中原油田明二区分注管柱失效原因探析

孙勇 仲学维 王海峰 郝小军 郑楚军(中原油田采油三厂 山东 莘县 213016)

引言

截止2013年12月，明二区共有注水井104口，开井73口，其中分注井56口。油田开发进入中、后期时，地层能量不足，层间矛盾越来越大，分层注水是及时补充地层能量并提高采收率最经济、最有效的方法，对油田的开发起着至关重要的作用。由于明二区本年水井分注井作业返工及工序返工较多，工艺室及明二区针对失效原因进行了统计，分析管柱失效的原因基本分为封隔器失效、油管失效、以及其他井下工具失效等情况。

一、封隔器失效造成的影响

一般封隔器的失效主要表现为：油套压平衡，注水量上升；注水压力不变，注入量上升。封隔器失效后就达不到分层注水的目的，因此要随时注意观察封隔器是否密封良好。现分析封隔器失效的主要原因。

1.管柱结构问题，没有进行合理的锚定

目前分注采用的封隔器绝大部分为Y 341型封隔器，由于该型封隔器是无支撑、液压座封、提放管柱解封。如对分注管柱未实施合理的锚定，管柱的蠕动很容易造成封隔器解封而失效。如卫49-18井下封作业，为Y 341型一级两段分注井，作业完井时验封及验管均合格。作业完后测试队投捞测试发现管柱漏失，再次作业起出检查发现封隔器下部油管破裂和上部油管严重弯曲。分析其原因是由于管柱没有锚定，下部油管破裂后上下层间压差过大使封隔器上移而导致上部油管严重弯曲。

2.封隔器本身质量问题

目前我区所使用的封隔器主要有Y 341型和Y 221型两大类，其标称额定耐压差均在35 Mpa以上，按其标称指标完全可以满足我厂的分注需要。但是，部分井由于封隔器质量不合格造成频繁作业换封。

如明1-9井2013年8月13日下入3级3段分注管柱（Y 221 MX-114封+Y 341-114封+Y 341-114封）,现场座封、验封正常，完井注水发现油套压平衡，8月18日作业起出发现Y 221 MX-114封隔器中心管有长约20 mm裂缝。

3.注水压力波动过大造成封隔器失效

当注水井因停注、测试或压力波动时,则管柱受力状况发生变化,从而导致管柱发生蠕动,带动封隔器胶筒的蠕动,使胶筒的工作条件变差,有可能造成胶筒破坏,影响分注有效期。当上部压力高时,管柱受拉伸长,在停注时管柱收缩,对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，高压增注，2012年12月20日该井动停，2013年5月7日动停恢复，正注20方/天，因注水量较少，5月27日开始注够停泵，每天注水10小时，6月16日该井钻停，6月19日取压发现油套压为5.1/4.3 Mpa，钻停恢复后常压注水20方/天，经验封发现封隔器失效。分析该井因层间压差太大，管住受力不均发生蠕动，导致封隔器失效。

4.封隔器卡封位置不准确。

部分分注井的夹层较小，座封方式影响、管柱组配不合理等原因，导致作业卡封时把封隔器卡在射孔层段上,造成封隔器不密封。另外当上部压力或下部压高时,使管柱受拉伸长或受压缩短,在卡距和下入的封隔器距层位很小,有可能使胶筒移出卡位而造成层位串通,使分注失败。

二、由油管质量问题导致管柱失效

部分井入井油管不合格，油管破裂造成管柱失效。

卫95-125井2005年1月5日下入Y 341型一级两段分注管柱（本次作业更换了检测Φ 73 mm加大油管150根），作业完后测试队投捞测试发现管柱漏失，2005年1月11日作业返工起出发现第95根加大油管爆裂。

新卫11-15井2005年3月11日下封作业，为一级两段分注井（本次作业更换新Φ 73 mm加大油管21根，检测Φ 73 mm加大油管53根，检测Φ 73 mm平式油管的228根）。作业完后测试队投捞测试发现管柱漏失，7月1日作业返工发现起出管柱发现第28根油管裂缝，第256根油管本体穿孔。

WC 10-39井2008年3月26日测氧活化后发现井下油管存在漏失，现场经验证为封隔器失效，4月23日-30日找漏施工未发现套漏换全井加大管完井验管合格，投捞后注水发现油套压持平，经现场验证并结合流量测试资料分析为井下封隔器失效，需上作业换封。

三、其它井下工具质量问题导致管柱失效

1.偏心配水器的质量问题导致管柱失效

部分井使用的偏配存在漏失的质量问题，造成分注井频繁换封和返工。

卫11-39井2005年2月20日下入Y 341型一级两段分注管柱，调配测试发现偏2以上管柱漏失,3月29日作业返工发现偏1堵塞器漏失。

2.控水水嘴故障

控水水嘴故障主要引发水嘴堵塞、水嘴孔眼刺大、掉水嘴以及底部阀不密封的问题，在每种问题下的注入压力与注入量的关系曲线如图1所示。

图1

3.水力锚的质量问题导致管柱失效

部分井使用的水力锚存在漏失的质量问题，造成分注井频繁换封和返工。

如：卫145井于2005年3月1日上作业，3月3日下入完井管柱（2级3段分注），座封时发现管柱漏失严重，洗井后仍然漏失，于是起出管柱现场检查，发现水力锚的锚爪有三处刺漏。3月4日下午，工艺研究所与作业科、采油区一起在工具队调查原因，经过对水力锚试压，发现水力锚的8个锚爪有6个漏失，打不起压。

结论

通过对中原油田明二区分注管柱失效原因的分析,明确了影响分注管柱失效的主要因素,管柱失效基本分为封隔器失效、油管失效、以及其他井下工具失效等情况。通过对具体油井案例进行分析，可知导致注管失效的原因包括没有有进行合理的锚定、注水压力波动过大、油管质量出现问题以及控水水嘴出现故障等。通过对失效原因进行探析为后面的管柱优化、工艺技术完善和改进以及分注井管提供了依据。