过油管桥塞堵水技术在鲁迈拉油田的应用

徐 浩，李 濛，王喻雄

(1.中国石油国际勘探开发有限公司，北京 100034；2.中海油研究总院有限责任公司，北京 100028)

鲁迈拉(Rumaila)油田位于伊拉克南部巴士拉省，是伊拉克规模最大、日产量世界第三的巨型油田[1-2]。Main Pay油藏是鲁迈拉油田的主力油藏，自2009年开始，鲁迈拉油田开始大规模笼统注水采油。由于笼统注水导致北Main Pay油藏部分油井出现水淹，2013年以后越来越多的自喷井在含水超过30%以后停喷，因此对这些停喷的油井进行堵水作业就显得十分必要了。通常，鲁迈拉油田堵水作业的常规做法是采用修井机挤水泥再复射补孔的方法，但这种方法作业费用高，作业周期长，向地层挤水泥还会产生储层伤害。由于鲁迈拉油田修井机数量的限制，通常情况下从发现油井停喷到修井机开始堵水作业通常需要等待至少6个月以上的时间，在此期间油井停产造成的产量损失巨大。

目前，在国内外油田的开发过程中，各种先进的堵水工艺措施都有应用，但还未见应用PosiSet过油管桥塞进行堵水作业的报道。过油管电缆桥塞作为一种油水井层位封隔装置，具有工艺流程简单、坐封深度准确、坐封可靠、作业成功率高、作业费用低的特点，应用过油管电缆桥塞进行堵水作业是油田开发堵水工艺的重要手段之一[3-6]。2013年至今，鲁迈拉油田大规模应用了PosiSet过油管电缆桥塞堵水技术对底部射孔层段水淹的停喷油井进行了堵水作业，取得了良好的效果。本文详细介绍了PosiSet过油管桥塞在鲁迈拉油田进行堵水作业的技术原理、作业步骤及注意事项，为该技术在同类型井中的应用提供了参考。

1 作业井井矿

R-XXX井是鲁迈拉油田Main Pay油藏的一口生产井。该井于2011年11月30日采用2-1/8"射孔枪过油管射孔完井，初期日产油1643 t/d，不产水。该井人工井底为 3291 m，射孔层段为 3217～3222 m(L2 小 层)、3192～3211 m( F1小层)、3159～3180 m(D2小层)、3145.5～3154.5 m(AB2小层)，油藏压力为 32.4 MPa，油藏温度为 103 ℃。

进入2016年以后，该井逐渐开始产水，2017年8月该井因含水较高而停喷，停喷时含水率约为30%。该井停喷前3个月的产液剖面测试(PLT)结果显示该井的主要产水层位于3192～3211 m(F1小层)射孔段，主要产油层为F1小层之上的D2、AB2小层，最下部的L2小层供油能力较弱(表1)。

表1 PLT 测试解释结果Table 1 PLT interpretation result

进一步分析该井的裸眼测井资料可知，该井出水层F1小层与其上的D2小层之间隔夹层发育好，且该井的水泥固井质量报告(CBL)显示该井在射孔段的固井质量较好。

由于该井停喷前产量较高，根据鲁迈拉油田的实际生产情况及油田修井机数量的限制，如果采用安装电潜泵的方式来恢复油井生产，则需要至少等待修井机6个月以上的时间才能开始作业，在此期间的产量损失巨大，而如果采用过油管桥塞技术进行电缆堵水作业，则仅需2 d的时间即可完成作业，使油井恢复自喷生产，因而决定采用电缆作业的方式，将PosiSet桥塞设置在F1产水层之上的井深3190 m处，以封堵其下的F1、L2小层，恢复油井的自喷生产。

2 过油管电缆桥塞堵水技术与现场应用

2.1 技术原理

斯伦贝谢公司的PosiSet桥塞通过与该公司的MPBT(Mechanical Plug-back Tool)工具连接，采用电缆作业的方式将桥塞过油管下放至预定位置，并坐封在套管内壁上，以封堵坐封位置以下的流体流动。其在套管壁的坐封状态如图1所示[7-9]。

图1 PosiSet桥塞的坐封状态Fig.1 PosiSet bridge plug setting status

PosiSet桥塞在套管壁的坐封效果相当于铸铁桥塞，但不使用火工品，依靠MPBT坐封工具的电子马达激发橡胶密封件，使其紧贴套管内壁，实现密封。PosiSet桥塞为可钻式桥塞，可以坐封于套管、裸眼井段、射孔炮眼等任意位置，具有极强的适应性[10]。

PosiSet桥塞坐封以后，需要通过DBA灰筒(Dump Bailer Assembly)在桥塞之上倒水泥来形成机械屏障以封堵坐封位置以下的流体流动(图2)。作业时一般需3 m的水泥高度，即可产生足够的机械强度。DBA灰筒是一种向井下预订位置输送少量流体的装置，由单个或多个容器单管组成，作业时需根据水泥的用量来决定连接多少根单管。DBA灰筒的激发由电脑程序控制，通过预设时间，利用井筒内的液柱压力激发倒灰机构。当DBA灰筒下到井下预定深度以后，此时井内的流体并不会进入灰筒活塞腔体内，而需到达预设的时间以后，在电脑程序的控制下井内流体才能进入灰筒活塞腔体，使流体压力作用于活塞之上，进而使关闭的滑套在活塞的作用下打开，使得水泥在重力的作用下从孔眼流出，聚集在PosiSet桥塞上，水泥经过一段时间的凝固后形成可靠的机械屏障。

图2 Dump bailer assembly灰筒Fig.2 Dump bailer assembly

应用PosiSet桥塞和DBA灰筒这种堵水方式作业费用低廉，方便快捷，定位精准，施工作业时仅仅需要一个吊车及一套电缆设备，即可在2 d内快速完成堵水作业，既省去了动员修井机的高额作业费用，又能大幅节省采用修井机堵水作业的时间，是一项经济便捷的堵水技术。

2.2 作业步骤

(1)安装电缆作业设备并按标准试压程序试压。

(2)下入通井工具并连接伽马套管接箍测井工具(GR-CCL)探井至人工井底，用以精确矫正井深，探得人工井底位于3291 m处。

(3)提出通井及伽马套管接箍测井工具。

(4)将PosiSet桥塞连接MPBT工具下井。

(5)将桥塞坐封在井深3193 m处。

(6)提出MPBT工具。

(7)下入DBA灰筒至PosiSet桥塞顶部1 m处，倒入19 L的G级水泥，水泥凝固后的厚度约1 m。

(8)提出DBA灰筒。

(9)由于DBA灰筒每次最多能携带19 L的水泥，因此需要重复步骤(7)～(8)三次，以便在PosiSet桥塞顶部形成3 m厚的水泥机械屏障。

(10)等待12 h使水泥凝固。

(11)再次下入伽马套管接箍测井工具探井至水泥顶部，探得水泥顶部位于井深3190 m处，确认已经成功建立3 m的水泥机械屏障。

(12)提出伽马套管接箍测井工具，拆除设备。

(13)开井恢复油井自喷生产。如开井时油井不能恢复自喷生产，则需要采用连续油管氮举诱喷油井复产。

2.3 作业注意事项

(1)下入PosiSet桥塞前需要先下入通井工具通井至人工井底，这可以避免后续下入桥塞时出现工具卡在油管内的情况。

(2)PosiSet桥塞坐封以后，需要通过DBA灰筒在桥塞之上倒3 m的G级水泥来形成机械屏障以封堵坐封位置以下的流体流动，作业时水泥的用量需要根据套管的尺寸来计算。由于DBA灰筒每次最多能携带19 L的G级水泥，因此需要根据计算出的总水泥用量来确定用DBA灰筒下井倒入水泥的次数。

(3)下入DBA灰筒倒水泥时需要将DBA灰筒停在PosiSet桥塞顶部1 m处，DBA灰筒不能与PosiSet桥塞顶部相接触以免损坏工具。当DBA灰筒激发开始倒水泥后，需要等待3 min以确保所有水泥都从灰筒内流出。

(4)确定PosiSet桥塞的坐封深度时需要综合考虑预设深度附近的水泥固井质量报告及测井曲线。桥塞的坐封深度要求其附近的水泥固井质量较好且坐封深度以下的水淹层与坐封深度以上的其他射孔层段间应有发育良好的隔夹层。

当坐封深度以下的水淹层与坐封深度以上的射孔层段间隔夹层发育较差时，在堵水作业后的较短时间内水锥即可能从水淹层沿着储层岩石突进到坐封深度上部的射孔层段，最终导致堵水失败。

当坐封深度附近的水泥固井质量较差时，堵水作业后水锥仍可能沿着套管壁外部的水泥胶结孔隙向上串流，最终水仍可能从坐封深度以上的射孔层段流入井筒，导致堵水失败(图3)。

图3 固井质量良好而堵水成功(左)、固井质量较差而导致堵水失败(右)Fig.3 Successful WSO with good cementing quality (left) and failed WSO with poor cementing quality (right)

(5)过油管电缆桥塞堵水技术对底部射孔层段水淹的油井堵水效果较好(图4)。因桥塞会将坐封位置以下过多的产油层全部封堵导致油井产油指数大幅下降，因此该技术不适用于上部或中部射孔层段水淹的油井，此种类型的复杂情况井堵水作业仍需采用修井机或连续油管作业来完成。

图4 PosiSet过油管电缆桥塞堵水示意Fig.4 Through tubing PosiSet plug WSO schematic diagram

3 应用效果

R-XXX井堵水作业的施工周期为2 d，该井在作业前因高含水而停喷，堵水作业后成功开井复产，产量达到480 t/d。该井的作业实践表明使用过油管桥塞技术进行堵水作业方便快捷，是油田开发过程中一项经济高效的作业措施。

2013年至今，鲁迈拉油田大规模应用了PosiSet过油管电缆桥塞堵水技术对底部射孔层段水淹的停喷油井进行了堵水作业，累计作业300余井次，成功率达到90%(表2)，该技术的应用使得鲁迈拉油田停喷井得以大规模复产，有利地保证了油田日产量不断创出历史新高。

表2 作业结果统计Table 2 Operation result statistics

4 结论

(1)2013年至今，应用PosiSet过油管电缆桥塞堵水技术对鲁迈拉油田底部射孔层段水淹的停喷油井进行了堵水作业，累计作业300余井次，成功率达到90%。

(2)PosiSet过油管电缆桥塞堵水技术对底部射孔层段水淹的油井堵水效果较好，但该技术不适用于上部或中部射孔层段水淹的油井，此种类型的复杂情况井堵水作业仍需采用修井机或连续油管作业来完成。

(3)确定PosiSet桥塞的坐封深度时需要综合考虑预设深度附近的水泥固井质量报告及测井曲线。桥塞的坐封深度要求其附近的水泥固井质量较好且坐封深度以下的水淹层与坐封深度以上的其他射孔层段间应有发育良好的隔夹层。