确定油水井层间窜槽井段位置的工艺过程称为找窜。当油水井已经发生了关外窜槽,应该及时进行封窜处理。在封窜前,首要问题是要准确找出窜槽的位置,以便采取针对性的措施,恢复油水井的正常生产。常用的找窜方法有测井测试找窜和机械封隔器找窜。
测井测试找窜有声幅测井找窜、同位素示踪测井找窜、井温测井找窜、井温及连续流量测径仪测井找窜、中子寿命测井找窜和MFE仪器测试负压法找窜等。
一、声幅测井找窜
(1)起原井管柱,通井至人工井底或预测井段以下30m;
(2)用2倍井筒容积的修井液洗井,起出管柱;
(3)声幅测井;
(4)确定窜槽部位。
二、同位素示踪测井找窜
(1)井筒准备:进行冲砂、通井;
(2)洗井、试挤;
(3)测放射基线I;
(4)下管至预窜井段以上30m;
(5)完善井口,对井口、管线试压,压力不低于挤注压力的1.2倍;
(6)用修井液将同位素示踪液从油管推至预窜井段以下10m处,关井扩散压力;
(7)洗井,洗出井筒内的同位素示踪液;
(8)测放射曲线II,对比基线I,确定水窜部位。
三、MFE仪器测试负压法找窜
(一)负压法找窜原理
负压法找窜是应用U形管的工作原理,在测试压差(测试压差△p=p套环-p管内=0.0098×环空压井液密度值×测试阀深度-0.0098×垫水密度值×垫水高度)的作用下,环空内液体通过上部工程段孔眼进入套管外与水泥环出现的通道流到下部射孔段的孔眼,最后进入测试工具内,求取窜通量和压力资料;然后经过综合分析与对比来判断套管外发生窜槽与否。现场施工方法是将MFE测试仪器下至验窜层之间,封隔器座封,延时后测试阀打开,观察套管环空液面是否下降。如果环空液面下降,地面迅速补充同性能的压井液,关井测压,灌液满至井口。解封封隔器起出测试工具,进行压力卡片解释。
以MFE测试仪器为例,其测试管柱结构自下而上为:外压力计+带槽尾管+Y221(P-T)封隔器+安全接头+震击器+内压力计+锁紧接头+MFE测试仪器+钻铤+循环接头+钻杆至井口。
(二)负压法找窜作业技术要点
(1)补孔:补射工程段,射开厚度为0.5-1.0m,孔密16孔/m;
(2)通井、刮壁。选择符合要求的通井规和套管刮削器;通井、刮壁至找窜下部射孔段底界以下50m;然后反循环洗井1.5-2.0周;
(3)下MFE测试仪器,Y221(P-T)封隔器深度在上部工程段顶界以上15-20m的位置。加入液垫的高度要符合设计要求,环空液面须在井口(P-T:可用于测试的封隔器)。
(4)加压座封、开井,观察套管环空液面有无变化,如环空液面没有下降,说明P-T封隔器及测试管柱密封;否则应起出检查,重新下验窜管柱。
(5)解封,调整管柱使Y221(P-T)封隔器深度在验窜层之间,但应避开套管接箍的位置。
(6)再次加压座封、开井,观察环空液面有无变化,如液面下降,要求准确计量灌入套管环空的液量;关井测压。一般采用一开、一关为宜,开井与关井的时间要根据现场具体情况确定;一开一关结束,转入下道工序。
(7)解封封隔器。提Y221(P-T)封隔器至上部工程段顶界以上15-20m,座封前环空要灌液满至井口,然后重新座封、开井,观察套管环空液面有无变化。如液面没有下降,则说明Y221(P-T)封隔器及测试管柱密封良好,否则要重新验窜。
(8)起出测试工具,解释压力卡片。
(9)对测试压力卡片解释结果与现场灌液量(窜通量)的数据以及声幅测井资料等进行综合分析,最后确认套管外窜槽与否。
四、K344封隔器找窜
(一)准备工作
(1)找窜层间夹层厚度应符合:井深<1500m的,夹层厚度>1.0m;井深在1500-2500之间的,夹层厚度>3.0m;井深>2500m的,夹层厚度>5.0m。
(2)井内无落物,套管完好。
(3)找窜井基础资料数据齐全,固井质量及找窜井段上下套管接箍深度明确。
(4)找窜井段不具备进出孔时,在怀疑井段的夹层部位补射观察孔。每0.5m射4-5孔,孔眼要均匀分布。
(5)按照管柱连接顺序配管柱:
a、单K344封隔器:自下而上为球座、节流器、封隔器和上部油管。
b、双K344封隔器:自下而上为底部球座、封隔器、油管、节流器、封隔器、和油管,如图4-1所示。
图4-1 双K344封隔器找窜示意图
1-油层;2-节流器;3-封隔器;4-单流阀;5-人工井底
(6)配备水泥车和符合施工要求的修井液。
(二)操作步骤
1、压井
(1)按设计要求选择合适密度的压井液压井。
(2)压井过程中注意观察井口泵压、进出口排量和压井液相对密度变化,做到压井既不致发生溢流、井喷,又不致造成井漏、压死油层。
2、起管柱
(1)拆井口,安装好与井口压力等级相配套的井口防喷器;
(2)试提油管悬挂器,待大钩载荷正常后方可进行正常起管柱作业。
3、探砂面、冲砂
下冲砂管柱(底部带冲砂笔尖)探砂面,若有砂,则冲砂至人工井底。
4、通井
(1)通井规外径应小于套管内径6-8mm,长度应大于1200mm。
(2)用通井规通井至被找窜层以下50m,不足50m通井至人工井底。随时观察指重表读数。若通井过程中遇阻,加压不应超过30KN,严禁猛顿硬压。
5、刮削
(1)下套管刮削器刮削至被找窜层以下50m,不足50m刮削至人工井底。
(2)刮削技术要求参照套管刮削操作要求(【井下作业】套管刮削器的原理及使用方法)
6、找窜
(1)下单封隔器找窜管柱至设计要求的验封位置,装井口。
(2)单封隔器找窜管柱结构(自上而下)为:油管+K344封隔器+节流器+球座。
(3)接水泥车进出口管线,地面管线试压值为工作压力的1.2-1.5倍,5min无渗漏为合格。
(4)正循环洗井,待出口返出清水后投球。
(5)验封,正憋压10MPa,时间为10-30min,无返出量(溢流量)或套压无变化为合格。
(6)调整管柱至找窜位置。
(7)分别在8MPa、10MPa、8MPa三个压力点各正注10-30min,观察记录套管压力或溢流量变化。若套管压力变化大于0.5MPa或溢流量差值大于10L/min,则初步认为窜槽。
(8)泄压,将封隔器上提至射孔井段以上座封,验证封隔器的密封性,从而落实找窜数据的可靠性。
(9)清水反洗井2周,将球洗出,起出找窜管柱,结束找窜施工。
(三)技术要求
(1)新井找窜时应先进行套管刮削。
(2)要求修井液无杂质,管线、计量池清洁。
(3)地层出砂严重,测完一个点上提封隔器时,应活动泄压,缓慢上提,速度应小于10m/min,防止地层出砂造成卡钻事故。
(4)管柱丈量准确,封隔器应坐在需测井段夹层部位并应避开套管接箍。
(5)找窜时,在油层部位应采用活性水或原油,防止污染油层。不得将修井液或污物注入地层窜槽部位。
(6)资料录取:
a、通井(刮削)、冲砂数据;
b、观察射孔井段、射孔枪型和孔数;
c、找窜日期、找窜层位、井段;
d、管柱结构及示意图;
e、找窜用修井液的名称、性能、注(挤)泵压、观察时间、注入量、返出量(窜通量)、油压和套压变化值;
f、油管及封隔器试漏情况;
g、结论。