CN108301814A - 套破井卡封分层注水设备与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了套破井卡封分层注水设备与工艺，设备包括井口组件、上卡封封隔器、双注管、下卡封封隔器、配水器、洗井阀以及连接各配件之间的油管。所述井口组件包括来水管汇、洗井管汇，所述来水管汇连通至油管，所述洗井管汇连通至油管外侧与套管内侧的油套环空。本发明的上、下卡封封隔器配套使用，分别卡封在套破段的上、下顶界，实现套破段的完全卡封，且在注水或反洗井时，实现了封隔器受力均衡，延长了封隔器的寿命；卡封封隔器与双注管均设计为内外管双层，正常注水时水流走内管，反洗井时洗井液走外管，实现了洗井液不与套破段接触。双注管组配在上、下卡封封隔器中间。

Description

套破井卡封分层注水设备与工艺

技术领域

本发明涉及油田套损井分层注水开发技术，具体地说是套破井卡封分层注水设备与工艺。

背景技术

随着油田开发年限的增长，受腐蚀结垢、出砂、高压注水等的综合作用，水井套管损坏现象不断加剧，套损井数量逐年增加。套损井破坏了油田井网完善程度，在很大程度上制约了油田综合经济效益的提高和生产的发展：一方面，部分套损井带病生产，不能满足水井生产的特殊工艺措施需求；另一方面，套损井如不能及时修复，会造成层间水串、泥岩层吸水变形，进一步加剧套损程度，继而形成恶性循环，同时，影响水驱生产状况，造成失控储量增多，影响了水驱开发效果。

套破井属于套损井中的一种，目前，针对套破井的分注技术主要有：注灰封堵套破段与封隔器卡封套破段。(1)针对套破段较深的井，利用换取套管的方式，在经济上不可行，绝大部分此类井只能采用注灰封堵的方式实现套破段的修复，进而实现分层注水。为保护封堵段，通常在封堵段上部或者下部下一级封隔器，但此封隔器在注水过程中长期受到单方面压力，易蠕动失效。封隔器失效后，高压水会进入到承压能力较低的封堵段，导致封堵失效，分注失败。(2)针对不可修复的套破井，要想实现分层注水，只能采用封隔器卡封套破段的技术方式，这种方式虽然能实现暂时的分层注水，但其存在两方面的缺陷：一是顶封封隔器，在注水过程中同样是受到单方面的注水压力，易蠕动失效，进而导致分注失败；二是此种工艺无法实现反洗井，反洗井过程中，洗井液会从套破段漏失进入地层，无法建立真正有效的反洗井循环，达不到清洗注水层与井筒的目的。

针对上述问题，我们研究设计了针对套破井的卡封分注设备与工艺，实现套破井有效卡封的同时，实现有效分层注水与反洗井。此设备与工艺也可应用于水井动停层的卡封。

经过检索专利库，公开号103939067B，公开日2016-03-09公开一种套管补贴井分层注水装置，套管上有射开的上联通孔和下联通孔，在其破损段打入补贴管，密封筒先安装在补贴管内后随补贴管下入套管内，分注体连接在注水管的下部后随其下入密封筒内，分注体与密封筒之间有外密封装置，在分注体上开设联通槽，联通槽处于外密封装置之上，在配水芯子上的中部横向安装上水嘴，在配水芯子的下部安装下水嘴，上水嘴、下水嘴与配水芯子的内部相通，在配水芯子上安装上密封装置、下密封装置，上密封装置处于上水嘴之上，下密封装置处于上水嘴之下，配水芯子投入分注体内后，上密封装置处于联通槽之上，下密封装置处于联通槽之下，通过配水芯子和上水嘴、下水嘴的节流控制实现分层注水，使注水层达到配注要求。

经过对比发现，以上公开技术并不能解决本申请所要解决的技术问题。而且与本申请的技术方案、发明效果等均不相同。

发明内容

本发明的目的在于提供套破井卡封分层注水设备与工艺，上、下封隔器配套使用，分别卡封在套破段的上、下顶界，实现套破段的完全卡封，且在注水或反洗井时，实现了封隔器受力均衡，延长了封隔器的寿命；卡封封隔器与双注管均设计为内外管双层，正常注水时水流走内管，反洗井时洗井液走外管，实现了洗井液不与套破段接触。双注管组配在上、下卡封封隔器中间。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，套破井卡封分层注水设备，包括井口组件、上卡封封隔器、双注管、下卡封封隔器、配水器、洗井阀以及连接上述各配件之间的油管。

所述井口组件包括来水管汇、洗井管汇，所述来水管汇连通至油管，所述洗井管汇连通至油管外侧与套管内侧的油套环空。

所述双注管包括内管以及组装在内管外部的外管。

所述内管上、下端分别与上、下卡封封隔器的内管连接。所述外管上、下端分别与上、下卡封封隔器的外管连接。

所述上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下顶界。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，套破井卡封分层注水工艺：

封隔器坐封：上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下顶界；从井口组件连接的油管内打压，当压力达到卡封封隔器安全启动压差时，封隔器胶筒在液压作用下膨胀完成坐封，停止打压后，封隔器不解封；

分层注水：坐封完毕后，正常注水时，水流自井口组件的来水管汇进入油管，再流经上卡封封隔器内管、双注管内管、下卡封封隔器内管，进入各级配水器，经配水器出水孔进入注水层；

解封：后期需要作业时，上提下放管柱，即可实现封隔器解封，顺利起出管柱。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，套破井卡封分层注水工艺：

封隔器坐封：上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下顶界；从井口组件连接的油管内打压，当压力达到卡封封隔器安全启动压差时，封隔器胶筒在液压作用下膨胀完成坐封，停止打压后，封隔器不解封；

反洗井：当需要反洗井时，从井口组件的洗井管汇打入洗井液，洗井液进入油套环空后，经过上卡封封隔器的洗井进液孔进入封隔器外管，继续进入双注管的外管，经过下卡封封隔器的外管自洗井出液孔流出后，再次进入油套环空，在封隔器不解封的情况下避开套破段，后经洗井阀上返进入油管，自井口组件的来水管汇返出，实现无漏失的有效反洗井；

解封：后期需要作业时，上提下放管柱，即可实现封隔器解封，顺利起出管柱。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、形成了一套针对套破井实现分层注水与有效反洗井的工艺方法；

2、卡封封隔器、双注管均设计为内外管双层结构，达到卡封套破段、重建反洗井通道的目的，反洗井过程中实现洗井液不与套破段接触，解决了因洗井液漏失无法形成有效反洗井的问题；

3、卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下顶界，保证注水或反洗井时封隔器上、下受力均衡，延长了封隔器寿命。

附图说明

图1为套破井卡封分层注水设备的结构示意图。

图2为正常分层注水原理示意图；

图3为反洗井原理示意图。

图中：1、井口组件；2、套管；3、油管；4、上卡封封隔器；5、双注管；6、下卡封封隔器；7、配水器；8、洗井阀；

1.1、来水管汇；1.2、洗井管汇；4.1、洗井进液孔；5.1、外管；6.1、洗井出液孔。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如附图1所示，套破井卡封分层注水设备包括自上而下依次设置的井口组件1、上卡封封隔器4、双注管5、下卡封封隔器6、配水器7、洗井阀8以及连接上述各配件的油管3。所述井口组件包括来水管汇1.1、洗井管汇1.2，所述来水管汇连通至油管，所述洗井管汇连通至油管3外侧与套管2内侧的油套环空。

所述双注管包括内管以及组装在内管外部的外管5.1。所述内管上、下端分别与上、下卡封封隔器的内管连接。所述外管上、下端分别与上、下卡封封隔器的外管连接。所述上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下顶界。

特殊井况套破井卡封分层注水设备可以根据实际情况再组配水力卡瓦、水力锚、扶正器、安全接头等配套工具。

工作原理与过程：

实施例1：

(1)下井：根据施工要求，将各个设备按照示意图1或者实际需要组配井下分注管柱，并按施工设计下井到位；

(2)封隔器坐封：从井口组件连接的油管内打压，当压力达到卡封封隔器安全启动压差时，封隔器胶筒在液压作用下膨胀完成坐封，停止打压后，封隔器不解封。

(3)分层注水：坐封完毕后，正常注水时，水流自井口组件的来水管汇1.1进入油管，再流经上卡封封隔器内管、双注管内管、下卡封封隔器内管，进入各级配水器，经配水器出水孔进入注水层，见示意图2。

(4)解封：后期需要作业时，上提下放管柱，即可实现封隔器解封，顺利起出管柱。

实施例2：

(1)下井：根据施工要求，将各个设备按照示意图1或者实际需要组配井下分注管柱，并按施工设计下井到位；

(2)封隔器坐封：从井口组件连接的油管内打压，当压力达到卡封封隔器安全启动压差时，封隔器胶筒在液压作用下膨胀完成坐封，停止打压后，封隔器不解封。

(3)反洗井：当需要反洗井时，从井口组件的洗井管汇1.2打入洗井液，洗井液进入油套环空后，经过上卡封封隔器的洗井进液孔4.1进入封隔器外管，继续进入双注管的外管5.1，经过下卡封封隔器的外管自洗井出液孔6.1流出后，再次进入油套环空，在封隔器不解封的情况下避开套破段，后经洗井阀8上返进入油管，自井口组件的来水管汇1.1返出，实现无漏失的有效反洗井，见示意图3。

(4)解封：后期需要作业时，上提下放管柱，即可实现封隔器解封，顺利起出管柱。

上卡封封隔器、下卡封封隔器、配水器、洗井阀以及相互的具体连接方式均为本领域内的常用设备和公知技术，连接应用即可。

本发明的工艺方法是将上述设备组配成注水管柱，上、下卡封封隔器分别位于套破段的上部与下部，双注管位于套破段位置，再根据注水层和隔层分别下入配水器和其他类型封隔器，管柱底部下入洗井阀。正常注水时，水流自井口组件的来水管汇进入油管，经过上卡封封隔器内管、双注管内管、下卡封封隔器内管，进入各级配水器，通过配水器出水孔进入注水层。反洗井时，洗井液从井口组件的洗井管汇进入油套环空，经过上卡封封隔器外管、双注管外管、下卡封封隔器外管返出后再次进入油套环空，再进入管柱底部的洗井阀，后上返进入油管至井口，形成无漏失的有效反洗井，达到清洗井筒与注水层的目的，防止洗井液漏失进入套破段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (7)

1.套破井卡封分层注水设备，其特征在于，包括井口组件、上卡封封隔器、双注管、下卡封封隔器、配水器、洗井阀以及连接上述各配件之间的油管。

2.根据权利要求1所述的套破井卡封分层注水设备，其特征在于，所述井口组件包括来水管汇、洗井管汇，所述来水管汇连通至油管，所述洗井管汇连通至油管外侧与套管内侧的油套环空。

3.根据权利要求1或2所述的套破井卡封分层注水设备，其特征在于，所述双注管包括内管以及组装在内管外部的外管。

4.根据权利要求3所述的套破井卡封分层注水设备，其特征在于，所述内管上、下端分别与上、下卡封封隔器的内管连接；所述外管上、下端分别与上、下卡封封隔器的外管连接。

5.根据权利要求1所述的套破井卡封分层注水设备，其特征在于，所述上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下顶界。

6.套破井卡封分层注水工艺，其特征在于：

封隔器坐封：上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下界；从井口组件连接的油管内打压，当压力达到卡封封隔器安全启动压差时，封隔器胶筒在液压作用下膨胀完成坐封，停止打压后，封隔器不解封；

分层注水：坐封完毕后，正常注水时，水流自井口组件的来水管汇进入油管，再流经上卡封封隔器内管、双注管内管、下卡封封隔器内管，进入各级配水器，经配水器出水孔进入注水层；

解封：后期需要管柱作业时，上提下放管柱，即可实现封隔器解封，顺利起出管柱。

7.套破井卡封分层注水工艺，其特征在于：

封隔器坐封：上、下卡封封隔器分别卡封在套破段的上、下界；从井口组件连接的油管内打压，当压力达到卡封封隔器安全启动压差时，封隔器胶筒在液压作用下膨胀完成坐封，停止打压后，封隔器不解封；

反洗井：当需要反洗井时，从井口组件的洗井管汇打入洗井液，洗井液进入油套环空后，经过上卡封封隔器的洗井进液孔进入封隔器外管，继续进入双注管的外管，经过下卡封封隔器的外管自洗井出液孔流出后，再次进入油套环空，在封隔器不解封的情况下避开套破段，后经洗井阀上返进入油管，自井口组件的来水管汇返出，实现无漏失的有效反洗井；

解封：后期需要管柱作业时，上提下放管柱，即可实现封隔器解封，顺利起出管柱。