東海某氣田X8H井口抬升原因分析及應(yīng)對(duì)措施

袁修錦

中海石油（中國(guó)）有限公司上海分公司 上海 200335

井口抬升是指生產(chǎn)過(guò)程中井口裝置和采油樹(shù)整體垂向移位抬升的現(xiàn)象。海上生產(chǎn)井井口抬升危害十分嚴(yán)重，輕則使服務(wù)管匯和生產(chǎn)管匯變形損壞，重則致使井筒完整性密封失效，油氣泄漏造成海洋環(huán)境污染，甚至導(dǎo)致油氣井關(guān)停，增加補(bǔ)救復(fù)產(chǎn)成本，同時(shí)井控風(fēng)險(xiǎn)極大[1-2]。隨著東海勘探開(kāi)發(fā)的深入，儲(chǔ)層溫度壓力大幅提升，井口抬升風(fēng)險(xiǎn)急劇增加，為了有效解決東海高溫氣井井口抬升問(wèn)題，以X8H井在試生產(chǎn)期間發(fā)生井口抬升為例進(jìn)行分析，為后續(xù)東海鉆完井設(shè)計(jì)編制、現(xiàn)場(chǎng)施工等提供借鑒。

1 井的基本情況

1.1 井身結(jié)構(gòu)及套管程序

X8H井采用三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，裸眼完鉆。一開(kāi)下339.725mm套管，固井后直接坐底，無(wú)懸掛載荷，水泥設(shè)計(jì)返至1945m。二開(kāi)下244.475mm套管，井口懸掛載荷588.60KN，水泥設(shè)計(jì)返至3920m。

表1 X8H井套管程序

圖1 X8H井井身結(jié)構(gòu)示意

1.2 生產(chǎn)管柱

根據(jù)油藏要求及配產(chǎn)情況，該井采用裸眼完井方式，下入打孔管支撐井壁，下入普通電泵合采生產(chǎn)管柱，88.9mm油管，泵掛垂深2515m，過(guò)電纜封隔器下深500m，詳見(jiàn)圖2。

圖2 X8H井生產(chǎn)管柱

2 井口抬升過(guò)程

氣舉誘噴井活后，油套環(huán)空壓力由300psi突漲至1500psi ，并持續(xù)上漲，通過(guò)17.4mm儀表管線持續(xù)泄放套壓，套壓維持在2000psi左右穩(wěn)定。次日轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)，油嘴17.78mm，油壓1595psi，套壓2000psi，嘴后溫度45.1℃，泵吸入口壓力3975psi，泵出口壓力2675psi，井下溫度127.5℃，鑒于該井環(huán)空壓力高所存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)展X8H井修井作業(yè)，更換成氣井生產(chǎn)管柱，以解決套壓?jiǎn)栴}。轉(zhuǎn)入壓井作業(yè)后，在放套壓過(guò)程中，井口發(fā)生抬升，抬升高度約0.1m。

3 井口抬升計(jì)算

3.1 井口溫度計(jì)算

根據(jù)井眼軌跡、井身結(jié)構(gòu)、試生產(chǎn)期間生產(chǎn)數(shù)據(jù)及生產(chǎn)管柱，利用軟件進(jìn)行井口溫度計(jì)算，油管及各層套管溫度剖面見(jiàn)圖3，井口溫度見(jiàn)表2。

表2 X8H#各層套管井口溫度

表3 井口抬升計(jì)算結(jié)果

圖3 油管及各層套管溫度剖面

3.2 抬升高度計(jì)算

根據(jù)分析，X8H井 339.725mm套管采用單級(jí)固井方式，水泥設(shè)計(jì)封固1945～2450m，套管自由段長(zhǎng)1945m。244.475mm套管采用單級(jí)固井方式，水泥設(shè)計(jì)封固3920～4646m，套管自由段長(zhǎng)3920m，固井結(jié)束后未進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)。

結(jié)合該井生產(chǎn)期間溫度剖面、套管程序、水泥返高及井口預(yù)拉力等，采用多管柱井口抬升計(jì)算方法進(jìn)行井口抬升量計(jì)算[3-4]。在綜合考慮各層套管、油管在熱應(yīng)力作用下膨脹伸長(zhǎng)及井口連接約束條件下，井口抬升0.0853m。模擬結(jié)果與實(shí)際井口抬升量0.1m較為接近。

4 結(jié)束語(yǔ)

1）X8H井設(shè)計(jì)使用電泵合采生產(chǎn)管柱，試生產(chǎn)期間流體數(shù)據(jù)與配產(chǎn)數(shù)據(jù)差異較大，高氣產(chǎn)量造成井口溫度升高，引起套管和油管的伸長(zhǎng)，進(jìn)而發(fā)生井口抬升現(xiàn)象。

2）339.725mm套管及244.475mm套管自由段較長(zhǎng)，在熱應(yīng)力作用下，伸長(zhǎng)量較大。

3）根據(jù)X8H井口抬升原因分析，東海高溫井井口抬升應(yīng)對(duì)措施及建議如下：

①預(yù)拉力設(shè)計(jì)：套管柱設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行預(yù)拉力設(shè)計(jì)，以平衡生產(chǎn)期間溫度對(duì)各層套管造成的伸長(zhǎng)。②預(yù)留井口補(bǔ)償高度：設(shè)計(jì)階段依據(jù)配產(chǎn)數(shù)據(jù)，采用多管柱井口抬升計(jì)算方法計(jì)算生產(chǎn)時(shí)井口抬升量，以確定井口補(bǔ)償高度，避免井口抬升造成管匯破壞。③環(huán)空補(bǔ)注水泥：針對(duì)高溫高產(chǎn)井，固井結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行339.725mm套管與隔水導(dǎo)管環(huán)空補(bǔ)注水泥，減少自由套管段長(zhǎng)，降低熱應(yīng)力作用下套管的膨脹伸長(zhǎng)作用，進(jìn)而降低井口抬升風(fēng)險(xiǎn)[4]。④限定產(chǎn)量生產(chǎn)：套管柱及生產(chǎn)管柱按照配產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，若產(chǎn)量大幅提升，造成井口溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致井口發(fā)生抬升，因此生產(chǎn)期間需限定產(chǎn)量不超配產(chǎn)數(shù)據(jù)，或經(jīng)過(guò)評(píng)估確定當(dāng)前生產(chǎn)管柱允許最大產(chǎn)量。