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不压井带压作业技术在冀东油田的应用

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不压井作业 带压开孔 带压作业 压力容器
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101 2011年第8期随着石油勘探开发技术的不断发展和油气深层次的开发,保护油气层不受井下作业中所使用的压井液的伤害,最大程度的保持油气层原始状态就显得越来越重要。冀东油田注水井的注水压力比较高,作业施工时为保证安全生产,经常要先压井或泄压,然后再进行其他作业施工。作业前的压井工序不但增加了压井液成本,而且压井液容易造成油气层颗粒堵塞,水化膨胀等伤害。对于注水压力较高的油藏,常规修井作业井口压力要泄压至零,需要泄压1~6个月甚至更长时间,排出大量的注入水,造成了修井时间的延长和资源的浪费。冀东油田采用不压井带压作业技术进行作业施工,避免了压井液进入地层造成的伤害,最大程度的保持油气层原始状态,解决了注水井作业过程中泄压时间长的问题。不压井带压作业是利用特殊的修井设备,在井口有压力的情况下实现管柱安全和无污染起下作业。该技术主要思路是在井口装置和井内管柱两方面做工作,达到两个密封,油套环空部分主要是由环型防喷器和球型防喷器密封,而油管部分主要靠油管堵塞器密封来完成。在起下管柱作业过程中,当管柱的自重高于井内压力的上顶力时,用修井机原设备的提升系统起下管柱;在管柱的自重小于井内压力的上顶力时,用游动卡瓦和固定卡 瓦控制管柱的起下,起管柱时,通过液压缸、游动卡瓦及固定卡瓦三者的配合,对管柱施加一定的控制力,依靠液压缸的举升力将井内管柱起出;下管柱时,通过液压缸、游动卡瓦及固定卡瓦三者的配合,并对管柱施加一定的下推力,将管柱下入井内至管柱的自重力大于井内压力后再用修井机原设备的提升系统起下管柱。图1为不压井带压作业装置图。不压井带压作业工艺技术由井控密封系统、加压动力系统、附属配套系统及相应配套工具及工艺技术组成。(1)井控密封系统主要是密封环空或封隔井口,保证井内液体不外喷,实现环保。(2)加压动力系统用于当油管自身重量小于井内液体对油管的上顶力时提放管柱,以保证安全起下。(3)附属配套系统主要是对现场施工提供安全保证。(4)相应配套工具及工艺技术包括油管堵塞器、可换向止压球座、油水井带压冲砂工艺技术、带压射孔电缆驱动技术、油水井密封作业工艺规程、油水井带压修井作业安全操作规程、带压作业装置安全理论校核等。不压井带压作业设备技术指标:据冀东油田实际情况,选 用的不压井带压作业设备主要用于注水井进行起原井管柱、冲砂、通井、刮削、补孔、酸化、打丢手、下分注管柱等施工作业。行下井压力计算。在初下少量油管时,井内压力对油管上顶力超过油管自重的情况下,为保证油管正常起下,不压井带压作业设备能够给管柱施加的外力为:=20×50东油田注水井井口压力一般低于20压力为F=300此强行下压力为300内封隔器解封等需要上提力,取1000有特殊情况,需要大力拔钻不压井带压装置可与常规修井机配合提高承载力,故不压井带压设备主要技术参数为提升力1000压强行下入力300东油田在中深层、深层注水井中采用不压井带压作业技术作业施工共42井次(见表1),应用区块包括柳中、柳北、高中深北、高深北、高深南,施工作业井的井口压力范围在0~17工周期在8~36天,施工成功率100%,作业安全率100%。以柳26井不压井带压作业(重新分 注)作为实例。柳26井是柳中区块的一口注水井,油套分注,根据静态对比及对应油井动态分析,研究决定下丢手封隔器封住无效注水层,进行一级两段重新分注。该井关井后井口压力达到17规修井作业前必须对水井进行放压,放压周期要1~6个月,放压后还需使用压井液压井,短时间内无法完成作业施工。对该井进行不压井带压作业施工,起原井管柱、冲砂、通井、刮削、打丢手、下分注管柱等施工工序均在井口压力17作业施工周期为32天,完井后达到了重新分注的目的。再以高76塞分注)作为实例。高76完善高76断块注采井网,提高储量动用程度和采油速度,研究决定完善补孔122#层后与原层转注。采用不压井带压作业设备进行钻塞分注作业,起原井管柱、钻塞、刮削、通井、下分注管柱,转注后日注水分为两段,每段25方,达到了设计要求。1不压井带压作业技术原理2不压井带压作业工艺技术3不压井带压作业设备选择4现场应用图1不压井带压作业装置图式中,201不压井带压作业实施情况表注:冀东油田自2007年开展不压井带压作业施工。2(转125页)不压井带压作业技术在冀东油田的应用胡慧莉(冀东油田分公司钻采工艺研究院)摘要关键词针对井下作业过程中压井液接触地层造成地层伤害及注水井常规修井作业泄压时间长的问题,冀东油田采用不压井 带压作业技术进行作业施工。该技术在冀东油田中深层、深层区块注水井中已成功应用42井次,省去了作业过程中压井 、放压等工序,避免了使用压井液造成的地层污染,把对周围油井的影响降到最小,最大限度保持了油气层原始状态,节省了注入压 井液和排放井内流体泄压的时间,有效缩短了施工周期,避免了能量的浪费,提高了生产效率,降低了修井成本。不压井带压作业修井泄压注水井技术创新125 2011年第8期120~150m;②钻井时间达到20小时。短起下钻的行程:没有下技术套管的井,要拉过造斜点进入直井段2柱;已下技术套管并且封过造斜点座入稳段的井,短起下要进入技术套管2柱。设备要提前检查保养好,并试运转,各钻井仪器仪表必须灵敏、准确;司钻要精心操作以避免失误,防顿、防井下落物。所有的井口工具和下井的工具,都要按产品质量说明书要求或有关技术规定检查、探伤和使用。所有下井的配合接头、钻铤、扶正器在下井前,都要仔细检查其质量是否合格并且测量其内径、外径和长度等并做绘图记录。每个班填写钻进参数与摩阻、扭矩、泵压、井深等对应数据表,以便于分析对比。大表层或技术套管下完后,要先用简易的钻具组合钻穿胶塞并筛除塑料小球后再下动力钻具,以防堵塞仪器孔或钻具塞卡。稳斜段要坚持每趟钻都要倒换钻具,重点是定向段与井底部分,以防止出现钻具疲劳事故。起、下钻中途钻头过斜井段时要放慢速度,遇阻、卡不超过100能强拉硬砸,防井壁出新台肩而找不着老井眼或拔死。带有动力钻具下钻时绝不能在软地层井段开泵、划眼。一旦遇到这种情况要起出改用破槽器通井,钻具结构:200渡接头+破槽器(要依据井眼的实际尺寸来 定破槽器的大小)+127在遇阻点处划2~3遍并用大排量洗井。(1)用海水配浆开钻,浅层定向,大井眼小循环钻进,应迅速将大分子量的聚合物含量提起来,加量要比淡水钻井液高,高分子(将上部地层的粘土钻屑絮凝包被起来,抑制钻屑的分散。(2)钻井液流型控制方面,使用稀释剂(制钻进液一直处于低粘、低切紊流钻进的理想状态,起钻前可适当提高粘切(5~10S)。(3)为提高丛式井海水钻井液抗盐稳定性,选用抗盐性能好的抗复合盐降失水剂(同时配合稀释剂(制海水钻井液的滤失量及流变性,形成优质泥饼。(4)在大斜度、高位垂比的高难度井施工中,使用12%原油与3%白油润滑剂配合以降低摩阻和扭矩,一般使用原油降摩阻效果不很明显时,再加白油润滑剂,混原油前应降低粘切、提1便于乳化。原油及润滑剂应早点混,使之在井壁上形成油膜,能有效预防糊井壁、降低磨阻及滤失量提高滤饼的润滑性。(5)加强固控设备的使用与保养,震动筛(80~100目)、除砂器和离心机,及时清除有害固相。(6)进入目的层前100降低滤失量≤5m I,适当配合稀释剂(要求加入纳米乳液暂堵油气通道。(7)在完钻短起下后,要加大排量清洗井眼,在原油含量在12~15%的基础上,常规测井时在斜井段封入2%的塑料球,若使用水平井测井工艺,就在电测前用2%白油润滑剂封斜井段。(1)由于措施得当施工中井壁稳定、井眼畅通,起下钻正常,没有出现过大段划眼更没出现过出新眼的现象。(2)测井施工顺利。无论是井斜小于50°的常规测井还是井斜大于60°的水平井工艺测井,口口井都能做到电测施工顺利。(3)井身质量好,井身轨迹符合设计且中靶精度高。直井段打得直、斜井段轨迹圆滑符合率高,且绕障与防碰效果明显。设计靶半径大多为30,实际靶心距大多为5。(4)井口质量好。每口井都按设计使用安装了套管头。在直径尺寸变化大的座封头上加装了导向装置,位移大于2000的井使用了卡瓦式套管头。(5)固井质量优良。由于井身质量好、下套管时严格执行设计加装扶正器,并且优化固井施程序,使得不仅固井质量优良,而且6)安全生产无事故。本井组斜井段全部采用简化的导向钻具组合,钻具中没有钻铤与稳定器,有利于安全钻井。(7)浅层大位移井的钻井速度等指标得到进一步 提高。如老168-斜48井,h。(1)丛式井组施工通过及时总结经验教训,提高了整体施工速度。(2)座封头经过加装导向装置,既保护了保护了座封头,又方便了下入,还有利于密封,值得推广。(3)浅层大井眼定向,排量要适当。(4)位移大时稳斜段施工一定要使用简化钻具结构,尽量少用扶正器。(5)海水钻井液就地取材,降低了成本。]008,15(4):91]王恒,007,30(3):151,158[3]魏文忠,004,10[4]004,23:63974-),毕业于江汉石油学院石油工程专业,现为长江大学油气田开发专业在职硕士研究生,高级工程师。(收稿日期:2011接101页) 5实施效果6结论参考文献作者简介采用不压井带压作业技术作业施工42井次,与常规修井作业相比,节省占井时间488天,约压井液费用共计135万元(见表2)。该技术的应用缩短了施工周期,避免了作业过程中的放压、压井等工序,避免压井液造成的油气层颗粒堵塞,水化膨胀等伤害,不需要常规修井作业井液的抽排,节省了排水和注水时间,节约了水处理费用和泵注的费用,节约了电能,节省了压井液、洗井液等工业废水的地面处理投入,大大降低了成本。不压井带压作业技术解决了油管内堵塞及油、套环空的动态密封问题,解决了带压起出或下放油管的技术难题。通过现场应用,不压井带压作业施工效果明显,它有效避免了使用压井液造成的地层污染及成本的增加,大大减少了作业占井时间,节省了排水和注水时间,节约了水处理费用和泵注的费用,大大降低了成本,把对周围油井的影响降到最小,最大限度保持了油气层原始状态,同时也减少了地面污染。目前,不压井带压作业技术在冀东油田注水井中的应用已相当成熟,注水井施工的的通井、刮削、填砂封层、桥塞封层、补孔、酸化、分注、钻灰塞等工序均可应用不压井带压作业技术进行施工,该技术的应用突破了冀东油田的井下作业常规技术 ,开拓了保护油气层的新方法,降低了成本并且安全环保,具有很好的经济和社会效益。表2不压井带压作业实施效果表注:占井时间=放压时间+施工周期;节省占井时间=常规修井占井时间1]]004,33(6):104]吴奇井下作业工程师手册[M]北京:石油工业出版社,2002[3]崔彦立等抽油井不压井工艺技术在吐哈油田的研究与应用[J]油气井测试,2007,16(3):669胡慧莉(1982-),女,助理工程师,现从事套损井保护治理和油水井大修、特种作业方面技术工作。(收稿日期:2011
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