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      勝凱采油管理區(qū)水平井套損井原因分析及治理

      2017-03-17 12:13:28盧健
      科學(xué)與財富 2017年1期
      關(guān)鍵詞:損井防砂井段

      盧健

      一、概況

      石油開發(fā)中心勝凱采油管理區(qū)所轄主力區(qū)塊鄭411、鄭32、坨826區(qū)塊均為特超稠油油藏,油藏埋深1300~1425m,50℃地面原油粘度高達(dá)10-35×104mPa·s。自2006年采取HDCS(水平井+高效油溶性降粘劑+CO2輔助蒸汽吞吐配套技術(shù))技術(shù)攻關(guān)后,已取得顯著效果,實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定開發(fā)。

      但是與常規(guī)的稀油開采方式相比,相關(guān)稠油增產(chǎn)措施的實(shí)施,對套管造成了不同程度的損害。各區(qū)塊先后有近50口水平井在平均投產(chǎn)后1~2年就出現(xiàn)了嚴(yán)重的套損出砂現(xiàn)象,且隨著開發(fā)條件的不斷惡化,該問題日趨嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了原油的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。正確研究認(rèn)識套管損壞的原因,采取必要的修復(fù)工藝及預(yù)防措施,及時恢復(fù)套損井正常生產(chǎn)已成為一個重要課題。

      二、套管損壞情況統(tǒng)計

      1、分區(qū)塊套損井統(tǒng)計分析

      對勝凱有限公司五個區(qū)塊已投產(chǎn)井和套損井進(jìn)行統(tǒng)計,經(jīng)資料證實(shí),投產(chǎn)的202口井中有49口發(fā)生套損,其中鄭411區(qū)塊正常井?dāng)?shù)43口,套損井?dāng)?shù)27口,坨826區(qū)塊正常井?dāng)?shù)25口,套損井?dāng)?shù)15口,套損比例均較大。鄭32區(qū)塊正常井?dāng)?shù)49口,套損井?dāng)?shù)6口,坨154區(qū)塊20口水平井僅有1口發(fā)生套損,利93區(qū)塊沒有套損情況。

      2、稠油井套管損壞監(jiān)測技術(shù)

      (1)通井打印

      現(xiàn)場是利用管柱下接鉛模打印工具對通井中遇阻部位打印,對打印痕跡進(jìn)行分析,已驗證、查明、確定套管損傷部位、套管類型、套損程度等,這是目前在勝凱有限公司套損檢查最廣泛使用的方法。

      (2)電測探傷

      電磁探傷是與測井工藝新技術(shù)結(jié)合,利用測試儀并準(zhǔn)確找到管柱的破損位置、情況。電測探傷測井不僅能夠?qū)v向裂縫和橫向裂縫作出判斷,還能探測出套管以外的鐵磁性物質(zhì),及時發(fā)現(xiàn)井身結(jié)構(gòu)的變形。

      3、套損分類及位置

      對套損井經(jīng)過鉛印印痕檢測、電磁探傷等技術(shù)手段,發(fā)現(xiàn)套損類型主要分為以下四種類型。

      由上表可以看出總體來看破損和套斷是套損的主要形式。同時對2008年以來49口經(jīng)上作業(yè)證實(shí)的套管損壞井的部位進(jìn)行了統(tǒng)計。

      發(fā)現(xiàn)在1400-1700m井段是套該管損壞易發(fā)生的部位(也就是射孔井段的范圍),在該井段發(fā)生的套該管損壞達(dá)89.7%。

      三、水平井套損井原因分析

      1、注汽熱采

      在多輪次蒸汽吞吐采油過程中,套管承受高溫、高壓引起的交變熱應(yīng)力負(fù)荷影響,容易產(chǎn)生疲勞裂紋和壓縮變形。

      2、材質(zhì)

      早期發(fā)生錯斷的最主要原因就是使用N80材質(zhì)的濾砂管,無法滿足高溫高壓下注汽需要。目前采用統(tǒng)一的TP110H高強(qiáng)度管材,配套用于降低套管軸向應(yīng)力的多級熱補(bǔ)償?shù)葍?yōu)化設(shè)計,已經(jīng)能夠滿足水平井的熱采要求。

      3、汽竄

      鄭411區(qū)塊和坨826區(qū)塊主要生產(chǎn)層油藏非均質(zhì)性較大,注汽作業(yè)時汽竄情況突出。而被汽竄井在高溫高壓氣體的強(qiáng)力沖擊下極易損壞。另一方面因汽竄導(dǎo)致被竄井液量突增,井底油層產(chǎn)生較大激動,同樣容易造成出砂及套損,據(jù)統(tǒng)計套損井均有汽竄井史。這也是鄭411區(qū)塊和坨826區(qū)塊套損比例最高的一個重要原因。

      4、出砂

      生產(chǎn)過程中因地層膠結(jié)疏松、提液強(qiáng)度過大等原因造成巖層骨架破壞,油井周圍出砂形成空洞,之后由原來油層承受的重力相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)嫁給了套管,超過套管的極限強(qiáng)度時,產(chǎn)生彎曲變形甚至錯斷。

      綜上所述,造成套管損壞的原因極其復(fù)雜而且是多方面的,在開發(fā)過程中,套管損壞往往是多種因素共同作用的結(jié)果。套損的類型也隨著損壞的原因不同而有所區(qū)別。因此。正確判斷損壞的類型,采用不同的處理工藝、方法才能有效地修復(fù)套管損壞并提高油汽井利用率。

      四、水平井套損井治理及效果分析

      1、近端小套管加固

      對于近A點(diǎn)濾砂管挫斷井,根據(jù)挫斷點(diǎn)位置和形態(tài)的分析,以大直徑倒角套管作為挫斷支撐管,配套水平井耐高溫丟手封隔器,對錯斷點(diǎn)進(jìn)行支撐復(fù)位,或采取內(nèi)掛濾砂管和割縫篩管的方式進(jìn)行重防。

      該技術(shù)已形成相對完善的工藝,現(xiàn)場實(shí)踐效果良好。

      2、遠(yuǎn)端橋塞卡封

      針對遠(yuǎn)端近B點(diǎn)濾砂管破損井,采用耐高溫丟手橋封進(jìn)行卡封防砂,利用已有防砂管實(shí)現(xiàn)整體注汽生產(chǎn)。該方法具有修后內(nèi)通徑較大(通徑Φ140mm)、施工簡單、施工周期短、成本低、成功率高且可根據(jù)套管變形狀況多點(diǎn)實(shí)施套管補(bǔ)貼的特點(diǎn)。

      3、更換套管

      對于油井淺層套管嚴(yán)重套損的可采取取套換套方法進(jìn)行修復(fù)。缺點(diǎn)是施工費(fèi)用高,難度大。因為套損多發(fā)生在油層井段,所以該方法應(yīng)用很少,僅有1次井例。

      4、套管補(bǔ)貼

      對于長井段破漏井,先利用電磁探傷等技術(shù)找準(zhǔn)套損位置,再對套管進(jìn)行補(bǔ)貼。該方法雖然密封效果好且通徑大,但存在耐溫耐壓相對較小,修后回彈,有效期短等缺陷,所以在熱采井套損修復(fù)中應(yīng)用有限。

      5、擠固砂劑

      對于套損出砂情況嚴(yán)重,套損難于修復(fù),機(jī)械防砂難以實(shí)施的油井嘗試采用擠固砂劑的方法。

      由上可知,目前根據(jù)套損位置及形態(tài)主要采取的套損修復(fù)方式是下小套管加固及橋塞卡封,另外換套、套管補(bǔ)貼、化學(xué)防砂也得到了一定的應(yīng)用。目前49口套損井大多數(shù)采取了修復(fù)措施,4口套損情況較輕的油井還在帶病生產(chǎn),24口油井因修復(fù)效果不理想或修復(fù)難度大實(shí)施長停和封井,其中部分油井打更新井。

      五、下步工作

      1、做好套管損傷預(yù)防工作

      (1)提高鉆井完井施工質(zhì)量,滿足地層應(yīng)力的需要

      ①提高鉆井固井質(zhì)量,確保油層套管與地層環(huán)空內(nèi)的水泥環(huán)固結(jié)良好。

      ②采用TP110H鋼級的套管,對于設(shè)計注氣強(qiáng)度大,易出砂油井可嘗試應(yīng)用TP120TH外加厚套管。

      ③套管螺紋絲扣處上緊上滿,防止套管接頭絲扣處密封失效、損壞。

      (2)生產(chǎn)過程中嚴(yán)格施工標(biāo)準(zhǔn),防止套管損壞

      ①對于嚴(yán)重出砂的油層,要注重井筒附近油層骨架的保護(hù),防止形成虧空帶,保持其對上覆巖層的支撐能力,因此,必須做好前期人造井壁的化學(xué)防砂,恢復(fù)油層的支撐能力。

      ②控制油井的采液強(qiáng)度,使之在一個比較合理的范圍內(nèi)。

      ③提高作業(yè)施工時對套管的保護(hù)措施。

      ④射孔施工時,根據(jù)地層的滲透情況射孔孔密盡量一次性完成,避免重復(fù)射孔。

      ⑤隔熱管及封隔器要確保密封,封隔器盡量下深至油層上界以上5-10米,優(yōu)選最佳注汽參數(shù)。

      2、加大對已發(fā)生套損井的修復(fù)治理力度

      (1)繼續(xù)通過等措施對套損井進(jìn)行治理。

      (2)對難以修復(fù)的套損井,采用不留塞化學(xué)為主的防砂工藝。減少因機(jī)械防砂造成的事故處理難度。

      (3)積極引進(jìn)套損井治理的新工藝、新技術(shù),對那些控制儲量大,有生產(chǎn)潛力的套損井治理利用,同時配套完善一體化套損井防砂工藝。

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