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不压井作业中油管堵塞原因分析及处理 0 堵塞器 无压井操作是一种在压力环境中完成井修复的操作方法。油管堵塞器是不压井作业技术的关键结构。通过油管堵塞器与不压井作业装置的配合来实现带压环境下起下管柱作业, 不压井作业装置控制油套环空压力, 堵塞器控制管柱内的压力。目前油管堵塞器多采用空心管或连续管将堵塞器输送至油管预定深度, 通过井口加压使堵塞器坐封, 从而密封油管。坐封后堵塞器的胶筒密封力和卡瓦卡紧力不能改变。若堵塞器坐封于油管的结垢位置, 就会影响卡瓦卡紧油管本体。当油管内水垢松动或脱落时, 卡瓦和胶筒也会随之松动, 造成油管密封不严, 且易发生堵塞器顶飞的事故。此外, 堵塞油管的工序复杂, 从而导致作业成本高。 为了有效地避免现有技术中存在的问题, 胜利油田分公司采油工艺研究院研制了自坐封式油管堵塞器。该堵塞器利用井内液柱压力和井口回压与常压空气腔的压差实现堵塞器的坐封。由于井内压力一直存在, 即使堵塞器卡瓦卡紧的水垢脱落, 堵塞器卡瓦依然可以继续坐封。这不仅保证了不压井作业时管柱堵塞的安全、高效, 而且对不压井作业工艺配套技术的完善起到推动作用。 1 技术分析 1.1 结构 自坐封式油管堵塞器结构如图1 所示。 1.2 堵塞器锚定 将自坐封式油管堵塞器从井口投入油管内, 该油管堵塞器在重力作用下在油管内下降, 当下降到一定深度后, 液柱压力和井口回压与常压空气腔的压差大于坐封剪钉的剪切应力时, 坐封剪钉剪断, 使卡瓦张开, 将堵塞器锚定在油管内壁上。卡瓦锚定后, 液柱压力继续作用, 使胶筒压缩, 直至胶筒压缩到位, 同时, 开口锁环的锁紧作用使胶筒一直处于压缩状态, 可长时间密封油管。 当起下油管过程中产生的油管震动致使堵塞器锚定处的结垢脱落时, 由于井底压力及井口回压一直存在, 通过压力腔的压力作用, 使卡瓦继续伸张, 直至卡紧在油管内壁本体之上, 避免堵塞器从油管飞出。同时, 胶筒继续压缩, 再次密封油管, 防止堵塞器顶出, 保证了堵塞器的有效封堵。 1.3 主要技术 自坐封式油管堵塞器的主要技术参数如表1所示。 1.4 锚定及坐封器 ( 1) 投送方式可通过钢丝绳投送, 也可靠重力投送。靠自身重力投送时无需输送设备, 施工方便, 费用低。 ( 2) 利用井内压力实现锚定及坐封。该堵塞器通过液柱压力和井口回压的作用, 对卡瓦及坐封胶筒施力, 完成堵塞器的锚定及坐封。 ( 3) 可长时间密封油管。开口锁环可实现坐封胶筒及卡瓦的单向锁紧, 使其达到长时间封堵的目的。 ( 4) 具有再次密封功能。当井内污垢脱落时, 该堵塞器也能在井内液柱压力的作用下自动实现再次密封, 避免出现安全隐患。 1.5 插装口堵塞控制 自坐封式油管堵塞器可通过钢丝绳投送或靠自身重力投送2 种方式下入油管中。其中靠自身重力投送主要通过预调剪钉数量和直径方式, 即可有效实现油管的长久封堵。其实施过程主要分以下几个步骤。 ( 1) 根据井口压力及预投堵油管的深度, 调节坐封剪钉的数量与直径大小, 从而实现不同深度油管的投堵。 ( 2) 在井口测试闸门上端连接防喷管, 将自坐封式堵塞器放于防喷管内, 打开测试闸门和生产闸门, 堵塞器靠自身重力下落。 ( 3) 堵塞器下落到预定深度后, 当液柱压力和井口回压与常压空气腔的压差大于坐封剪钉的剪切应力时, 坐封剪钉剪断, 卡瓦锚定, 胶筒膨胀, 从而密封油管。 ( 4) 打开井口油管闸门泄压, 查看有无溢流, 若无溢流, 则封堵有效, 可继续进行下一步施工。 2 性能室内试验研究 为了验证自坐封式油管堵塞器的密封性能, 2011 年6 月16 日, 在胜利油田分公司采油工艺研究院井下工具综合实验室进行了室内试验。 2.1 油管堵塞器71.9mm 试验设备:Φ73.0 mm (in) 、Φ88.9 mm (in) 油管短节、丝堵、试压泵、配套管线及自坐封式油管堵塞器。 试验温度: 室温。 2.2 试压泵环保压泵出液管至丝堵的分离 ( 1) 将自坐封式油管堵塞器放入油管短节中, 短节上端 ( 堵塞器上端处) 与试压泵相连, 另一端与丝堵相连; ( 2) 试压泵加压, 使堵塞器剪钉剪断, 堵塞器卡瓦锚定, 坐封胶筒压缩, 完成坐封, 稳压一段时间; ( 3) 试压泵泄压后, 卸下丝堵, 将油管短节原丝堵一端连接试压泵; ( 4) 试压泵加压, 观察油管堵塞器密封情况。 2.3 密封性能良好 试验结果表明, 自坐封式油管堵塞器对油管的密封性能良好, 密封压力可达30 MPa; 同时, 堵塞器可对结垢、结蜡管柱实施有效封堵, 从而解决不同管柱的堵塞问题。 3 充填管路堵塞 从2011 年至今, 自坐封式油管堵塞器在胜利油田累计应用647 井次, 工具坐封成功率达到97% 以上。自坐封式油管堵塞器锚定力及密封性能均达到设