中原油田明二區分注管柱失效原因探析

孫勇 仲學維 王海峰 郝小軍 鄭楚軍(中原油田采油三廠 山東 莘縣 213016)

引言

截止2013年12月，明二區共有注水井104口，開井73口，其中分注井56口。油田開發進入中、后期時，地層能量不足，層間矛盾越來越大，分層注水是及時補充地層能量并提高采收率最經濟、最有效的方法，對油田的開發起著至關重要的作用。由于明二區本年水井分注井作業返工及工序返工較多，工藝室及明二區針對失效原因進行了統計，分析管柱失效的原因基本分為封隔器失效、油管失效、以及其他井下工具失效等情況。

一、封隔器失效造成的影響

一般封隔器的失效主要表現為：油套壓平衡，注水量上升；注水壓力不變，注入量上升。封隔器失效后就達不到分層注水的目的，因此要隨時注意觀察封隔器是否密封良好。現分析封隔器失效的主要原因。

1.管柱結構問題，沒有進行合理的錨定

目前分注采用的封隔器絕大部分為Y 341型封隔器，由于該型封隔器是無支撐、液壓座封、提放管柱解封。如對分注管柱未實施合理的錨定，管柱的蠕動很容易造成封隔器解封而失效。如衛49-18井下封作業，為Y 341型一級兩段分注井，作業完井時驗封及驗管均合格。作業完后測試隊投撈測試發現管柱漏失，再次作業起出檢查發現封隔器下部油管破裂和上部油管嚴重彎曲。分析其原因是由于管柱沒有錨定，下部油管破裂后上下層間壓差過大使封隔器上移而導致上部油管嚴重彎曲。

2.封隔器本身質量問題

目前我區所使用的封隔器主要有Y 341型和Y 221型兩大類，其標稱額定耐壓差均在35 Mpa以上，按其標稱指標完全可以滿足我廠的分注需要。但是，部分井由于封隔器質量不合格造成頻繁作業換封。

如明1-9井2013年8月13日下入3級3段分注管柱（Y 221 MX-114封+Y 341-114封+Y 341-114封）,現場座封、驗封正常，完井注水發現油套壓平衡，8月18日作業起出發現Y 221 MX-114封隔器中心管有長約20 mm裂縫。

3.注水壓力波動過大造成封隔器失效

當注水井因停注、測試或壓力波動時,則管柱受力狀況發生變化,從而導致管柱發生蠕動,帶動封隔器膠筒的蠕動,使膠筒的工作條件變差,有可能造成膠筒破壞,影響分注有效期。當上部壓力高時,管柱受拉伸長,在停注時管柱收縮,對于上提管柱解封的封隔器,使封隔器解封。

WM132井2012年10月13日下Y 221 M-80地面分注管柱，全井配注80方/天，高壓增注，2012年12月20日該井動停，2013年5月7日動停恢復，正注20方/天，因注水量較少，5月27日開始注夠停泵，每天注水10小時，6月16日該井鉆停，6月19日取壓發現油套壓為5.1/4.3 Mpa，鉆停恢復后常壓注水20方/天，經驗封發現封隔器失效。分析該井因層間壓差太大，管住受力不均發生蠕動，導致封隔器失效。

4.封隔器卡封位置不準確。

部分分注井的夾層較小，座封方式影響、管柱組配不合理等原因，導致作業卡封時把封隔器卡在射孔層段上,造成封隔器不密封。另外當上部壓力或下部壓高時,使管柱受拉伸長或受壓縮短,在卡距和下入的封隔器距層位很小,有可能使膠筒移出卡位而造成層位串通,使分注失敗。

二、由油管質量問題導致管柱失效

部分井入井油管不合格，油管破裂造成管柱失效。

衛95-125井2005年1月5日下入Y 341型一級兩段分注管柱（本次作業更換了檢測Φ 73 mm加大油管150根），作業完后測試隊投撈測試發現管柱漏失，2005年1月11日作業返工起出發現第95根加大油管爆裂。

新衛11-15井2005年3月11日下封作業，為一級兩段分注井（本次作業更換新Φ 73 mm加大油管21根，檢測Φ 73 mm加大油管53根，檢測Φ 73 mm平式油管的228根）。作業完后測試隊投撈測試發現管柱漏失，7月1日作業返工發現起出管柱發現第28根油管裂縫，第256根油管本體穿孔。

WC 10-39井2008年3月26日測氧活化后發現井下油管存在漏失，現場經驗證為封隔器失效，4月23日-30日找漏施工未發現套漏換全井加大管完井驗管合格，投撈后注水發現油套壓持平，經現場驗證并結合流量測試資料分析為井下封隔器失效，需上作業換封。

三、其它井下工具質量問題導致管柱失效

1.偏心配水器的質量問題導致管柱失效

部分井使用的偏配存在漏失的質量問題，造成分注井頻繁換封和返工。

衛11-39井2005年2月20日下入Y 341型一級兩段分注管柱，調配測試發現偏2以上管柱漏失,3月29日作業返工發現偏1堵塞器漏失。

2.控水水嘴故障

控水水嘴故障主要引發水嘴堵塞、水嘴孔眼刺大、掉水嘴以及底部閥不密封的問題，在每種問題下的注入壓力與注入量的關系曲線如圖1所示。

圖1

3.水力錨的質量問題導致管柱失效

部分井使用的水力錨存在漏失的質量問題，造成分注井頻繁換封和返工。

如：衛145井于2005年3月1日上作業，3月3日下入完井管柱（2級3段分注），座封時發現管柱漏失嚴重，洗井后仍然漏失，于是起出管柱現場檢查，發現水力錨的錨爪有三處刺漏。3月4日下午，工藝研究所與作業科、采油區一起在工具隊調查原因，經過對水力錨試壓，發現水力錨的8個錨爪有6個漏失，打不起壓。

結論

通過對中原油田明二區分注管柱失效原因的分析,明確了影響分注管柱失效的主要因素,管柱失效基本分為封隔器失效、油管失效、以及其他井下工具失效等情況。通過對具體油井案例進行分析，可知導致注管失效的原因包括沒有有進行合理的錨定、注水壓力波動過大、油管質量出現問題以及控水水嘴出現故障等。通過對失效原因進行探析為后面的管柱優化、工藝技術完善和改進以及分注井管提供了依據。