河南濮阳中原油田分公司濮东采油厂 孟宪红 刘磊 457001
摘要：随着目前油田持续注水开发的深入, 封隔器的使用也是越来越频繁,但经过长期注水开发的油水井普遍都存在套管腐蚀, 结垢,变形等诸多问题,造成常规Y221-80型封隔器座封不严,严重影响了封隔质量,从而对油田的开发工作带来一定的制约。文章主要从油田开发中的实际情况出发，利用对现有的Y221-80型封隔器进行改进，同时配以相应的工艺技术，从而改善因井况问题造成的Y221-80型封隔器座封不合格的问题，提高卡封成功率，从而达到油田开发中要求的封堵目的。
关键词：Y221-80型封隔器 双级密封 卡封
一、研究内容
1、针对注水压力高、投产时间长，套管存在腐蚀结垢，或是经过多次磨铣、钻塞施工，导致卡封段套管内壁粗糙不平，使用常规Y221-80型封隔器容易出现卡封不合格或4寸套分注井管柱有效期短的问题。以Y221M-114双级密封封隔器为模版，设计改进了Y221M-80双级密封封隔器，该封隔器采用上、下两个胶筒组，形成双级密封。当一组胶筒无法实现有效密封时，另一组胶筒仍然能有效密封，使封隔器卡封成功率更高。试验结果显示耐压等级达到40MPa，达到设计要求，现场试验，一次性成功。该工艺可用于试油、采油、找水、堵水、压裂、酸化和防砂等卡封工艺措施，它不仅能单独使用，还可与Y341、Y111系列封隔器配合使用形成完整的分层注采工艺体系，满足各类复杂注采工艺措施需要。
Y221-80双级密封封隔器结构示意图
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一是该工具与常规Y221-80封隔器相比，该工具增加了一组（两个）胶筒，采用了上、下两个胶筒组，形成双级密封。二是采用了胶筒延迟坐封技术。当两组胶筒同时坐封时，容易出现上面一组胶筒在半坐封状态下的滑动，造成胶筒损伤，另外，可能造成两组胶筒之间的环形空间憋压，导致两组胶筒都不能处在正常压缩状态，相互间的干扰反而不利于胶筒密封。针对原工具使用保压阀效果不理想的问题，通过对胶筒进行优化设计，实现了上胶筒的延迟坐封，即下胶筒组压缩到一定程度后，上胶筒开始压缩。这种设计一方面可以避免上胶筒组在坐封过程中的滑动伤害，另一方面可以在两个胶筒组之间憋起一定的液压，使过高的油套压差分级承担。
2020年以来，共试验应用Y221-80双级密封封隔器6井次，成功率100%。典型井例：该井为一口悬挂4寸套注水井，正常状况33MPa下日注20m3，2018年转注以来历次下封有效期均较短，常规Y221-80、Y341-80不能满足高压注水要求。2020年5月8日在该井试验应用了Y221-80双级密封封隔器，现场坐封、验封一次合格。投注后最高注水压力达到33.3MPa，目前油压33MPa，套压2.1MPa，日注20m3。
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2、研究Y221系列封隔器上提高度
随着注水压力不断升高及井况日趋复杂，目前使用的Y341多级段分注管柱逐渐暴露出管柱稳定性差、耐压等级较低等问题。针对存在的问题，逐渐转变观念，加大了Y221封隔器在多级段分注中的应用，为了降低Y221封隔器坐封加压时油管弯曲对测试投捞的影响，开展了Y221封隔器坐封上提高度研究，根据理论计算数值进行现场试验，控制上提高度，有效降低管柱弯曲，在提高管柱稳定性和耐压等级的同时降低测试投捞难度。
座封高度的近似计算公式：.png)
Y221封隔器座封高度计算结果表
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二、创新点
一是Y221-80双级密封封隔器与常规Y221-80封隔器相比，增加了一组（两个）胶筒，采用了上、下两个胶筒组，形成双级密封。当一组胶筒无法实现有效密封时，另一组胶筒仍然能有效密封，这种双保险密封装置，使封隔器卡封成功率更高。解决了套管轻微腐蚀4寸套井分注难题。二是采用了胶筒延迟坐封技术。
三、技术指标
总长： 1410mm
钢体最大外径：φ80mm
钢体最小通径：φ30mm
适 用 套 管：φ86mm
最大工作压差： 35Mpa
耐温： 120℃
座封压力： 100KN
四、工作量完成情况及经济、社会效益分析
1、经济效益分析
（1）投入
Y221-80双级密封高压注水封隔器每口井投入1.4万元，累计投入工具费用8.4万元；单井投入换封作业费用6万元，累计投入作业费用36万元；两项合计投入费用44.4万元。
（2）产出
①截止目前6口井累计增加有效注水7500m3，对应油井阶段增油45吨，按平均单井有效期260天计算，预计项目累计可增加有效注水43200 m3，累计增油135吨。
②吨油按3700元、增水按30元计算，创效179.55万元。实现投入产出比1：4.04。
五、小结
（1）、Y221-80双级密封高压注水封隔器结构简易，施工方便，坐封可靠，施工成功率高；
（2）、利用Y221-80双级密封高压注水封隔器的双级密封胶筒，可针对4寸套井大井斜高温深井分注，它对井况的适应性强，使其延长检封周期，减少修井作业工作量。