淺談高效洗井管柱的研究應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

淺談高效洗井管柱的研究應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：隨著油田進(jìn)入開發(fā)后期，地層狀況惡化，出砂嚴(yán)重，測(cè)調(diào)遇阻、封隔器失效等問題井頻繁出現(xiàn)。如何正確、合理、有效發(fā)揮注水井洗井作用，是在后期注水開發(fā)生產(chǎn)中經(jīng)常面對(duì)的難題。熱洗因操作簡(jiǎn)單、成本低，成為油田主要的清防蠟手段，但是洗后排水周期長(zhǎng)，一般需5～7天;同時(shí)洗井液進(jìn)入油層，可能會(huì)引起水鎖、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)、水敏等儲(chǔ)層傷害現(xiàn)象，嚴(yán)重污染油層。研制了一種高效洗井管柱，成功解決了排液周期長(zhǎng)和洗井污染油層等難題。

關(guān)鍵詞：蠟質(zhì);熱洗;油層;洗井管柱

1工程概況

某油田因油井結(jié)實(shí)施熱洗1890井次，洗井后不能恢復(fù)到正常產(chǎn)量的有202井次，占洗井總數(shù)的10.7%，平均單井恢復(fù)期5～7天;同時(shí)熱洗污染油層造成產(chǎn)能下降，其主要原因?yàn)榈貙幽芰康停诔Ｒ?guī)洗井時(shí)，由于洗井液柱和泵壓的作用，油層處于吸液狀態(tài)，地層產(chǎn)出液被壓回油層，甚至洗井液大量進(jìn)入油層。洗井液與地層的配伍性差，洗井液進(jìn)入油層后，與地層巖石敏感礦物發(fā)生的不良物理和化學(xué)反應(yīng)，形成水敏等現(xiàn)象，使油層滲透率降低，造成油井產(chǎn)能降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成“水鎖”損害。洗井過程中的有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)入地層會(huì)堵塞孔道，使本來滲透性低的油層更加低滲，產(chǎn)液能力下降。

2洗井不通的原因

主要表現(xiàn)為洗井進(jìn)、出口均無水量。這種情況多見于出砂井，造成這種問題的原因有兩種：一是砂堵尾管和底篩堵;二是封隔器膠皮不回縮解封。

2.1砂堵尾管和底篩堵主要原因：

日常管理操作不規(guī)范，諸如開關(guān)閘門不平穩(wěn)、停井、放溢流以及洗井不合理使地層激動(dòng)出砂，砂進(jìn)入油管堵塞底篩堵和尾管，造成洗井不通。

措施：如遇上屬情況可采取以下措施：井口2人同時(shí)操作，先關(guān)注水閘門，迅速打開放空，將油管內(nèi)壓力放掉，同時(shí)打開套管冼井閘門，使油管堵塞段上下形成較大的壓力差，不間斷循環(huán)操作，利用水的流動(dòng)性、滲透性和油管內(nèi)外壓力差的傳遞作用將堵塞物質(zhì)沖開。

2.2封隔器膠皮不回縮主要原因：

封隔器在長(zhǎng)期注水過程中，頻繁座封解封，膠皮老化失去彈性造成不回縮。

措施：需作業(yè)檢管。

2.3洗井不返水

表現(xiàn)為洗井進(jìn)口水量大，出口水量返出較少，甚至不返水。這種情況多發(fā)生于低壓注水井。

主要原因：是洗井壓力高于該井最低啟動(dòng)壓力，水大部分進(jìn)入地層。

措施：針對(duì)這種情況，應(yīng)根據(jù)測(cè)試指示曲線推導(dǎo)出該井各層中最低的啟動(dòng)壓力，從配水間下流或套管洗井閘門控制，使進(jìn)口壓力控制到該井最低啟動(dòng)壓力以下或者接近啟動(dòng)壓力。如果地下虧空嚴(yán)重.存在大孔道現(xiàn)象，洗井很難返水，只有堵水調(diào)剖解決。

2.4洗井時(shí)間控制不合理

原因：洗井時(shí)間短，沖洗不干凈、不徹底，正常注水后，油管內(nèi)懸浮的雜質(zhì)回落到底球和尾管內(nèi)，使底球和尾管堵塞。甚至堵塞配水器造成測(cè)調(diào)遇阻和下次洗井不通。洗井時(shí)間過長(zhǎng)，因洗井水量大、流速快，會(huì)引起地層激動(dòng)出砂，甚至因管柱長(zhǎng)時(shí)間震動(dòng)造成封隔器膠皮損傷和油管脫落。

3應(yīng)用的主要技術(shù)

3.1高效洗井管柱中心管設(shè)計(jì)：

常規(guī)單封丟手封隔器中心管本體材質(zhì)為45#鋼，其抗拉強(qiáng)度性能較低，在耐壓試驗(yàn)時(shí)曾發(fā)生過從中心管絲扣處捋扣事故。優(yōu)選35CrMo替代常用的45#鋼，提高中心管的抗拉強(qiáng)度。封隔器中心管選用35CrMo合金鋼，其最大抗拉力大于45#鋼中心管的抗拉強(qiáng)度，從根本上解決中心管本體抗拉強(qiáng)度低的問題。

封隔器中心管選用35CrMo合金鋼，其最大抗拉力大于45#鋼中心管的抗拉強(qiáng)度，從根本上解決中心管本體抗拉強(qiáng)度低的問題。

3.2機(jī)械打撈接頭設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)泵管下部多采用機(jī)械連接的導(dǎo)錐或絲堵，承壓性能較好。為順利實(shí)現(xiàn)打撈，首選機(jī)械打撈方式，為此設(shè)計(jì)加工雙功能絲堵，上部用作絲堵，下部與機(jī)械打撈接頭銜接。設(shè)計(jì)機(jī)械打撈接頭與雙功能絲堵配合，打壓剪斷銷釘實(shí)現(xiàn)丟手，下放管柱雙功能絲堵與機(jī)械打撈接頭順利對(duì)接，實(shí)現(xiàn)打撈。

3.3自封泄漏總成設(shè)計(jì)

扶正體處于短軌道時(shí)下井，下到預(yù)定位置上提下放管柱，繼續(xù)下放錐體撐開卡瓦，繼續(xù)下放加壓，中心管內(nèi)上下通過單向閥球座連通，下壓管柱超過一定值時(shí)，丟手剪釘被剪斷，銷釘自動(dòng)換向進(jìn)入長(zhǎng)軌道，銷釘被剪斷壓縮皮碗密封油套環(huán)空。為減少起管阻力，設(shè)計(jì)排液孔。下放管柱對(duì)接打撈成功后，上提管柱解封，此時(shí)滑管上移讓出泄漏孔，裝置上部的液體就泄入下部井筒中，從而減少起管時(shí)的阻力。

3.4洗井管柱設(shè)計(jì)

高效洗井管柱主要由機(jī)械丟撈接頭、自封泄漏裝置、卡瓦支撐機(jī)構(gòu)、扶正換向機(jī)構(gòu)和單向閥等組成。該管柱丟手可靠，打撈方便，丟手、生產(chǎn)、打撈一體化，簡(jiǎn)化了施工環(huán)節(jié)和施工工序，節(jié)約作業(yè)時(shí)間及作業(yè)費(fèi)用，不存在事故隱患。

3.5工作原理

連接到抽油泵的尾管下端，隨抽油泵生產(chǎn)管柱一起下入井中，到達(dá)設(shè)計(jì)位置深度后，先上提管柱一定高度然后再下放管柱加壓坐封，密封環(huán)形空間，中心管內(nèi)上下通過單向閥球座連通，下壓管柱負(fù)荷超過一定值時(shí)丟手剪釘被剪斷，銷子自動(dòng)換向，此時(shí)緩慢上提管柱即可丟手。管柱實(shí)現(xiàn)丟手后，把上部抽油泵管柱提到設(shè)計(jì)位置即可完井生產(chǎn)。熱洗井時(shí)由于自密封系統(tǒng)和單向閥的阻隔作用，使得洗井液體不能進(jìn)入油層，只能經(jīng)過抽油泵沿油管返回地面。需要起出時(shí)只需下放管柱，進(jìn)行魚頂對(duì)接打撈，上提管柱解封，此時(shí)滑管上移讓出泄漏孔，裝置上部的液體就泄入下部井筒中從而減少起管時(shí)的阻力。

4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

應(yīng)用高效洗井管柱12井次，共洗井52次，較常規(guī)熱洗排液周期相比縮短4.2天，洗井液不進(jìn)入地層，洗井液熱循環(huán)損失減少，熱洗清蠟程度更徹底，平均延長(zhǎng)洗井周期12天;合計(jì)減少洗井影響產(chǎn)量808噸，避免結(jié)蠟嚴(yán)重低壓井因地層漏失無法洗井造成的維護(hù)井2井次。

典型井例：W72-467井油層存在低壓層且結(jié)蠟嚴(yán)重，日常維護(hù)主要以熱洗清蠟為主，原管理措施為30天熱洗30方，由于熱洗水量大，造成該井洗后排水期7天左右，污染地層，嚴(yán)重影響產(chǎn)量，發(fā)生蠟卡躺井2次。2018年7月25日作業(yè)上修配套高效洗井管柱生產(chǎn)，洗井30方后正常開抽，開井后2天含水恢復(fù)到正常水平，油井日產(chǎn)液3.2t/d，日產(chǎn)油1.9t/d，含水40.5%。截止2018年12月20日共洗井3次，