孤東采油廠套損井綜合治理技術(shù)課件

1、孤東采油廠套損井綜合治理技術(shù) 目 錄一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機(jī)理三、套損井綜合修復(fù)治理技術(shù)四、套損井防治措施 二區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)四區(qū)三區(qū)九區(qū)一區(qū) 孤東采油廠轄區(qū)面積370km2，已探明含油面積85.1km2，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量31402104t，管理著孤東、紅柳、新灘三個(gè)油田，其中孤東油田探明地質(zhì)儲(chǔ)量26533104t，紅柳油田2012104t，新灘油田2857104t。自1986年5月孤東油田投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，已經(jīng)高速高效開(kāi)發(fā)了20年。截止2005年12月，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量28934104t，標(biāo)定可采儲(chǔ)量8296104t，采收率28.7%，綜合含水94.9%，已累積產(chǎn)油7270.4519104t

2、，采出程度25.13%，可采儲(chǔ)量采出程度87.64%，剩余可采儲(chǔ)量采油速度24.84%。 一、 開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 二區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)四區(qū)三區(qū)九區(qū)一區(qū) 截止截止2006年12月，采油廠共有投產(chǎn)油水井2956口，開(kāi)井2579口，關(guān)井377口。油井總數(shù)2521口，開(kāi)井?dāng)?shù)1953口，日產(chǎn)液水平11.98104t，日產(chǎn)油水平6931t，綜合含水94.2%，關(guān)井568口；注水井總數(shù)1012口，開(kāi)井?dāng)?shù)679口，日注水平9.34104m3，關(guān)井333口。一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 孤東油田油藏埋藏淺，地層膠結(jié)疏松，易出砂。隨著油田進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)的后期，開(kāi)發(fā)條件不斷惡化，套損問(wèn)題日趨嚴(yán)重，特別是近年來(lái)套損速度明顯加快，套損井?dāng)?shù)以每年6

3、0口左右的速度遞增，套管平均使用壽命為8-10年，最短的僅幾個(gè)月。目前油田套損井?dāng)?shù)達(dá)到1029口，占孤東油田油水井總數(shù)的26.7%。 一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 套損井分類(lèi)彎曲71.7%錯(cuò)斷17.8%縮徑4.9%破裂3.0%穿孔漏失2.7%孤東油田歷年來(lái)油層套管損傷井統(tǒng)計(jì)表(20061231)分類(lèi)總井?dāng)?shù)套管彎曲套管錯(cuò)斷套管破裂套管縮徑套管穿孔年度合計(jì)油井水井小計(jì)油水小計(jì)油水小計(jì)油水小計(jì)油水小計(jì)油水19863311111119875544111988101088111119891815314122211111119901916312102541221991211921313321211331992373072

4、319411833319937861175540151817143111199431229261974311119953319142312114313121122199621129118364211112219974735123627964221122111998543915372611853321115519997751265333201411321142244200099554477413613765321133200195494674363893643111761200261243748173184432111112003573225331617151057522112004418331

5、71161331011472005105426369234617898262119812006117556267244322121019136963累計(jì)1029602427701390311181112697744332518745387孤東油田歷年來(lái)油層套管損傷井柱狀圖 套變位置井?dāng)?shù)套變類(lèi)型射孔上界以上20米至井口范圍 射孔上界至以上20米范 圍射 孔 井 投射孔下界至以下20米范 圍射孔下界以下20米至井底范圍合 計(jì)上部中部下部彎曲 4710 4 528錯(cuò)斷 12 24 452210 3 1 117破裂 7 7 581 1 29 縮徑 5 4 731 20漏失 2

6、1 21合計(jì) 8614 5 715 孤東油田油層套管損傷位置在井身剖面上分布統(tǒng)計(jì)表21.3%563口78.7%近年來(lái)，針對(duì)油層套損井類(lèi)型和套管損壞的程度，積極著力開(kāi)展了套損井綜合治理工藝技術(shù)的探索，并取得了較好的效果，使部分套損井恢復(fù)了生產(chǎn)，為老油田提高采收率，提供了技術(shù)支持。(統(tǒng)計(jì)715口井）目 錄一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機(jī)理三、套損井綜合修復(fù)治理技術(shù)四、套損井防治措施 二、油層套管損傷的機(jī)理1、地層出砂是造成油層套變的主要因素 油層出砂形成空洞后，由原來(lái)油層承受的重力除了空洞中流體承受一部分外，相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)嫁給了套管，當(dāng)WP0時(shí)，即當(dāng)轉(zhuǎn)嫁力達(dá)到或超過(guò)套管的

7、極限強(qiáng)度時(shí)，套管失穩(wěn)，產(chǎn)生彎曲變形，嚴(yán)重的甚至造成套管錯(cuò)斷。 W驗(yàn)證套管彎曲的薄皮管 2、完井質(zhì)量差引起油層套管的損壞1）、固井質(zhì)量問(wèn)題 導(dǎo)致套管損壞 2）、鉆井完井不合格引起油層套管損壞 絲扣損壞引起套管漏失固井質(zhì)量差，局部井段水泥混漿，造成水泥壞與套管固結(jié)不牢，是造成套管變形的直接原因 1）、大型防砂施工油管絲扣漏失對(duì)套管的傷害 2）、重復(fù)射孔對(duì)油層套管的傷害 3、作業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)套管損壞的影響油層套管內(nèi)壁被沖蝕穿孔油層套管錯(cuò)斷3）、套銑、磨銑施工對(duì)油層套管的傷害4）、其它作業(yè)施工對(duì)油層套管造成的傷害 套銑時(shí)帶出的井內(nèi)油層套管4、生產(chǎn)過(guò)程對(duì)油層套管的傷害1）、注水過(guò)程泥巖吸水蠕變?cè)斐商坠軅?/p>

8、害2）、孔眼不完善或采液強(qiáng)度過(guò)高造成油層套管傷害 V孔=4Q/*n*h*d2 Q日產(chǎn)液量 n孔密 h射開(kāi)井段的厚度 d射開(kāi)孔眼直徑5、注汽熱采對(duì)油層套管的傷害注汽熱采對(duì)油層套管的傷害 1）油層出砂套管周?chē)纬煽斩矗坠苁軣釕?yīng)力后將發(fā)生失穩(wěn)變形。 2）蒸氣吞吐使套管反復(fù)加熱、冷卻熱疲勞損傷套管。 3）注汽封隔器失效，使套管過(guò)熱增大熱應(yīng)力作用，可使套管變形損壞。 4）鉆井完井預(yù)拉應(yīng)力未達(dá)熱應(yīng)力要求導(dǎo)致套管變形。 5）固井質(zhì)量很差，有局部空穴，在熱應(yīng)力作用下套管應(yīng)力集中的薄弱部位發(fā)生損壞。 6）注汽參數(shù)不合理，熱應(yīng)力導(dǎo)致套管變形損壞 7）套管接箍外水泥失效，接箍受熱應(yīng)力作用，絲扣密封能力下降，導(dǎo)致套

9、管漏失。 注汽熱采對(duì)油層套管的傷害KD5X18目 錄一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機(jī)理三、套損井綜合修復(fù)治理技術(shù)四、套損井防治措施 三、套損井綜合修復(fù)治理一）套管穿孔漏失的修復(fù)治理 三種修復(fù)技術(shù)對(duì)于表層套管以下水泥返高以上油層漏失的井采用下大套管套銑油層套管至漏點(diǎn)以下，然后倒扣換套管的修復(fù)工藝。對(duì)于表層套管以?xún)?nèi)油層套管漏失的井采用倒扣換油層套管的修復(fù)工藝對(duì)于水泥返高以下油層套管穿孔漏失的井采用套管補(bǔ)貼和水泥漿化學(xué)封堵修復(fù)工藝1、套管補(bǔ)貼工藝的應(yīng)用 孤東油田套管補(bǔ)貼工藝常用兩種方法:波紋管補(bǔ)貼工藝和襯管補(bǔ)貼工藝波紋管補(bǔ)貼工藝襯管補(bǔ)貼工藝1)補(bǔ)貼工藝的技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng) 目套管規(guī)范（mm）工具外徑（m

10、m）管子壁厚（mm）補(bǔ)貼后通徑（mm）耐 壓（MPa）波紋管補(bǔ)貼 139.7 118 3 114 15 177.8 154 3 152 15襯套補(bǔ)貼 139.7 118 7 101 45 177.8 150 7 134 45 通過(guò)對(duì)比可以看出，波紋管補(bǔ)貼工藝的套管井徑損失較小，雖然抗壓強(qiáng)度低，但也能滿(mǎn)足孤東油田一般防砂井的需要；襯管補(bǔ)貼工藝的套管井徑損失較大，但抗壓強(qiáng)度高，能滿(mǎn)足孤東油田沙河街不出砂井的需要。波紋管補(bǔ)貼工藝和襯管補(bǔ)貼工藝技術(shù)對(duì)比（見(jiàn)表三）2）補(bǔ)貼工藝的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 我們利用襯管補(bǔ)貼工藝施工4口井，其中對(duì)孤東281-1井進(jìn)行了補(bǔ)貼施工，該井139.7mm套管,層位:S3,井段:3

11、456.1-3460.0米,漏點(diǎn)2310.10米,補(bǔ)貼前，由于套管漏失，一直高含水，采用襯管補(bǔ)貼后，套管試壓20.0Mpa合格, 投產(chǎn)后日產(chǎn)油4.8噸，含水降到17.5%，取得了較好的效果。 近年來(lái)，我們采用波紋管補(bǔ)貼工藝在孤東油田3口井上進(jìn)行了施工（見(jiàn)表四），特別是在6-24-2514油井上施工效果較明顯，該井油層套管177.8mm，漏點(diǎn)614.38-614.90米，由于套管漏失嚴(yán)重，地層大量出粉細(xì)砂，防砂工藝無(wú)法實(shí)施，造成該井長(zhǎng)期不能正常生產(chǎn)。該井補(bǔ)貼后，采用干灰防砂措施后，恢復(fù)了生產(chǎn)，目前累計(jì)產(chǎn)油1640噸。井號(hào)井別套管內(nèi)徑(mm)漏 段(m)補(bǔ) 貼 段 (m)補(bǔ)貼后通徑(mm)試壓(M

12、Pa)效果26-495水159.4425.0-426.2423.5-427.515212.0合格24-2434油159.4928.5-928.6925.5-930.715212.0合格24-2514油159.4614.4-614.9612.3-616.315212.0合格表四：波紋管補(bǔ)貼工藝施工情況統(tǒng)計(jì)表 3）補(bǔ)貼工藝施工的技術(shù)關(guān)鍵 補(bǔ)貼施工的關(guān)鍵問(wèn)題是要找準(zhǔn)漏點(diǎn)，目前孤東油田套管找漏常用的方法有同位素找漏及封隔器找漏，同位素找漏由于受套管接箍連接處附著的油泥對(duì)同位素吸附作用的影響，測(cè)得的曲線峰值多，漏點(diǎn)不易判斷，而用封隔器找漏，所找漏點(diǎn)誤差較小，目前多用封隔器確定漏點(diǎn)。 2000年以來(lái)我們利

13、用化學(xué)封堵工藝對(duì)油層套管深部漏失的井實(shí)施封堵22口井，套管清水試壓12.0MPa均合格，成功率100%，同時(shí)配合分割高壓充填防砂工藝，使22口井恢復(fù)了生產(chǎn)，平均單井日增油4.2噸，日注水180m3。 2、化學(xué)封堵工藝的應(yīng)用3、表層套管內(nèi)換油層套管工藝的應(yīng)用 2000年以來(lái)，對(duì)表層套管內(nèi)漏失的油層套管采取了換套管工藝，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施21口井，成功率100%，經(jīng)過(guò)我們多口井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，已配套完善出了一套適合孤東特點(diǎn)的換套工藝，具體操作步驟是： 壓井通井找漏卡封套管倒扣套管對(duì)扣起出卡封管柱試壓通井換環(huán)形鋼板裝好井口4、過(guò)泵卡封工藝 該工具有上下封隔器組成，中間可根據(jù)設(shè)計(jì)要求配備不同規(guī)范的管子，達(dá)到卡漏下泵

14、生產(chǎn)的目的。二)油層套管彎曲變形治理 油層套管彎曲后，嚴(yán)重限制了分層注采及防砂措施的實(shí)施，目前還沒(méi)有有效的修復(fù)油層套管彎曲的工藝方法，為了挖掘這部分井的生產(chǎn)潛力，我們?cè)跈C(jī)械整形、打通道等修套工藝的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)完善了“FP”防砂，預(yù)充填雙層割縫管，高壓充填防砂、液體化學(xué)防砂、不留塞化學(xué)防砂等用于套管彎曲井的防砂工藝方法?！癋P”防砂是大排量、高攜砂比的一種顆?；瘜W(xué)防砂和機(jī)采排砂工藝相配套的工藝方法，它對(duì)填補(bǔ)虧空，恢復(fù)油層對(duì)上覆巖體的部分支撐能力有一定的作用，該技術(shù)已在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用9口井，成功率 100%。對(duì)于彎曲位置在油層井段部位的井，采用預(yù)充填雙層割縫管及繞絲高壓充填防砂工藝，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施23口井，成

15、功率100%。在水井上采用液體化學(xué)防砂工藝實(shí)施15口井，取得了較好的效果。三）油層套管縮徑損傷的治理 套管縮徑治理技術(shù)主要有脹管器整形和爆炸整形兩種方法。2001年我們采用爆炸整形技術(shù)在孤東油田8-20-X6井上進(jìn)行了施工，該井射孔后，在射孔井段發(fā)現(xiàn)套管縮徑，決定采用爆炸整形技術(shù)，但因?yàn)楸芰颗c實(shí)際需要量的關(guān)系難以掌握，爆炸整形的效果并不明顯. 三）油層套管縮徑損傷的治理 1、沖脹法（1）原理：利用鉆柱傳遞動(dòng)力，使梨形脹管器在鉆桿及配重鉆鋌快速下放作用下產(chǎn)生向下的沖擊擠脹力，對(duì)套管變形、錯(cuò)斷部位進(jìn)行沖擊（頓擊）、擠脹。在連續(xù)不斷的沖擊、擠脹作用下，變形、錯(cuò)斷部位套管逐漸被擠脹而恢復(fù)到原徑向尺

16、寸或基本恢復(fù)、復(fù)位到原徑向尺寸。 三）油層套管縮徑損傷的治理 1、沖脹法（2）施工步驟洗井、壓井，安裝作業(yè)井口。試提原井管柱，倒出原井管柱。檢測(cè)套損狀況。選擇整形方式與工具，下整形工藝管柱。整形，更換大一級(jí)差脹管器整形。通井驗(yàn)證脹管效果。 三）油層套管縮徑損傷的治理 2、旋轉(zhuǎn)碾壓法 （1）原理：利用鉆具傳遞轉(zhuǎn)盤(pán)扭轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)碾壓整形工具（偏心輥?zhàn)诱纹骱腿F輥?zhàn)诱纹鳎┺D(zhuǎn)動(dòng)，在一定的鉆壓下，旋轉(zhuǎn)對(duì)變形部位的套管整形碾壓、擠脹，在不斷的連續(xù)碾壓、擠脹作用下，變形部位的套管逐漸恢復(fù)到原徑向尺寸。 三）油層套管縮徑損傷的治理 2、旋轉(zhuǎn)碾壓法 （2）施工步驟洗井、壓井，安裝作業(yè)井口。試提原井管柱，倒

17、出原井管柱。檢測(cè)套損狀況。選擇整形方式與工具，下整形工藝管柱。整形，更換大一級(jí)差整形器整形。通井 三）油層套管縮徑損傷的治理 3、旋轉(zhuǎn)震擊整形法（1）原理：利用鉆桿及配重鉆鋌傳遞轉(zhuǎn)盤(pán)扭轉(zhuǎn)動(dòng)力，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)沖擊式脹管轉(zhuǎn)動(dòng)，因工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中整形頭為一螺旋形曲面等分成三個(gè)高低不同折臺(tái)肩，故而鉆柱轉(zhuǎn)動(dòng)一周，工具的錘體即對(duì)整形頭有三次震擊，從而對(duì)變形部位產(chǎn)生三次沖擊擠脹。 三）油層套管縮徑損傷的治理 2、旋轉(zhuǎn)碾壓法 （2）施工步驟洗井、壓井，安裝作業(yè)井口。試提原井管柱，倒出原井管柱。檢測(cè)套損狀況。選擇整形方式與工具，下整形工藝管柱至變形井段以上1-2m，開(kāi)泵循環(huán)。下放鉆柱使工具接觸變形點(diǎn)，上提鉆柱使開(kāi)式下?lián)?/p>

18、器處于半開(kāi)半閉狀態(tài)。低轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)鉆柱工具，整形。更換大一級(jí)差工具繼續(xù)進(jìn)行整形，直至完成設(shè)計(jì)要求。用鉛模通至人工井底。 三）油層套管縮徑損傷的治理 4、燃爆整形法及步驟(1)原理：將具有一定綜合性能的炸藥用管柱或電纜送到井內(nèi)預(yù)整形復(fù)位井段后，經(jīng)校深無(wú)誤，投撞擊棒或接通電源，引爆雷管炸藥。炸藥爆炸后產(chǎn)生的高溫高壓氣體及強(qiáng)勁的沖擊波在套管內(nèi)的介質(zhì)中傳播，當(dāng)沖擊波和高溫高壓氣體達(dá)到套損部位套管內(nèi)表面時(shí)，則產(chǎn)生徑向向外的壓力波。這種壓力波使套損井段的套管向外擴(kuò)張，從而達(dá)到整形復(fù)位的目的。 三）油層套管縮徑損傷的治理 4、燃爆整形法及步驟 (2)施工步驟1）洗井、壓井，安裝鉆臺(tái)。2）起原井管柱或倒出原井管柱

19、，打撈落物。3）核對(duì)套損狀況及深度。4）藥性、藥量及引爆方式選擇。5）組裝整形擴(kuò)徑工具，下整形工具。6）引爆雷管炸藥整形擴(kuò)徑。7）檢測(cè)整形、擴(kuò)徑效果，通井。8）沖洗碎彈片。9）打撈套損點(diǎn)以下落物。10）通井至人工井底，檢測(cè)整形井段，為下部加固方式選擇提供依據(jù)。 目 錄一、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機(jī)理三、套損井綜合修復(fù)治理技術(shù)四、套損井防治措施 針對(duì)孤東油田套損井變形機(jī)理及已套變井現(xiàn)狀，做好以下兩方面的工作： 一是做好套管損壞的預(yù)防工作 二是加大對(duì)已發(fā)生套損井的修復(fù)治理力度 四、套損井防治措施 1、油層套管損傷的預(yù)防措施套管損壞的預(yù)防措施主要應(yīng)作兩方面的工作 一是如何防治套管受力超過(guò)套管屈服極限強(qiáng)度 二是提高套管強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)承載能力。1）提高鉆井完井施工質(zhì)量,滿(mǎn)足地層應(yīng)力的需要提高鉆井固井質(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 建議在油層部位及油層上界井段50m范圍內(nèi)采用P-110鋼級(jí)的套管為防治套管接頭絲扣處密封失效，可采用