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大张坨地下储气库修井工艺分析

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常规修井工艺 修井工艺 不压井修井 水平井采油
资源描述:
大 张 坨 地 下 储 气 库 修 井 工 艺 分 析张 东 生 X(大 庆 油 田 有 限 责 任 公 司 试 油 试 采 公 司 )摘 要   为 使 大 张 坨 地 下 储 气 库 正 常 安 全 运 行 ,针 对 板 52 井 特 殊 的 地 理 位 置 及 其 套 管 腐 蚀 程 度设 计 了 一 套 完 整 的 修 井 工 艺 技 术 ,对 该 工 艺 的 完 井 管 柱 设 计 原 则 、 修 井 工 具 准 备 、 修 井 作 业 施 工 步骤 作 了 详 细 分 析 ,经 板 52 井 等 4 口 井 修 井 应 用 得 知 该 工 艺 设 计 思 路 清 晰 、 安 全 性 强 ,为 今 后 储 气 库同 类 井 修 井 施 工 ,提 供 借 鉴 经 验 。关 键 词   大 张 坨   储 气 库   修 井   工 艺   分 析大 张 坨 地 下 储 气 库 位 于 天 津 市 大 港 区 南 约 5 流 碱 河 泄 洪 区 内 ,处 在 板 桥 凝 析 气 藏 断 块 西部 鼻 状 构 造 ,于 1975 年 5 月 由 板 52 井 钻 井 发 现 。随 着 大 张 坨 储 气 库 的 投 入 运 行 ,地 层 压 力 呈 现 周 期变 化 ,目 前 地 层 压 力 约 为 25. 5 鉴 于 板 52 井 已经 完 钻 27 年 ,生 产 套 管 遭 到 严 重 腐 蚀 ,此 外 板 52 井的 井 身 结 构 是 按 照 普 通 油 气 井 标 准 设 计 的 ,无 疑 对储 气 库 安 全 运 行 产 生 威 胁 ,为 消 除 安 全 隐 患 并 使 之为 储 气 库 正 常 生 产 服 务 ,因 此 必 须 对 板 52 井 等 4 口井 进 行 修 井 ,以 确 保 储 气 库 安 全 。板 52 井 概 况 及 修 井 原 则1. 油 井 历 史 情 况该 井 1975 年 5 月 试 油 后 封 井 ,一 直 未 开 采 ,表层 套 管 <325 下 深 177. 61 m ,油 层 套 管 <139. 7下 深 2739. 09 m ,井 底 2729. 11 m。 1987 年 2 月由 于 井 口 采 油 树 被 流 冰 挫 断 ,造 成 油 层 套 管 下 沉 ,235 根 油 管 落 井 ,于 是 进 行 大 修 ,打 捞 油 管 ,钻 水 泥塞 试 油 后 暂 闭 。 修 井 口 后 油 补 距 2. 65 m ,套 补 距3. 23 m ,联 入 3. 49 m。 1994 年 5 月 26 日 进 行 补 孔 作业 ,89 弹 射 开 9 号 层 出 气 后 进 站 投 产 ,井 下 管 柱 为 油 管 带 喇 叭 口 ,该 井 于 1999 年 2 月 第 二 次 修井 ,更 换 采 油 树 后 液 氮 诱 喷 不 成 功 ,起 出 井 内 油 管 ,发 现 自 下 而 上 85 根 油 管 腐 蚀 严 重 ,其 中 有 5 根 油 管穿 孔 ,换 新 管 液 氮 诱 喷 后 投 产 。 目 前 陕 京 来气 含 有 一 定 量 的 3. 5 %~ 4. 0 %) ,而 且 板 52 井已 经 见 水 ,井 底 温 度 102 ℃ ,在 此 情 况 下 ,普 通 的 管 极 易 产 生 腐 蚀 ,给 储 气 库 注 采 井 的 正 常 运 行带 来 安 全 隐 患 ;另 外 ,根 据 北 京 用 气 需 要 和 储 气 库 原定 运 行 方 案 ,板 52 井 应 作 为 辅 助 调 峰 采 气 井 加 以 利用 ,以 满 足 气 库 运 行 需 要 。 因 此 ,需 对 板 52 井 修 井 ,更 换 井 下 油 管 并 采 用 新 的 完 井 管 柱 。2. 修 井 原 则(1)套 管 腐 蚀 程 度 与 油 管 腐 蚀 程 度 相 比 可 能 要弱 一 些 。 油 管 腐 蚀 包 括 静 态 腐 蚀 和 流 动 冲 蚀 ;对 套管 而 言 ,只 存 在 静 态 腐 蚀 ;从 该 井 情 况 看 ,没 有 发 生套 管 气 窜 现 象 ,还 可 以 进 一 步 修 复 利 用 。(2)更 换 简 易 套 管 头 和 采 气 树 。 板 52 井 位 于 储气 库 站 内 ,生 产 管 理 人 员 密 集 ,且 与 甲 醇 罐 、 分 离 器等 重 要 设 备 相 邻 ,一 旦 发 生 事 故 后 果 不 堪 设 想 。 现井 口 是 在 原 套 管 上 造 扣 进 行 连 接 的 ,存 在 着 安 全 隐患 ;换 套 管 头 和 采 气 树 ,基 本 上 能 够 对 老 井 进 行 安 全控 制 ,如 有 异 常 情 况 发 生 ,可 随 时 进 行 压 井 处 理 。(3)陕 京 来 气 含 油 井 已 经 见 水 ,无 疑 会 对油 套 管 及 井 下 工 具 产 生 腐 蚀 ,所 以 井 口 和 井 下 完 井工 具 应 以 进 口 为 主 ,以 确 保 安 全 生 产 。修 井 工 艺 方 案1. 完 井 管 柱 设 计 原 则(1)采 用 国 内 外 成 熟 可 靠 的 技 术 ,满 足 地 质 配产 、 配 注 、 地 面 注 采 工 艺 要 求 ;(2)针 对 储 气 库 位 于 泄 洪 区 内 及 天 然 气 的 固 有2004 年 4 月 油   气   井   测   试 第 13 卷   第 2 期X 张 东 生 ,男 ,工 程 师 ,1989 年 毕 业 于 吉 林 工 学 院 ,现 从 事 地 层 测 试 工 作 。 地 址 :黑 龙 江 省 大 庆 市 大 庆 油 田 有 限 责 任 公 司 试 油 试 采 分 公 司 技术 开 发 大 队 ,邮 政 编 码 :163412。特 点 ,使 用 井 下 液 控 阀 实 现 远 程 控 制 ,保 证 地 层 与 地面 均 不 被 污 染 ,并 能 安 全 生 产 ;(3)使 用 气 密 性 丝 扣 油 管 及 伸 缩 接 头 ,保 证 管 柱在 高 温 、 高 压 状 态 下 密 封 性 良 好 。2. 修 井 工 具 准 备(1)地 面 装 置 及 井 下 工 具① 井 口 采 气 树 。 法 兰 式 连 接 双 翼 双 阀 结 构 ,压力 等 级 :34 主 通 径 :65. 1 可 调 油 嘴 最 大 尺寸 为 50. 8 油 层 套 管 与 升 高 短 节 的 密 封 采 用“ 密 封 圈 注 塑 密 封 ,油 管 挂 与 四 通 之 间 为 金 属 (10# 钢 )密 封 圈 ,油 管 挂 具 直 通 式 液 压 孔 ,可 外 接 控 制管 线 ,实 现 井 口 液 压 控 制 开 、 关 井 下 安 全 阀 。② 外 径 <73内 径 <62 钢 级 扣 气 密 性 油 管 、 油 管 短 节 及 变 扣 接 头 。③ 衡 式 井 下 安 全 阀 及 附 件 。 可 保证 在 采 气 树 被 毁 坏 的 情 况 下 自 动 关 井 ,也 可 满 足 不压 井 更 换 采 气 树 作 业 的 需 要 ,进 而 实 现 远 程 控 制 的目 的 ,工 作 压 力 34. 5 槽 式 膨 胀 伸 缩 短 节 。 用 于 自 动 调 节 补偿 气 井 在 注 采 生 产 过 程 中 因 温 度 、 压 力 变 化 导 致 的油 管 伸 长 或 缩 短 量 ,可 消 除 附 加 在 油 管 挂 和 封 隔 器上 的 应 力 ,改 善 管 柱 的 受 力 状 态 ,也 可 以 做 为 试 油(气 )施 工 时 调 整 短 节 用 ,行 程 1. 83 m。⑤ 循 环 滑 套 。 采 用 钢 丝 作 业 开 关 式滑 套 ,通 过 钢 丝 带 动 开 关 工 具 ,实 现 向 下 打 开 、 向 上关 闭 的 目 的 。 在 该 处 下 堵 塞 器 可 对 上 部 管 柱 进 行 试压 ,负 压 射 孔 时 的 气 举 掏 空 ,注 采 生 产 过 程 中 的 洗井 、 压 井 、 替 换 环 空 保 护 液 等 都 必 须 通 过 循 环 滑 套 来实 现 ,工 作 压 力 34. 5 回 收 封 隔 器 。 通 过 管 柱 内 打 压 ,液压 推 动 活 塞 向 上 运 动 ,剪 断 销 钉 ,带 动 卡 瓦 座 、 卡 瓦 、锥 体 运 动 挤 压 胶 筒 使 其 产 生 横 向 变 形 ,达 到 密 封 环空 的 目 的 。⑦ 落 接 头 。 上 止 动 座 落 接 头 ,通 过 钢丝 作 业 将 堵 塞 器 座 落 于 此 ,可 隔 绝 与 下 部 管 柱 的 连通 ,实 现 打 压 坐 封 封 隔 器 的 目 的 。⑧ 带 孔 管 及 油 管 鞋 。(2)钢 丝 作 业 设 备 及 配 套 工 具① 钢 丝 作 业 专 用 工 具 :滑 套 ( ) 移 位 工 具 1个 ;移 位 工 具 下 入 / 提 升 工 具 1 个 ;堵 塞 器 (心 轴 和 平衡 杆 ,附 件 ) 1 个 ;堵 塞 器 下 入 / 提 升 工 具 1 个 ;安 装工 具 1 套 。② 钢 丝 绞 车 、 高 压 井 口 防 喷 装 置 等 ;③ 工 具 串 及 辅 助 设 备 主 要 包 括 :通 径 规 、 液 压 震击 器 、 机 械 震 击 器 、 震 击 释 放 起 下 工 具 、 铰 链 接 头 、 加重 杆 、 绳 帽 等 。(3)井 下 作 业 设 备 及 工 具① 大 修 作 业 设 备 、 泥 浆 泵 、 动 力 钳 及 扭 力 分 析 系统 、 液 压 防 喷 器 ;② 氮 罐 ,氮 气 泵 车 ,管 线 ;③ 油 套 环 空 保 护 液 30 无 固 相 优 质 压 井 液60 考 虑 与 地 层 配 伍 ,防 膨 、 防 漏 失 、 防 污 染 地 层和 腐 蚀 套 管 等 ) ,密 度 范 围 1. 10~ 1. 15 g/ . 修 井 作 业 施 工 步 骤(1)用 无 固 相 优 质 压 井 液 40 循 环 压 井 ,起出 井 内 原 管 柱 ,观 察 油 管 腐 蚀 情 况 并 记 录 ,起 管 柱 应慢 速 ,并 注 意 随 时 补 充 压 井 液 。(2)刮 削 通 井 后 下 入 可 回 收 式 桥 塞 ,坐 封 后 试压 ,合 格 后 丢 开 桥 塞 起 出 井 内 管 柱 ,井 内 灌 满 压 井液 ,并 注 意 观 察 压 井 情 况 作 好 记 录 。(3) 开 挖 圆 井 ,拆 卸 139. 7 管 法 兰 以 上 所有 附 件 ,切 割 原 井 旧 套 管 头 ,更 换 323. 85 139. 7 头 并 试 压 ,安 装 采 油 树 四 通 并 注 塑 试 压 ,装液 压 封 井 器 。(4)刮 削 通 井 后 下 油 管 管 柱 起 出 可 回 收 桥 塞 ,注意 随 时 补 充 压 井 液 。(5)按 完 井 管 柱 设 计 依 次 下 入 井 下 工 具 ,当 下 入井 下 安 全 阀 时 将 6. 35 制 管 线 与 井 下 安 全 阀 连接 ,并 试 压 55. 2 10 然 后 将 液 压 控 制 管 线内 保 持 48. 3 力 。(6)继 续 下 入 油 管 ,并 在 每 根 油 管 接 箍 上 安 装 1个 护 箍 ,使 其 将 6. 35 制 管 线 固 定 好 ,保 持 控 制管 线 是 直 线 形 状 ,并 小 心 切 莫 挤 伤 液 压 管 线 。 下 油管 至 预 定 深 度 。(7)用 钢 丝 下 58. 7 径 规 通 井 至 上 止 动 座落 接 头 ,上 提 通 径 规 过 程 中 ,在 封 隔 器 、 伸 缩 接 头 、 滑套 、 井 下 安 全 阀 等 处 必 须 小 心 慢 行 。(8)用 下 入 工 具 下 入 58. 7 塞 器 (心 轴 和 平衡 杆 ) ,座 落 于 循 环 滑 套 处 起 出 下 入 工 具 。 对 油 管 试压 34. 5 10 合 格 后 放 压 。 捞 出 堵 塞 器 (心轴 和 平 衡 杆 ) 。(9)用 下 入 工 具 下 入 58. 7 塞 器 (心 轴 和 平衡 杆 ) ,座 落 于 上 止 动 座 落 接 头 处 ,起 出 下 入 工 具 。(10)装 油 管 挂 ,缠 绕 2 m 控 制 管 线 在 油 管 挂 下面 ,控 制 管 线 整 体 穿 过 油 管 挂 ,把 控 制 管 线 固 定 在 油管 挂 上 ,油 管 挂 高 出 四 通 面 0. 9 m。 连 接 控 制 管 线 ,83 油   气   井   测   试 2004 年 4 月打 开 安 全 阀 ,保 持 48. 3 11)正 打 压 坐 封 封 隔 器 ,释 放 压 力 后 试 提 管 柱验 证 封 隔 器 是 否 坐 封 。(12)坐 油 管 挂 ,装 采 气 树 和 防 喷 管 ,并 对 油 管 挂及 油 管 帽 进 行 试 压 35 13)再 次 对 井 下 安 全 阀 控 制 管 线 试 压 55. 2 15 ,保 持 安 全 阀 开 启 ,捞 出 堵 塞 器 (心 轴 和平 衡 杆 ) 。(14)反 试 压 ,对 环 空 进 行 试 压 10 10 验 证 封 隔 器 的 密 封 性 。(15)下 入 滑 套 移 位 工 具 ,打 开 滑 套 (向 下 打 开 ) ,起 出 滑 套 移 位 工 具 。(16)接 地 面 气 举 管 线 并 试 压 15 然 后 替 入油 套 环 空 保 护 液 ,用 液 氮 掏 空 (直 接 从 油 管 气 举 ) ,掏空 深 度 1500 m。(17)下 入 滑 套 移 位 工 具 ,关 闭 滑 套 (向 上 关 闭 ) ,起 出 滑 套 移 位 工 具 检 查 释 放 销 钉 。(18)反 试 压 10 10 检 查 滑 套 是 否 关闭 。(19)放 喷 、 点 火 ,观 察 井 口 压 力 变 化 。(20)清 理 井 场 ,交 井 。结 论 与 建 议1. 施 工 设 计 中 有 些 问 题 有 待 探 讨 ,如 : ① 液 面 掏空 较 深 ,容 易 引 起 地 层 出 砂 ,封 隔 器 出 现 砂 堵 或 砂 埋现 象 较 难 处 理 ; ② 封 隔 器 以 下 的 油 管 及 套 管 不 受 环空 保 护 液 保 护 ,易 受 地 层 流 体 的 腐 蚀 ,有 否 满 足 储 气库 长 期 注 采 生 产 的 需 要 。2. 钢 丝 作 业 在 此 次 修 井 施 工 过 程 中 占 有 重 要 地位 ,它 的 成 功 与 否 直 接 影 响 到 修 井 施 工 进 程 ,因 此 在施 工 过 程 中 应 注 意 : ① 在 起 、 下 通 径 规 时 ,必 须 要 慢 ,特 别 是 经 过 井 下 工 具 的 时 候 ; ② 下 入 堵 塞 器 、 平 衡 杆前 ,注 意 检 查 “ O” 型 圈 的 密 封 性 ; ③ 开 、 关 完 滑 套 后 ,检 查 滑 套 移 位 工 具 销 钉 。3. 本 次 修 井 施 工 工 艺 设 计 思 路 清 晰 、 安 全 性 强 ,充 分 考 虑 了 作 为 储 气 库 的 使 用 周 期 和 影 响 注 采 井 生产 的 各 种 因 素 ,为 今 后 同 类 井 修 井 施 工 提 供 了 借 鉴经 验 ,具 有 很 强 的 指 导 意 义 。本 文 收 稿 日 期 :2002 - 10 - 28   编 辑 :许 兰 婷《 油 气 井 测 试 》 期 刊 来 稿 要 求《 油 气 井 测 试 》 是 国 内 试 油 、 测 试 行 业 惟 一 公 开 发 行 的 专 业 技 术 刊 物 ,主 要 报 导 试 井 理 论 模 型 ,解 释 方 法 ,油 藏 评 价 ,解 释成 果 及 应 用 ,中 途 地 层 测 试 ,完 井 试 油 ,开 发 试 井 ,油 田 动 态 监 测 ,射 孔 技 术 ,油 气 层 保 护 、 改 造 、 增 产 措 施 ,井 下 作 业 及 石 油 勘探 、 开 发 领 域 的 试 井 相 关 技 术 等 内 容 。1. 要 求(1)题 目   简 洁 明 了 ,紧 扣 文 章 主 题 ,字 数 不 超 过 20 个 字 ,不 能 出 现 标 点 符 号 。(2)作 者   不 超 过 4 人 ,各 作 者 工 作 单 位 要 写 清 ;写 明 第 一 作 者 简 介 ,即 姓 名 ,性 别 ,出 生 年 月 ,最 终 学 历 及 毕 业 时 间 、 院 校和 专 业 ,现 从 事 的 工 作 、 职 称 或 职 务 ,详 细 通 信 地 址 、 邮 政 编 码 及 联 系 电 话 等 。(3)摘 要   文 字 精 练 ,结 构 严 谨 ,反 映 文 章 主 要 信 息 ,即 研 究 的 目 的 、 应 用 的 理 论 及 技 术 方 法 、 取 得 的 成 果 及 结 论 等 ,字 数 应在 300 字 左 右 ,请 提 供 英 文 摘 要 。(4)关 键 词   反 映 文 章 的 主 要 内 容 ,个 数 3~ 8 个 。(5)正 文   要 求 不 超 过 6000 字 (含 图 、 表 ) ;文 中 使 用 法 定 计 量 单 位 ,并 说 明 参 数 的 物 理 意 义 ;公 式 中 字 母 要 分 清 大 、 小 写 ,注 明 上 、 下 标 ;图 、 表 简 洁 ,切 忌 重 复 ;要 求 图 件 必 须 规 则 、 清 晰 。(6)参 考 文 献   按 在 正 文 中 出 现 的 先 后 顺 序 编 码 ,并 在 正 文 中 标 注 ;非 公 开 发 表 的 文 章 、 研 究 报 告 、 内 部 资 料 等 以 页 脚 注 形式 标 注 。 参 考 文 献 著 录 项 目 必 须 齐 全 ,以 书 和 期 刊 为 例 ,参 考 格 式 如 下 (其 它 如 :会 议 录 ,论 文 集 ,论 文 汇 编 ,科 学 技 术 报 告 ,学位 论 文 ,专 利 文 献 等 ,可 参 照 书 、 期 刊 的 著 录 要 求 ) :著 者 . 书 名 . 版 本 ,出 版 地 :出 版 者 ,出 版 年 :页 次著 者 . 题 (篇 )名 . 刊 名 ,出 版 年 ,卷 号 (期 号 ) :页 次2. 说 明(1)请 提 供 稿 件 软 盘 或 以 电 子 邮 件 方 式 投 稿 ,并 附 文 字 稿 。(2)本 刊 优 先 刊 登 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 和 省 部 级 以 上 科 技 攻 关 项 目 的 研 究 成 果 。(3)作 者 自 留 底 稿 ,本 刊 概 不 退 还 原 稿 ;收 到 稿 件 后 ,本 刊 即 向 作 者 发 出 收 稿 通 知 ;半 年 内 未 收 到 修 改 意 见 或 录 用 通 知 ,请自 行 处 理 或 与 编 缉 部 联 系 查 询 。(4)稿 件 一 经 刊 出 ,本 刊 即 付 稿 酬 ,并 赠 当 期 刊 物 2 本 。(5)文 章 发 表 后 的 获 奖 、 应 用 及 推 广 情 况 ,请 及 时 与 本 编 辑 部 联 系 ,反 馈 有 关 情 况 ,本 刊 将 选 登 其 中 有 关 信 息 。93第 13 卷   第 2 期 张 东 生 :大 张 坨 地 下 储 气 库 修 井 工 艺 分 析(2) 13 :31~ 32 o of in to of by of it 2004 (2) 13 :33~ 34 1 t is in or By to ,“ ,“ ,“ up . of is of 2004 (2) 13 :35~ 36 o. , , to t so is in of 00 It is ~ 10 go 10 mm 39 mm It is of of 2) 13 :37~ 39 or to of of is By in it is is a to 2004 (2) 13 :40~ 42 , to of in of in at in of in of of in or a a 2004 (2) 13 :43~ 4667 油   气   井   测   试 2004 年 2 月
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