械式MMR水泥承留器在儲氣庫老井封堵中的應(yīng)用

齊海鷹

（遼河油田公司，遼寧 盤錦124010） ①

目前，國內(nèi)油田封堵射孔井段多采用籠統(tǒng)擠注水泥封堵工藝和自上而下擠注水泥封堵工藝［1］。但這2種封堵工藝施工繁瑣，附加工序較多，施工周期長，易發(fā)生次生事故，成功率偏低，不能很好地達(dá)到工藝、地質(zhì)要求。鑒于此，遼河油田在雙6儲氣庫老井封堵作業(yè)中，首先利用不同種類水泥漿進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，并在得出水泥漿凝固時間曲線的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)選井下作業(yè)工具［2］，并特別使用機(jī)械式 MMR型水泥承留器，形成了自下而上封堵工藝技術(shù)。通過實(shí)施，老井封堵作業(yè)施工取得了較好效果。

1 結(jié)構(gòu)組成

機(jī)械式MMR水泥承留器主要由MMR水泥承留器（如圖1）和 MSR機(jī)械坐封工具（如圖2）2部分組成［3］。水泥承留器主要由上接頭、上下雙向卡瓦、上下錐體、彈性鎖緊機(jī)構(gòu)、內(nèi)中心管、外密封膠筒、內(nèi)密封段、內(nèi)閥體等組成；坐封工具主要由上接頭、中心管、上端襯套、弧形彈簧、下端襯套、控制套、卡瓦套、插入接頭、控制彈性接頭、凸輪塊、移相接頭等組成。

圖1 MMR水泥承留器

圖2 MSR機(jī)械式坐封工具

2 工作原理及坐封操作

MMR水泥承留器與MSR機(jī)械坐封工具連接后，通過油管下放到預(yù)定位置，旋轉(zhuǎn)，使得上卡瓦釋放，提拉管柱坐封水泥承留器旋轉(zhuǎn)丟手，再次將機(jī)械坐封工具插入承留器中，打開閥體，即可進(jìn)行擠注水泥作業(yè)。MMR水泥承留器坐封工作原理及操作步驟如圖3。

圖3 MMR水泥承留器坐封工作原理及操作步驟

1） 下管拄 下鉆應(yīng)平穩(wěn)、勻速，下管速度30～40根/h，禁止猛剎猛放，防止頓鉆、溜鉆。工具與液面接觸時要勻速慢下，過造斜點(diǎn)、套管掛、套管變形等特殊位置時也要勻速慢下。

2） 坐封 承留器下至設(shè)計深度后，上提管柱0.6 m，正旋管柱20圈（可多旋），再下放管柱0.6 m至原深度，此過程使上卡瓦從坐封套內(nèi)脫出并彈開緊貼在套管內(nèi)壁上。緩慢上提管柱，若懸重高于管柱正常懸重且懸重繼續(xù)增加，說明上卡瓦已正常工作，繼續(xù)上提使懸重高于管柱正常懸重150 k N，保持5 min，然后下放至正常懸重，再緩慢上提使懸重高于管柱正常懸重150 k N，穩(wěn)定5 min，此過程使膠筒被充分?jǐn)D壓膨脹，同時上下卡瓦完全咬緊在套管壁上，完成水泥承留器坐封。

3） 丟手 緩慢下放管柱至正常懸重再增加5～10 k N，正轉(zhuǎn)管柱8～10圈，此時指重表指針會有輕微跳動并且懸重降至正常管柱懸重，上提管柱，若懸重保持正常管柱懸重，表明丟手成功。

4） 驗(yàn)封 下放管柱，加壓50～100 k N探承留器合格后上提管柱5 cm（此步驟可以使插入接頭密封段運(yùn)動至水泥承留器密封段內(nèi)），此時可進(jìn)行油管試壓。從套管加壓可驗(yàn)證水泥承留器密封性。

3 工藝特點(diǎn)

1） MMR水泥承留器能可靠坐封在任何級別（包括P110鋼級）套管中［4］，且坐封可靠。

2） 單膠筒和平滑的金屬背圈能夠組成可靠的密封系統(tǒng)，且整體式卡瓦可避免中途坐封，并易于鉆除。

3） 適合于溫度148℃、壓力70 MPa、井斜小于50°的井筒工況。

4） 可直接用機(jī)械式MSR坐封工具（用于正扣鉆桿），一趟管柱完成坐封（分層）和擠水泥2道工序，或用MHSB液壓坐封工具（用于反扣鉆桿），兩趟管柱完成坐封（分層）和擠水泥作業(yè)。

采用自下而上的封堵工藝技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1） 可以實(shí)現(xiàn)多射孔層段自下而上的封堵，一趟管柱即可實(shí)現(xiàn)分層和擠封堵工作，減少工序，節(jié)約時間。

2） 使用水泥承流器，屏蔽了擠灰［5］時的高壓力對上部套管的影響，同時保證水泥不污染上部油層。

3） 適應(yīng)30 m3以上大灰量的水泥擠注施工，井漏對使用承留器沒有影響。

4） 適用于地層反吐嚴(yán)重井的擠封堵作業(yè)，提高擠水泥成功率。

5） 可鉆性強(qiáng)，既適用于大修作業(yè)，也適用于小修作業(yè)。

4 應(yīng)用實(shí)例

雙31－20井封堵射孔井段2 470.0～2 506.8 m，永久性封井。施工程序：①下MMR型水泥承留器到2 466.32 m坐封，試擠清水0.5 m3，加壓18 MPa，驗(yàn)封合格；②加前置液1 m3，注密度1.67 g/cm3填料超細(xì)水泥4 m3，頂替清水5 m3，拔出插管反洗至循環(huán)出清水；③候凝后，下118 mm多刃磨鞋，0.5 h后鉆掉承留器，并鉆灰塞至2 508.0 m，對0～2 508.0 m井段，試壓15.2 MPa，30 min壓降0.2 MPa，穩(wěn)壓15 MPa，試壓合格；④重新復(fù)測聲幅后，2 470.0～2 506.8 m井段固井質(zhì)量合格（如圖4）。

圖4 用MMR水泥承留器擠水泥前、后聲幅對比

5 結(jié)論

1） 應(yīng)用MMR水泥承留器自下而上封堵工藝技術(shù)進(jìn)行的老井封堵施工，能有效永久地封堵管外停產(chǎn)層，并達(dá)到工程與地質(zhì)技術(shù)要求。

2） MMR水泥承留器性能可靠，操作簡單，可有效防止施工中卡鉆、堵塞管柱等事故發(fā)生。

3） MMR水泥承留器的應(yīng)用，減少了施工工序，降低了作業(yè)成本。

［1］ 張琪.采油工程原理與設(shè)計［M］.東營：石油大學(xué)出版社，2000：412－420.

［2］ 萬仁溥.采油工程手冊［K］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：587－606.

［3］ 趙明，彭新國.WSRA水泥承留器在擠封作業(yè)中的應(yīng)用與分析［J］.科技資訊，2011（22）：103－104.

［4］ 聶海光，王新河，油氣田井下作業(yè)修井工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000：272－284.

［5］ 中國石油天然氣集團(tuán)公司HSE指導(dǎo)委員會.井下作業(yè)HSE風(fēng)險管理［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002：19－22.