套管窜出综合治理技术研究与应用PPT课件

1 套管窜出综合治理技术研究与应用 第三采油厂工程技术研究所 汇报人 何海全 2 目录 一 套窜现状二 套窜原因分析三 套窜治理技术四 现场应用情况五 结论 3 4 近年来 在油田开发过程中部分油水井发生套管窜动现象 导致井口装置升高或偏斜 影响正常生产 使作业施工困难 甚至造成油水井大修 5 三厂油水井套窜现状 采油三厂目前共开井923口 其中油井740口 水井183口 油层套管窜出190口 油井150口 水井40口 油井窜出比例20 3 水井窜出比例21 8 油水井套窜比例基本接近 6 按油水井所处的地理位置划分 主要分布在沧州 衡水和保定三个地区 7 油层套管窜出时带动环形钢板在表层套管焊接处开焊 井口装置升高后倾斜 两级套管连接紧固的 如用套管头完井的部分油水井套窜时拉断表层套管 油层套管窜出时与环形钢板焊接处开焊 井口升高拉斜进站管线 套窜具体情况可分为两类 第一类是油层套管窜出造成井口升高或偏斜 8 另外油套窜动导致少数油井采油树还存在随抽油机上下行程往复运动的现象 影响泵效 水井则由注水压力的差异不同程度地上下振动 9 第二类是没有发生明显套窜的部分油水井后果更为严重 易使套管某部位弹性变形 严重的将会造成套管塑性变形 10 11 12 为彻底查明套窜形成的原因 以油井宁8 3为例 从井身结构上进行分析 13 在忽略井筒内部液体浮力 流体摩阻及油井生产过程中抽汲与激动作用等因素的情况下 计算该井油管组合对油 表套的作用力 G加厚 mg 1505 4m 9 16kg m 9 8N Kg 135136 75N 135 137KNG平式 G平式泵上 G平式泵下 288 12m 9 15kg m 47 6m 9 15kg m 9 8N Kg 30104N 30 104KNG泵 mg 55kg 9 8N Kg 539N 0 539KNG筛 丝 mg 7 5 1 9 8N Kg 83 3N 0 083KNG总 G加厚 G平式 G泵 G筛 丝 135 137KN 30 104KN 0 539KN 0 083KN 165 863KN 14 这口井在生产过程中井口升高0 55m 但套管窜出时其反作用力必须要远远大于165 863KN 同时还发现在同一井场的油水井大都出现了程度相近的窜出 例如 肃宁工区的留70 363 70 364和70 376三口井油套窜出高度都在0 45m左右 宁北工区宁11 31 11 32两口井在采取控制措施的情况下也都分别窜出了0 45m和0 60m 问题一 油层套管带动生产管柱一起窜出的强大反作用力是怎样形成的 问题二 为什么同一井场的油水井会出现程度相近的套窜 15 经多次查阅资料 发现采油三厂所属油田各区块所处的地理位置存在着严重的地表沉降现象 地表沉降现状 目前 全国共有上海 天津 河北 江苏 浙江 陕西等16省 区 市 的46个城市 地段 县城出现了地面沉降问题 总面积达4 87万km2 16 当前河北省境内面积较大的下降漏斗23个 在全国18 1WK 超采地区中 河北地下水超采面积占6 6WK 面积为1 4WK 的沧州 有0 48WK 的地区形成了地下漏斗 这个漏斗与河北的衡水和附近的天津相连 使整个华北地区的地下形成无数个蜂窝状的漏斗 17 由于浅部地表层地下水的开采 使在其中的油水井表层套管下沉 而油层套管与深部地层采用水泥环相连 下沉幅度小甚至不沉 就形成了各种情况的套窜 18 三 套窜治理技术 19 结合我厂治理技术现状及技术调研情况 引进了专项治理技术 通过与现场的相结合 目前已掌握了比较成熟的套管窜出综合治理技术 1 降套工艺2 升套工艺3 纠偏工艺4 释放应力 20 1 降套工艺 以宁11 34井为例 这口井采用套管头完井 窜出高度从悬挂器上平面距套管头法兰上平面51 00cm 现场做好安全等前期准备工作 丈量数据 进行施工 21 1 割掉上部大四通与悬挂器 油套截断面与井场地平面平行 在套管头法兰上平面向下56cm处割断表层套管 2 用立式数控车床为油套车扣 螺纹规范按API标准执行 3 安装环形钢板 焊接与表套连接处 与油套连接处不焊 用水平仪测量环形钢板上平面 确保水平 22 4 该井油层套管外径为 139 7mm 考虑到受力强度 选用 177 8mm的套管 壁厚10 0mm 钢级N80 用数控车床加工油层套管承压套 长度取从环形钢板上平面到倒数第五条螺纹的距离 承压套两端车平 利用环形钢板及承压套两端面的水平最终保障升高短节连接的底法兰上平面保持水平 23 6 悬紧油套接箍 由环形钢板 承压套与套管接箍共同作用使油层套管拉伸一定的弹性伸长量 降低再次套窜的可能性 5 装油层套管承压套 并依据实际情况加装圆垫片调整合理高度 丝扣均匀缠好密封胶带或涂密封脂 24 7 升高短节两端丝扣与底法兰丝扣均缠好密封胶带或涂密封脂后 安装升高短节 底法兰及大四通完成施工 25 2 升套工艺 少数油水井由于被破坏等原因 恢复生产时需升高井口 以满足生产需要 该工艺与降套工艺类似 根据不同情况调整工序即可实施 长停井路10 26井07年8月份计划转为污水回灌井 经现场挖坑查找井位 发现井口装置及下部25cm长的套管被盗走 进行升套施工把井口装置恢复到原始状态后投注 3 纠偏工艺 由于油套窜出导致井口偏斜 但又不具备治理施工条件 无法进行降套施工的井 应用纠偏工艺进行治理 26 工艺实施前期准备 结合油层套管及套管头底法兰规格 用不同厚度的45号钢加工扶正垫5个 马851井 27 4 释放应力 结合油水井所处油田地理位置及周边油水井的套窜情况 在作业施工时 用环形钢板连接的割开环形钢板 用套管头完井的卸开外侧顶丝 施工步骤 1 卸开防窜出拉筋 2 油套继续窜出后 用修井机上提一定拉力 使油层套管产生一定的弹性伸量 根据实际高度加装不同厚度的扶正垫 开口方向相反 3 用螺栓把扶正垫与套管头底法兰连成一体 把油层套管扶正在表套中心位置 4 悬挂器下平面座在下部扶正垫上平面部位 起到支承作用 对角悬紧套管头法兰上部螺母 保障井口装置的固定高度 并适度顶伸油层套管自由段 悬紧上下部两端螺母 卸载修井机悬重 5 采油工区重联管线后投产 28 四 现场应用情况 29 为消除套窜影响正常生产及作业施工 07年共实施升 降套治理41口 油井35口 其中升套3口 同时释放应力21口 2007年井口改造统计表 现场应用情况 30 通过应用套管窜出综合治理技术 使油水井的井口高度及稳定性满足了油田开发正常注采的需要 也使再次形