分注管柱失效原因分析及对策

分注管柱失效原因 分析及对策 目录 一、概况 二、分注井换封及返工情况 三 、 换封分注井管柱结构及类型 四 、 分注井换封及返工原因分析 五 、 分注管柱锚定与卡管柱的关系分析 六 、 如何延长分注管柱有效期 一、概况 截止 2005年 6月底，全厂共有注水井 471口，分注井208口。 143井次。 换封 65井次 新分注和措施后 分注共 59井次 重分和细分 19井次 换封井平均免修期为 244天 1101434265352天244天050100150200250300350400下封井数 增加了 33井次 增加了 23井次 缩短了108天 二、 分注井换封及返工情况 1 5 井次173天5 0 井次265天050100150200250300高压分注井 常压分注井井数平均免修期、分注井换封情况 2005年 15井次 1、高压分注井换封情况 高压分注井换封 15井次 实施锚定的 3井次（均不是因封隔器失效造成） 无锚定的 12井次（因封隔器失效造成换封的 4井次） 实施锚定管柱 3井次，平均免修期为159天，其中因垢、砂、死油等原因影响测试造成换封的2井次，平均免修期为 235天；因工具不配套造成换封的 1井次，免修期为 8天。 1、高压分注井换封情况 8%42%17%33%因封隔器失效造成换封的 4井次，平均免修期为 229天。 因偏配问题造成换封的 2井次，平均免修期为 235天。 无 锚定管柱换封井 12井次，平均免修期为177天 。 因垢、砂、死油等原因影响测试造成换封的 5井次，平均免修期为 178天； 因油管失效造成换封的 1井次，免修期为 1天。 2、常压分注井换封情况 常 压分注井换封 50井次 实施锚定的 17井次，平均免修期为 410天。 无锚定的 33井次，平均免修期为 190天 。 2、常压分注井换封情况 锚定管柱换封 17井次 6%6%41%35%12%封隔器失效造成换封的 6井次，平均免修期为 674天。 因偏配问题造成换封的 1井次，免修期为 1天 。 因锚定工具漏失造成换封 1井次，免修期为 7天。 油管失效造成换封的 2井次，平均免修期为 292天 。 因垢、砂、死油等原因影响测试造成换封的 7井次，平均免修期为 333天 。 2、常压分注井换封情况 没有 锚定管柱换封 33井次 6%24%30%40%因偏配问题造成换封的 2井次， 平均 免修期为 14天 。 因垢、砂、死油等原因影响测试造成换封的 13井次，平均免修期为 230天 。 封隔器失效造成换封的 10井次，平均免修期为 199天。 油管失效造成换封的 8井次，平均免修期为 160天 。 56152560天243天0100200300400500600井数 平均阶段有效期实施锚定的井无实施锚定的井目前 分注 管柱分类对比情况： 、分注井返工情况 2005年 1注井共返工 24井次 ： 54%25%13%8%工具问题造成返工1 3 井次。油管破裂造成返工6 井次。地层返吐造成测试遇阻返工3 井次。因管柱漏失须作业落实的2 井次。、分注井返工情况 因工具 问题 造成返工的 13井次 中： 70%15%15%因偏配质量问题造成返工的9 井次。因封隔器问题返工的2 井次。因水力锚漏失造成返工的2 井次。三、换封分注井管柱结构及类型 目前我厂分注井应用的主要是 221型两种分注管柱。完全能够满足目前我厂不同油藏、不同注水压力范围和不同井况条件下一级两段到三级四段的分注要求。 图 1 偏配 偏配 偏配 底部球座 主要由 双球座 、 筛管 、 丝堵等工具组成 。 1、 工作原理： 、 座封：从油管内打入高压液 ， 活塞推动锁套上行压缩胶筒 。 泄压后 ， 锁套与卡套锁紧 ，胶筒不能弹回 ， 即座封完成 。 、 反洗井：从油套环空注入洗井液憋压 在液压作用下 ， 注入水将沿此通道 ， 经底部的筛管和球座从油管中返出 ， 达到洗井的目的 。 、 解封：上提管柱 ， 释放封隔器内部的锁紧机构 ， 迫使分瓣锁爪回收 ， 解除对胶筒的锁紧 ， 即可实现封隔器的解封 。 、 2、 管柱特点 由于 上提管柱解封 （ 解封距为 30，如果不采用水力锚和水力卡瓦对管柱进行锚定和支撑 ， 当注水压差较大时 ， 封隔器座封及注水过程中的管柱蠕动位移一旦超过它的解封距 ， 很容易造成封隔器的失效 。 3、应用范围 通过选择相应规格、型号及技术指标的封隔器，可用于我厂井况较好的高压及常压分注井。 对于个别层间压差较大的常压分注井，采用水力锚锚定，位置一般放在压力低的层位，利用油套压差锚定管柱。 针对高压井较深、注水压力高、压力波动较大、管柱极易伸缩等特点，通过在分注管柱上应用双向锚或水力卡瓦 +水力锚，来防止注水压力波动造成的管柱伸缩蠕动。 主要由 图 2 地面分注管柱调剖示意图 喇叭口 、 1、 工作原理： 、 座封： 工具下到设计位置 ， 上提管柱 顺时针旋转 4 中心管上的销与轨迹筒脱开 ， 然后下放管柱 ， 依靠扶正体与套管内壁的摩擦力 ， 锥体将卡瓦胀出锚定在套管内壁 ， 并承受管柱的压力 ， 与此同时管柱下压力压胀胶筒 ， 起到封隔油套环空作用 ， 即座封完成 。 、 解封： 上提管柱 ， 封隔件在无外力作用的情况下 ， 回弹释放 ， 锥体从卡瓦底部抽出 ，卡瓦收回 ， 轨道销钉移至轨迹筒 ， 胶筒依靠自身弹力解封 ， 整个工具提出井外 。 2、管柱特点 由于 座封负荷为 80， 上提管柱解封 ，如果不采用水力锚对管柱进行锚定和支撑 ，当注水压差较大时 ， 注水过程中产生的上顶力一旦达到或超过它的座封负荷 ， 很容易造成封隔器的失效 。 3、应用范围 用于口袋小或下部套变严重的井一级两段分注，采用地面分注，把测试工作由井下转到了地面，解决了高压测试和调配水量难题，测试成功率大大提高。 独使用时承上压能力很好，承下压能力差，为提高该类封隔器承下压能力，一般与水力锚结合使用，以抵消注水压差对封隔器产生的上顶力，减小了管柱蠕动，从而提高管柱承压能力。 四、分注井换封及返工原因分析 分注井换封及返工的原因 分注管柱失效 无法正常测试调配 油管失效 封隔器失效 其它井下工具失效 死油、垢等影响测试 层间倒灌出砂等脏物影响测试 井下工具问题影响测试 、 分注管柱失效原因分析 1、由封隔器失效导致管柱失效 、封隔器在井下的受力分析 因压力作用在密封管端面和管柱内壁面上引起 膨胀效应 活塞效应 螺旋弯曲效应 压力温度变化引起管柱受力和长度变化的基本效应 因压力作用在管柱的内外壁面上引起 因油管内、外压力作用在管柱直径变化处和密封管的端面上引起 温度效应 因管柱的平均温度变化引起 以封上注下的 卫城油田油层埋深平均在2800设封隔器在 2800m，封隔器座封压力 20水压力30 管柱受力分析计算 图 3 双球座 偏配 偏配 图 3 双球座 偏配 偏配 正打压 20柱伸长 正常注水时（ 30柱缩短 由于 以足以使封隔器自动解封或胶皮损坏。 管柱受力分析计算 对 水压差引起的活塞力 于 0此该力足以使 管柱受力分析计算 喇叭口 因此，由于高压分注井注水压力高、压力波动大，压力波动引起的油管蠕动很容易使封隔器自动解封或胶皮损坏，这也是以前高压分注工艺不成功的主要原因之一。所以对高压分注工艺必须实行管柱锚定。 目前分注采用的封隔器大部分为 于该型封隔器是无支撑、液压座封、提放管柱解封。如对分注管柱未实施合理的锚定，管柱的蠕动很容易造成封隔器解封而失效。 、 封隔器失效原因分析 、分注管柱没有实施合理的 锚定 如卫 49 井时验封及验管均合格。投捞测试发现管柱漏失，再次作业起出检查发现封隔器下部油管破裂和上部油管严重弯曲。分析其原因是由于管柱没有锚定，下部油管破裂后上下层间压差过大使封隔器上移而导致上部油管严重弯曲。 、 封隔器失效原因分析 、 封隔器质量问题 如新卫 22005年 7月 5日下入 2级 3段分注管柱 （ , 测试发现管柱漏失 ， 7月 28日作业返工 ， 起出管柱发现 注水压力的波动容易引起管柱的伸缩，一方面容易导致封隔器解封，另一方面也增加了封隔器的震动载荷从而导致封隔器失效。 、注水压力波动过大造成封隔器失效 由于部分井井筒较脏，垢等杂物沉积在反洗活塞处致使反洗活塞关闭不严。 、 封隔器失效原因分析 、井筒脏，封隔器反洗活塞关闭不严 如 2005年 5月 18 下入 2级 3段 5月 30日测试验封发现封隔器密封不严 ，怀疑封隔器反洗活塞因垢影响关闭不严 ， 于 6月 3日和 7日对该井分别用 300 6月 10日全井投死咀后从油管打压使反洗活塞重新关闭 ， 6月 13日调配后注水正常 。 2、 油管质量问题导致管柱失效 因部分井入井油管不合格，油管破裂造成管柱失效 新卫 11005年 3月 11日下封作业 ， 为一级两段分注井 （ 本次作业更换 731根 ， 733根 ， 7328根 ） 。 作业完后测试队投捞测试发现管柱漏失 ， 7月 1日作业返工 ， 起出管柱发现第 28根油管裂缝 ， 第 256根油管本体穿孔 。 部分井使用的偏配存在漏失等质量问题，造成分注井频繁换封和返工。 3、 其它井下工具质量问题导致管柱失效 、偏心配水器的质量问题导致管柱失效 卫 137井 341型 1级 2段分注管柱 ， 共作业返工 4次 ， 作业起出检查发现全部是偏心配水器漏失造成的返工 。 卫 11005年 2月 20日下入 级 2段分注管柱 ，调配测试发现偏 2以上管柱漏失 ， 3月 29日作业返工发现偏 1堵塞器漏失 。 如 005年 4月 3日下入 级 3段分注管柱，测试调配遇阻， 4月 11日作业返工发现井筒有死油和尾管砂堵。 、 测试遇阻原因分析 1、 井筒内有死油或井筒较脏，导致测试遇阻。 油管内有垢和结垢造成测试遇阻或仪器卡。油管有垢主要是目前使用的大部分旧油管检测标准过低和没有使用标准的油管规过规造成的 ;油管结垢主要是注入水的品质造成的。 、 测试遇阻原因分析 2、 油管内有垢，导致测试遇阻或仪器卡。 通过对上半年油管结垢井的分析 ， 发现更换年限不超过 1年的油管结垢比较轻微 ， 年限为 2年的结垢严重 ， 年限在 3年以上的油管结垢相当严重 。 垢对测试调配的影响 测试遇阻 测试捞不到水咀 测试工具拔断落井 测试仪器虽然可以通过，但是油管内壁的垢会通掉， 落至球座上造成洗井不通，直至作业返工。 如 卫 229005年 3月 18日下入 测试调配未成功； 2005年 5月 3日作业换封起出管柱发现最后一根油管被垢堵死 。 明 7井 2004年 8月 28日下入 2005年 6月测试队捞水咀时投捞杆卡在偏配里 。 2005年 7月 5日作业 起出管柱发现 3根油管 被 垢堵死 。 如 005年 1月 18日下入 3月测试调配未成功； 2005年 4月 19日作业换封 ， 起出管柱发现有 12根油管被脏物堵死 。 004年 10月 8日下入 2005年 2月测试调配未成功； 2005年 3月 3日作业换封 ，起出管柱发现下部 18根油管被砂垢堵死 。 、 测试遇阻原因分析 3、 停注时由于层间差异、层间倒灌，出砂及脏物等原 因导致测试遇阻 。 005年 3月 15日下入一级两段分注管柱 ， 在投捞调配偏 1时 ， 堵塞器上接头拔脱 ， 下部堵塞器留在偏 1中 ， 造成投捞失败 。 、 测试遇阻原因分析 4、 井下工具的质量问题，导致测试遇阻。 五、分注管柱锚定与卡管柱的关系分析 2%49%49%油井大修 56井次； 气井大修2井次 注水井大修57井次 2003年 1 月 月采油三厂油 、 水 、气井共大修 115井次 。 57井次的注水井大修中 ，大修的原因有以下几个方面 2%5%7%2%37%47%卡管柱造成大修 27井次 套变、套破、套管错断造成大修21井次 井下落物造成大修 1井次 下 4寸套大修 4井次 钻水泥塞、电桥大修 3井次 其它大修 1井次 卡管柱造成大修共 27井次 ，造成卡管柱的原因分类如下： 55%26%19%锚定管柱卡15井次 封隔器卡管柱 5井次 光油管卡管柱 7井次 带锚定的管柱卡造成大修的井原因分类 ： 13%20%7%60%工具原因造成大修 2井次 套变、套破、套错造成大修 9井次 油管老化、强度不够造成大修 1井次 井筒脏造成大修 3井次 结论： 实施管柱锚定并不是造成卡管柱的主要原因。 六、如何延长分注管柱有效期 严格油管检测标准，加强作业质量监督，入井油管必须刺洗干净并用标准的油管规过规。分注井，特别是高压分注井要用新油管或一级检测油管。 、入井分注管柱要求 、把好入井油管的质量关 、加强井下工具的管理，保证入井工具质量 为了防止不合格的井下工具入井，严格执行厂 2005年 2月 3日下发的 12号文采油三厂井下工具管理规定，建立井下工具质量动态跟踪管理制度，优选性能高、质量好的井下工具。加强井下工具的技术管理，加强责任和技术监督，本着谁主管谁负责的原则，实现责任与权力的统一。 、入井分注管柱要求 、优化分注管柱设计，合理配置锚定工具 管柱实施锚定是高压分注井分注成功的关键 ，由于目前存在分注管柱实施锚定容易卡管柱的误解 ，导致大部分井分注管柱没有实施锚定 ， 影响了分注管柱的有效期 。 因此我们要科学认识管柱锚定与卡管柱的关系 ， 理解分注管柱实施锚定的利与弊之间的关系 ， 科学合理的对管柱实施锚定 ， 以最大限度的延长分注管柱的有效期 。 、作业施工质量要求 、加强作业质量监督，确保作业质量 、对油管的刺洗和过规检验的监督，要保证油管必须用标准的油管规过规和入井油管的干净。 、对管柱丈量的监督，以保证管柱丈量的准确； 、对入井油管扣涂密封脂并按规定扭距上紧扣，防止油管损坏； 、对下钻过程的监督，严格控制下钻速度，平稳操作以保证施工质量； 、对校深和调整管柱的监督，以保证封隔器卡点的准确； 、对封隔器座封和验管工序的监督，以保证一次管柱座封成功； 、对更换钢圈及装井口工序的监督，确保井口密封完好。 要加强分注井重点工序的监督，以保证作业质量，特别是以下重点工序的监督： 、作业施工质量要求 、重点分注井分注前要实施刮套，保证座封井段的清洁 部分注水井由于结垢比较严重、井筒凸凹不平，一方面封隔器在下井过程中容易擦伤，另一方面座封井段不光滑降低了封隔器的使用寿命，并容易造成卡管柱。因此对重点高压分注井分注前要实施刮套，以延长封隔器的使用寿命。 、继续推广应用管柱校深技术，确保封隔器卡点准确 继续推广应用磁定位二次校深技术来校正封隔器的位置，确保封隔器卡点的准确；对于夹层小于 5米的分注井我们还要应用伽玛校深技术（伽玛校深技术的误差在 、日常管理要求 、成立分注井控躺项目组 、建议厂里加强分注井的管理工作，树立分注井躺井的观念，成立分注井控躺项目组，把分注井控躺指标分解到各个单位，每月定期考核，对控躺指标完成好的单位进行奖励，对分注井控躺指标完成差的单位进行处罚，以调动技术人员的积极性。 、日常管