浅层套管漏失油井封隔器找漏工艺参数优化及效果验证

引言

浅层套管漏失不仅会导致地层流体无序窜流，影响油井的正常生产，还可能引发严重的安全环保问题，如地下水污染、地表塌陷等。因此，及时准确地找到漏失位置并采取有效的修复措施，对于保障井筒完整性、维持油气田稳定生产具有重要意义。封隔器找漏作为解决浅层套管漏失问题的关键技术手段，其核心在于通过封隔器对井筒进行分段隔离，并结合压力测试、温度监测等方法判断漏失位置。然而，封隔器找漏的效果很大程度上取决于工艺参数的合理性，参数设置不当，可能导致找漏结果不准确，甚至误判漏失位置，进而增加修复成本和工期。准确找漏不仅能够保障井筒的完整性，还能有效防止地层流体窜流，避免因流体无序流动引发的地层压力失衡问题，因此，开展浅层套管漏失油井封隔器找漏工艺参数优化研究，具有重要的理论价值和实践意义。

1 封隔器找漏工艺原理与流程

1.1 找漏工艺流程

封隔器找漏工艺的操作流程通常包括下入封隔器、座封、打压以及观察等多个环节。首先，根据施工需求选择合适的封隔器类型及其配套工具，并将其下入至目标位置。对于单一封隔器找漏，管柱结构通常为油管下接 Y521 封隔器，通过上提下放完成座封后，利用反打压方式验证封隔器以下井段是否漏失。而对于双封隔器找漏，则需按照丝堵、Y521 封隔器、节流阀、K344 封隔器及油管的顺序组合管柱，先旋转坐封 Y521 封隔器，再进行正打压以判断两封隔器之间的套管是否漏失。在整个施工过程中，需严格控制打压压力和稳压时间，同时记录地面压力变化数据，以便准确判断漏点位置。完成找漏后，通过上提管柱或投球泄压的方式解封封隔器，结束施工。

1.2 关键环节分析

在封隔器找漏工艺中，压力控制与封隔器位置确定是关键环节，直接影响找漏结果的准确性和施工效率。压力控制方面，打压压力需根据井深、套管状况及流体性质进行调整，过高可能导致封隔器损坏，过低则无法有效判断漏失情况。此外，稳压时间的选择同样重要，通常需保持一定时长以确保压力稳定，从而排除因流体流动引起的误判。封隔器位置确定则依赖于精确的测井数据和施工设计，尤其是在多层漏失情况下，需合理规划封隔器的下入深度以避免遗漏潜在漏点。此外，施工过程中的实时监测和数据分析也是关键所在，通过对地面压力、温度等参数的变化趋势进行动态跟踪，可及时发现异常情况并采取相应措施。

2. 影响找漏工艺效果的参数分析

2.1 压力参数

压力参数在封隔器找漏工艺中起着至关重要的作用，其主要包括打压压力和稳压压力。研究表明，打压压力的大小直接影响封隔器的密封性能，若压力不足，可能导致封隔器无法完全膨胀，从而影响漏点的准确判断；而过高的打压压力则可能损坏封隔器胶筒或造成套管局部变形，进一步加剧漏失问题。此外，稳压压力的变化与漏点大小和位置密切相关。当漏点较小时，稳压压力下降缓慢，且需要较高压力才能检测到明显的压力变化；而当漏点较大或位于浅层时，稳压压力下降迅速，甚至可能出现瞬间失压的现象。因此，合理控制打压压力和稳压压力是确保找漏工艺效果的关键因素之一。

2.2 温度参数

井温对封隔器性能和流体性质均具有显著影响，进而作用于找漏效果。一方面，高温环境会降低封隔器胶筒的弹性和密封性能，导致胶筒在反复胀封和解封过程中易发生损坏，从而影响找漏结果的可靠性。另一方面，温度的变化还会改变注入流体的粘度、密度等物理性质。此外，温度梯度分布不均的情况在深井中尤为突出，这可能引起封隔器上下部分的膨胀程度不一致，进而影响其密封效果。

2.3 流体性质参数

粘度较高的流体在套管内的流动阻力较大，能够更清晰地反映压力变化，从而有助于精确判断漏点位置。然而，高粘度流体也可能因流动性差而导致压力传递滞后，延长了找漏时间并增加了施工难度。相比之下，低粘度流体虽然流动性好，但其压力传递的敏感性较低，可能掩盖微小漏点存在。此外，流体的密度直接影响其静液柱压力，密度较大的流体在相同深度下产生的静液柱压力更高，这有助于增强压力传递的效果，但也可能因密度差异导致流体在漏点处的渗漏行为发生变化，从而影响漏点判断的准确性。因此，在选择注入流体时，需综合考虑其粘度、密度等性质，并根据具体井况进行优化，以实现最佳的找漏效果。

2.4 参数相互关系

压力、温度和流体性质等参数之间存在复杂的相互作用，其耦合作用对找漏工艺效果具有综合影响。因此，在实际应用中，需通过系统分析和实验验证，确定各参数的最佳组合，以实现找漏工艺的整体优化。

3. 工艺参数优化研究

3.1 理论分析

基于流体力学与岩石力学理论，对找漏过程中的压力传递、流体流动规律以及封隔器受力状况展开深入剖析。在压力传递方面，依据流体在多孔介质中的流动原理，探究压力在套管与地层间的传播机制，明确压力梯度分布特征。

对于流体流动，考量其在环空内的流态，分析流速、粘度等因素对流动的影响。同时，结合岩石力学理论，计算封隔器在井下所受的轴向力、径向力等，确保其稳定坐封。通过建立相应的数学模型，将理论分析结果量化，为后续工艺参数优化提供坚实的理论依据。

3.2 参数优化方案

（1）合理确定注入压力范围：综合考量地层压力、套管强度以及封隔器额定工作压力，精准确定注入压力范围。一方面，注入压力需高于地层压力，以推动流体顺利进入封隔器以上环空，实现有效找漏；另一方面，必须低于套管抗内压强度和封隔器额定工作压力，避免对套管和封隔器造成损坏 15。通过理论计算与模拟验证，确定安全且有效的注入压力区间，确保找漏工作的顺利进行。

（2）优化注入流量：依据不同井况和地层渗透率，科学选择注入流量。对于高渗透性地层，适当增大注入流量，使流体在环空内形成较快的流动速度，有利于快速检测出泄漏位置；而对于低渗透性地层，则需减小注入流量，避免因流量过大导致压力过高，影响找漏准确性。

（3）科学设定测试时间：通过模拟分析不同测试时间下的找漏效果，确定最佳测试时间。测试时间过短，可能无法充分反映封隔器的密封性能，导致误判；测试时间过长，则会降低找漏效率，增加成本。通过数据的对比分析，综合考虑封隔器密封性能反映的充分性和找漏效率，确定最优测试时间，实现准确性与效率的平衡。

3.3 效果验证

（1）找漏准确性对比：将优化前后工艺参数下的找漏结果与实际情况进行详细对比。在实际验证过程中，发现优化后的工艺参数显著提高了找漏准确性。，应用优化后的工艺参数后，通过合理的参数优化，能够有效减少外界因素对找漏结果的干扰，使找漏工作更加精准地定位漏失位置，为后续的修复工作提供了可靠的依据。

（2）找漏效率提升：通过对优化前后找漏工作的时间和人力成本进行统计分析，结果显示优化后的工艺参数在提高找漏效率方面成效显著。采用优化后的工艺参数后，平均找漏时间大幅缩短，工作效率得到明显提升。相应地，人力成本也降低，这不仅节省了企业的运营成本，还提高了生产作业的整体效率，为油气田的快速开发创造了有利条件。

（3）适应性分析：通过对不同井况和地层条件下的多口试验井进行验证，充分证明了优化后的工艺参数具有较好的适应性。优化后的工艺参数均能有效进行封隔器找漏工作。在不同井况下，封隔器坐封成功率高，注入流体过程中的压力流量控制稳定，找漏结果的准确性得到有效保障。这表明该优化方案能够灵活应对各种复杂的实际情况，具有较强的实用性和推广价值，能够满足不同油气田、不同区块浅层套管漏失油井封隔器找漏工作的需求。

4. 结论

（1）基于理论分析提出的工艺参数优化方案合理可行，有效提高找漏准确性和效率。

（2）优化后的工艺参数在不同井况和地层条件下表现出良好的适应性，具有广泛推广应用价值。

（3）效果验证结果表明，采用优化后的工艺参数进行找漏工作，能显著降低误判率，缩短找漏时间，降低人力成本，为油气田生产安全和经济效益提供有力保障。

参考文献：

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