油田找堵水工藝論文

1、摘 要從近幾年紅崗油田開發(fā)情況看，含水量在逐年上升，每采出1t原油伴隨采出8噸水，最高的區(qū)塊已經(jīng)達(dá)到每采出1噸原油伴隨采出28.69噸水。目前，我廠綜合含水超過85%的主力區(qū)塊已經(jīng)達(dá)到4個，占所有區(qū)塊的65%，全廠綜合含水已經(jīng)超過90%，進(jìn)入高含水開發(fā)階段。隨著區(qū)塊進(jìn)入高產(chǎn)液高含水期，針對地面集輸系統(tǒng)負(fù)擔(dān)沉重，污水處理費用逐年攀升，多層開采層間矛盾大等一系列問題，開展找復(fù)合堵水技術(shù)研究，形成了套漏井封水、封上采下工藝、封下工藝和封井等封堵水工藝，獲得良好的效果。關(guān)鍵詞：油田開發(fā)，堵水，復(fù)合技術(shù),研究目 錄第1章 前言1第2章 封水工藝管柱的研發(fā)22.1 平衡封水工藝技術(shù)指標(biāo)及配套工具22.1.

2、1 封隔器的優(yōu)選22.1.2 后置凡爾的研發(fā)32.1.3 伸縮管的研發(fā)42.2 封水工具的改進(jìn)42.2.1 導(dǎo)壓防渣凡爾的研發(fā)42.2.2 伸縮管的改進(jìn)52.2.3 封隔器的改進(jìn)62.2.4 平衡法封水的應(yīng)用62.3 平衡封水工藝的形成7第3章 封水工藝技術(shù)的完善83.1 出砂井封水工藝83.2 平衡法封水工藝的改進(jìn)8第4章 成熟封水工藝技術(shù)的形成104.1 套漏井封水工藝技術(shù)104.2 封下工藝技術(shù)104.3 封井工藝技術(shù)104.4 封上采下工藝技術(shù)11第5章 簡化工藝，降低成本125.1 丟手驗封一體化工藝管柱的研發(fā)125.2 帶泵丟手工藝管柱的研發(fā)125.3 簡化解封工藝管柱的研發(fā)13第

3、6章 封水工藝設(shè)計的完善14第7章 現(xiàn)場使用情況15第8章 結(jié)論16參考文獻(xiàn)17致 謝18第1章 前言紅崗油田薩爾圖油藏是典型的湖相三角洲砂體，表現(xiàn)為多油層、砂泥巖薄互層，多旋回性，好壞油層交錯間互，非均質(zhì)性較強(qiáng)，多年來一直采取水井分層注水，油井多層合采的方式開采。隨著油田注水開發(fā)的不斷深入，目前薩爾圖油藏已進(jìn)入高含水開發(fā)后期，而且含水逐年上升，目前已達(dá)到92以上，主要靠增加注水量，大幅度提高產(chǎn)液量來保持油田穩(wěn)產(chǎn)，造成大量無效水循環(huán)，不但使大量注入水資源浪費，而且平面矛盾與層間干擾日趨嚴(yán)重，平面上東西向井受效明顯水淹嚴(yán)重，而南北向和角井方向含油飽和度較高受效差，層間早期開發(fā)的SII3-5層和處

4、于油水邊界的SII9-16層為高產(chǎn)液高含水層同時地層壓力高，而其它層產(chǎn)出低、壓力低受干擾明顯，這樣降低了水驅(qū)采收率，極大地影響了油田開發(fā)效果。我們在做好注水分層認(rèn)識的同時，相應(yīng)的找準(zhǔn)油井出水層位，并適時封堵，提高油層的存水率，是油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的前提。紅崗采油廠傳統(tǒng)的封水工藝是用251-5封隔器封水，雖然該工具施工可靠，效果明顯，但也存在著致命的缺點：對套管傷害大，在井下時間長易造成卡井大修，不易于大面積應(yīng)用。試驗了一些新工藝也未成功。表1-1 各種封隔器封水工藝對比工藝工藝特點及存在的不足卡瓦封隔器封水施工簡單，坐封可靠，可克服油管蠕動。不足：卡瓦對套管有一定傷害；卡瓦收縮彈簧損壞時，卡瓦

5、不能回收，容易造成卡井。2001年因此而造成2口井大修 。電橋塞封水施工簡單，不受油管蠕動影響。不足：有效率低，2001年施工4口井，有效2口井。封水解封時需要大修掃塞，增加成本，施工周期長。丟手封隔器封水(遼河)施工簡單，不受油管蠕動影響。不足：由于長時期在井下工作，容易自動解封掉落井底，需要下管柱打撈。紅崗采油廠也曾與鉆采院合作嘗試化學(xué)堵水，如：泡沫堵水，氰凝堵水等，都沒有取得很好的效果。隨著地質(zhì)開發(fā)的進(jìn)一步深入，對封水工藝的需求越來越迫切，為了滿足地質(zhì)開發(fā)需求，紅崗采油廠于2001年對封水工藝管柱及配套工具進(jìn)行了研制與開發(fā)。通過幾年不懈的努力，形成了滿足地質(zhì)開發(fā)需要的系列封水工藝。封水工

6、藝成功率由初期的90%提高到現(xiàn)在的100%；有效率由2001年的65%提高到目前的90%以上。第2章 封水工藝管柱的研發(fā)2.1平衡封水工藝技術(shù)指標(biāo)及配套工具封水用的封隔器要坐封可靠，封得住，封得嚴(yán)，而且解封容易，對套管無傷害。工藝簡單，封水、生產(chǎn)共用一套管柱，有效期長（不低于檢泵周期）。經(jīng)濟(jì)實用，即成本低，施工容易。管柱模型如下：圖2-1 封水生產(chǎn)一體化管柱圖實現(xiàn)該工藝重點解決了三個技術(shù)方面的問題：優(yōu)選封隔器、解決泵下封隔器脹封技術(shù)、消除油管蠕動技術(shù)。2.1.1封隔器的優(yōu)選第一步所做的工作是篩選一種合適的封隔器。對現(xiàn)用的所有封隔器的工作原理、使用情況進(jìn)行了逐一對比，選定了TTY341、754-

7、5、YC344封隔器進(jìn)行試驗。表2-1 三種封隔器優(yōu)選對比封隔器名稱試壓方式試壓壓力結(jié)果結(jié)論TTY341正向100Kg呈霧狀漏失，分析由于坐封距不夠，坐封不嚴(yán)。增加坐封距，增加解封銷釘直徑反向60Kg解封754-5正向150Kg不滲不漏當(dāng)層間壓力高于50 Kg時封隔器解封失效，可考慮反響應(yīng)用反向50Kg解封YC344正向150Kg不滲不漏當(dāng)層間壓力大于40 Kg時封隔器失效，可考慮將反洗通道堵死反向40Kg解封表2-2 三種封隔器現(xiàn)場應(yīng)用對比封隔器應(yīng)用情況TTY341解封壓力隨封水層位的高低可調(diào)整。754-5容易中途坐封，解封壓力低且不可調(diào)。YC344容易中途坐封，解封壓力不可調(diào)，解封困難，有

8、效期短；膠筒薄，不抗刮。通過對比最終選擇了TTY341封隔器作為封水封隔器。封隔器確定了之后，要全力解決的是泵下封隔器脹封和消除油管蠕動問題。根據(jù)技術(shù)要求設(shè)計了后置凡爾和伸縮管.2.1.2后置凡爾的研發(fā) 由于受地面設(shè)備和合理沉沒度的限制，通常泵掛位于油層上部，而封隔器位于油層部位，而無論壓縮或壓差封隔器都需要用泵車在地面通過油管打壓才能坐封，但由于設(shè)計的生產(chǎn)、封水一體工藝管柱在油管與封隔器之間有固定凡爾相隔，無法將壓力傳導(dǎo)到封隔器，使封隔器無法脹封。為了解決這個難題設(shè)計了后投凡爾，解決了過泵導(dǎo)壓問題。 圖2-2 后置凡爾示意圖2.1.3伸縮管的研發(fā)我們知道生產(chǎn)管柱每天要蠕動上萬次，相應(yīng)的與之共

9、用一套管柱封隔器也要隨之蠕動相同的次數(shù)，這就使得封隔器每天都在極其惡劣的條件下工作，長時間的蠕動必然會增加膠筒的疲勞強(qiáng)度，減小有效期。因此消除油管蠕動是解決封水有效期的絕對因素。為此設(shè)計開發(fā)了伸縮管。圖2-3 伸縮管示意圖自此我們的工藝管柱及配套工具設(shè)計基本完成，見下圖：圖2-4 封水工藝設(shè)計圖2001年應(yīng)用該工藝技術(shù)封水32口井，成功率為90%，有效率達(dá)到65.5%。2.2 封水工藝的改進(jìn)雖然我們的設(shè)計目標(biāo)初步達(dá)到了，但仍舊存在很多不足，最大的不足就是有效率低。因此在2002年我們又對工藝管柱及配套工具進(jìn)行了完善，以提高工藝成功率和有效率。2.2.1 導(dǎo)壓防渣凡爾的研發(fā)我們在總結(jié)后置凡爾應(yīng)用

10、情況發(fā)現(xiàn)它存在著下面不足：由于我廠采用玻璃襯里油管，在下泵時掉落的玻璃渣子就會堆積在凡爾上部，將凡爾墊住，造成生產(chǎn)時泵漏；當(dāng)后置凡爾的卡簧壞后容易造成不能正常生產(chǎn)，工藝復(fù)雜容易造成工藝失敗。為此我們又設(shè)計了防渣導(dǎo)壓凡爾。圖2-5 后置凡爾卡示意圖圖2-6 導(dǎo)壓防渣凡爾示意圖2.2.2 伸縮管的改進(jìn)我們通過現(xiàn)場解剖發(fā)現(xiàn)，先期設(shè)計的伸縮管的使用壽命沒有達(dá)到設(shè)計要求，主要是密封膠圈磨損較快，失去密封性能。因此，我們又對伸縮管進(jìn)行了重新設(shè)計，將以前膠圈的線性密封改為現(xiàn)在的面密封，即如深井泵柱塞和工作筒之間的密封性能一樣，并要求達(dá)到一級泵的設(shè)計指標(biāo)，而且還加長了中心管的伸縮距，由原來的1米增加到1.5米

11、。這樣我們就從根本上解決了伸縮管的使用壽命問題。圖2-7 伸縮管改進(jìn)前后對比圖2.2.3 封隔器的改進(jìn)根據(jù)失效井的動態(tài)分析我們又對TTY341封隔器的解封壓力進(jìn)行了調(diào)整，就是根據(jù)不同的地層壓力設(shè)計不同的解封壓力。一是避免解封壓力低時遇到高壓地層而使封隔器解封；二是避免應(yīng)用一概應(yīng)用解封壓力高的銷釘給以后解封帶來麻煩。對此我們對選定材質(zhì)的銷釘作了地面剪切試驗，以確定不同解封壓力下的銷釘直徑。具體見下表：表2-3 銷釘剪切試驗數(shù)據(jù)表銷釘直徑（毫米）剪切壓力（兆帕）36.048.04.510.0512.02.2.4 平衡法封水的應(yīng)用 我們認(rèn)真的進(jìn)行了剖析，最后一致認(rèn)為消除封隔器蠕動是保證封水有效的關(guān)鍵

12、環(huán)節(jié)。我們以前所采取的在封隔器上部加伸縮管只是消除來自封隔器上部油管蠕動對封隔器的影響。但是經(jīng)過分析來自被封隔層位的地層壓力也對封隔器產(chǎn)生較大的影響。圖2-8 平衡法封水前后對比示意圖2.3 平衡法封水工藝的形成過對配套工具的改進(jìn)，使封水一次成功率達(dá)到100%，封水有效率由改進(jìn)前的65%提高到目前的90%以上，有效率提高了25%。圖2-9 完善后的封水工藝管柱示意圖第3章 封水工藝技術(shù)的完善3.1 出砂井封水工藝在經(jīng)過了對封水配套工具的進(jìn)一步完善后，我們的封水工藝已經(jīng)成熟，能夠滿足封底層水、封中間層水、封上層水的技術(shù)要求。統(tǒng)計2002年封水30口井，工藝成功率達(dá)到100%，有效率達(dá)到了85.3

13、%。在當(dāng)時封水工藝徘徊不前的情況下取得了技術(shù)突破。雖然我們的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但我們并沒有停止探索的腳步，繼續(xù)尋找不足，不斷完善封水工藝。通過對2001-2002年的無效井、問題井的分析，認(rèn)為該工藝還存在不足。如+5-05井2001年壓裂SII12層，要求封堵SII15-19層，屬于封下采上工藝，我們采用平衡法封水，結(jié)果由于生產(chǎn)過程中壓裂層吐砂，造成封隔器膠筒上部沉砂而卡井，最后大修。見下圖：圖3-1 封上采下示意圖說明平衡封堵法不適用于壓裂后封下采上要求，針對壓裂封水容易造成砂卡的情況，經(jīng)過調(diào)研，我們引進(jìn)了FXY445-114可撈壓裂橋塞，該工具的特點是抗壓高，雙向卡瓦錨定，油管打壓丟手，解

14、封時卡瓦強(qiáng)制收縮，坐封、解封可靠。解封時如若砂埋則可通過沖砂然后打撈解封。通過現(xiàn)場應(yīng)用有效的解決了壓裂出砂卡井的問題。目前共采用丟手封水97口井，打撈成功率達(dá)到100%，沒有發(fā)生出砂卡井現(xiàn)象。3.2 平衡法封水工藝改進(jìn)由于采用平衡法封上層水時無法準(zhǔn)確判斷底封的工作狀態(tài)，給封水后地質(zhì)開發(fā)帶來一定的困難，針對這個問題開發(fā)了雙底封帶泵堵水工藝管柱。圖3-2 雙底封帶泵堵水示意圖07年應(yīng)用雙底封封水工藝施工35口井，有效率達(dá)到94.2%。第4章 成熟封水工藝技術(shù)的形成4.1套漏井封水工藝技術(shù)該管拄具有生產(chǎn)與封水管柱一體化，封堵成功率高，有效期長。至目前共封套管漏8口井，有效率100%，有效期2年以上。

15、圖4-1 套管堵漏示意圖4.2 封下工藝技術(shù)該管柱生產(chǎn)與封水管柱為兩體，封水管柱不受生產(chǎn)管柱的影響。至07年底橋塞封堵167口井，有效159口井，有效率95.5%，有效期可達(dá)2年以上。圖4-2 封下層水示意圖4.3 封井工藝技術(shù)至2007年底，水泥塞封水25井次，有效率達(dá)到100%，而且至目前均一直有效。圖4-3 封井示意圖4.4 封上采下工藝技術(shù)圖4-4 封上采下示意圖第5章 簡化施工工藝，降低措施成本5.1 丟手驗封一體化工藝管柱的研發(fā)為了驗證橋塞封水施工后其密封性，我們要對其丟手后的工具進(jìn)行了驗封。最初的工序是起出丟手管柱后，再下一趟驗封管柱，工具是一套475-8封隔器。這樣就可以驗證橋

16、塞在井下的工作狀況。但工序復(fù)雜，增加成本與占井時間。為此我們針對這種情況設(shè)計了一套丟手驗封一體工藝管柱。累計應(yīng)用該技術(shù)105口井，節(jié)約作業(yè)成本101.6萬元。圖5-1 改進(jìn)后的驗收管柱示意圖5.2 帶泵丟手工藝管柱的研發(fā)針對目前丟手工藝工序多，占井周期長，作業(yè)費用高的現(xiàn)狀，開發(fā)帶泵丟手工藝管柱。技術(shù)原理是將平衡封水的管柱與丟手工藝管柱相結(jié)合，將丟手封隔器接在泵下，通過導(dǎo)壓凡爾傳導(dǎo)丟手壓力，實現(xiàn)丟手，然后上提泵掛至設(shè)計深度即可完井生產(chǎn)。減少單一趟丟手管柱，節(jié)約作業(yè)費用0.7井次，合1.14萬元。圖5-2 帶泵丟手工藝原理圖5.3 簡化解封工藝管柱的研發(fā)平衡法解封采取的技術(shù)手段是先上提解封，若解不

17、開則起管作業(yè)解封，這種工藝的缺點是增加作業(yè)成本的同時，增加了占井時間。05-07年共解封51井次，費用89.7萬元。針對這種情況，通過對管柱原理分析后可簡化解封工藝，減少占井時間，節(jié)約作業(yè)費用。07年施工2口井，節(jié)約作業(yè)費用2.6萬元。圖5-3 解封工藝管柱簡化圖第6章 封水工藝設(shè)計的完善認(rèn)真查閱修井歷史，對于以前使用過卡瓦類工具的井在本次封水前要求刮套,同時本次封隔器位置避開上次卡瓦位置。由于井下套管情況復(fù)雜，封水封隔器位置盡量選擇上次壓裂成功的封隔器位置或者兩次壓裂成功的封隔器之間的位置。將現(xiàn)場施工經(jīng)驗完善到設(shè)計中，確保工藝成功率。圖6-1 套管有毛刺和腐蝕示意圖我們在引進(jìn)FXY455橋塞

18、初期，由于沒有使用經(jīng)驗，現(xiàn)場施工完全按照說明書執(zhí)行。在施工中發(fā)現(xiàn)丟手壓力低于設(shè)計壓力，而且橋塞座封效果不好。通過深入研究橋塞的工作原理，我們發(fā)現(xiàn)橋塞的丟手動作和膠筒壓縮是同時進(jìn)行的。在丟手過程中如果泵車瞬間排量大、起壓快就會造成雖然丟手但封隔器膠筒座封不到位的情況。根據(jù)這種情況我們要求盡量用小泵打壓，打壓過程中緩慢起壓，既5MPa、 10MPa 、15MPa 、20 Mpa，最后丟手，這就保證了封隔器膠筒能夠充分脹封。第7章 現(xiàn)場使用情況從2001年至2007年累計封水374井井次。措施有效率由2001年的63.3%提高到目前的92.6%。表7-1 2001-2007年封水效果統(tǒng)計表年份施工井?dāng)?shù)有效井?dāng)?shù)有效率%2001322165.620023126842003474391.42004565191.072005514792.120067572962007827692.6從封水工藝分類效果統(tǒng)計可看出橋塞和水泥封水效果要好于TTY341封水效果，有效率及有效期都高。分析原因主要是由于采TTY341工藝封水所使用配套工具較多，存在問題的