宁夏油田套损井治理对策

宁夏油田套损井治理对策

造成损害的原因有很多。套筒本身的腐蚀根源在于套筒本身与套筒接触的活性介质和腐蚀条件。套筒本身由含有fe原子的金属组成。宁夏广泛分布于罗河上游。水量大，水厚，是该地区最重要的腐蚀水层。侏罗系y9和y10的矿化度很高，大部分超过100万g，l。洛河水中含有氧,油层水中含有H2S、CCO2等,因此产生电化学腐蚀;另外,随着油田不断开发,井下参数发生变化,有的油层隔、夹层坍塌,加上油田注入水长期对油层的冲刷,粘土膨胀,油层胶结被破坏或套管固井质量不合格,套管外窜槽,开采制度不合理,修井作业过程中的操作不当,都有可能造成套管损坏。概括起来分为地质因素和工程因素两大类,有些套破井则为这两种因素综合作用的结果。1挖掘机损坏分析1.1套损井的形成原因(1)因地质运动产生的应力变化是巨大而不可抗拒的,这种运动使生产井的套管损坏非常严重,会导致成片出现套损井,并且损坏程度相当严重。(2)套管腐蚀是造成套管损坏的主要原因。油田在注水开发时,油田污水中微量氧与CO2-H2S共存体系中,H2S是腐蚀的主要因素,微量氧存在能促使CO2-H2S对碳钢的腐蚀。污水中侵蚀性离子,如Cl-HCO3是引起钢铁腐蚀,特别是局部腐蚀的主要原因。在红井子油田这种损害比较突出。1.2试样腐蚀和管道磨损引起套管磨损(1)在完井过程中使用的套管质量差,抗拉、抗剪强度低,安全系数小,满足不了套管在井下长期生产过程中所受的复杂多变的外力而导致其损坏。(2)固井质量差,造成套管外漏串通,套管外侧向压力不均衡,加快套管损坏,并且套管内外双向腐蚀,降低了套管的寿命。因此,提高固井质量,增加套管与水泥的胶结强度,可最小程度的减少套管损坏。(3)在油层改造中的压裂、酸化等进攻性措施中,因未采取有效的套管保护措施,特别是实施多次措施的井,因套管长期承受高压的作用造成套管损坏。(4)修井作业对套管的损坏影响较大。频繁的井下作业使套管不断地涨缩,反复加压、卸载和磨铣等,加速了套管的损坏。(5)套管丝扣松脱,造成丝扣漏失而引起套管失效。(6)注水井高压注水,使套管长期承受高压,导致套管损坏。2修复受损井的准备套损井治理应掌握的原则是:准确掌握套管损坏的程度、位置、损坏类型,治理方式则越简单越好。近年来常用的套损井治理方法有:2.1座封方式水层深封闭机械隔采是治理套破井最常用而有效的治理措施之一,它是利用把封隔器下到设计位置后,通过不同的座封方式来封隔油、水层及套损井段,达到隔水采油的目的。常用的有以下几种方法:2.1.1座封的配合使用此工艺是将井筒处理畅通后,冲洗至井底,利用尾管支撑座封,达到隔采的目的。优点:工序简单,座封方便,可封上采下、封下采上、封两头采中间,封隔器解封后可加拔距重新座封。可与支撑卡瓦或Y211、Y221封隔器配合使用。缺点:使用油管数量大,座封不当易使油管弯曲且增加抽油机负荷,不易解封,造成井下事故。若人工井底与最下一级封隔器之间的距离大于50m,则封隔器的座封效果受到影响。要求支撑井底无沉砂。一般不得超过两级使用。在2006-2007年的修井作业中,先后有5口井因座封失效,小修队解封不成或油管拔脱,造成大修。之后在新王1等3口井采取用油管锚支撑的方式对Y111-114封隔器座封,在座封不成功的情况下可随意上提或下放一定位置,重新选择座封段而无需重新检泵座封,提高了座封成功率,即使在下次上修时,封隔器不解封,也有一定的下放空间,解决了这种封隔器解封难的问题,不但节省了油管而且节约了作业费用。2.1.2座封压力设计此工艺是将井筒处理合格后,将封隔器下至设计位置,利用液压传递的原理使封隔器座封,一般座封压力在12MPa左右。优点:工艺简单,座封方便,上修时易解封,使用油管只需下到预定位置,无需下至井底。缺点:座封需要水泥车和水罐车配合,费用较高,生产管柱在正常生产时发生的上下蠕动使封隔器容易解封,只适用于封隔油层上部套破。2.1.3下抽油杆管完井防倒灌封隔器由插管、丢手接头、密封管、封隔器、防倒灌阀五部分组成,它是将井筒处理合格后冲洗至人工井底,将封隔器下到预定位置,通过从油管内打压使封隔器座封,投球后继续打压,上提油管后丢手,将插管随同生产油管一同下入井内,插管进入密封管内对接,即可下抽油杆完井。优点:油套环空被封隔器胶筒封堵,上部水无法灌入油层,防倒灌阀中允许油层流体通过其侧孔流入油管内,故不污染油层。检泵作业时只需将插管以上部分提出,封隔器不会发生上移,下部支撑的尾管也可防止其下移,封隔器不易解封,对频繁座封井使用这项技术可谓“一劳永逸”,节约成本。2003-2005年间在2口井上应用,效果较好,有效期790天。缺点:因下部管柱长期不动,在长期生产过程中会因结垢或地层出砂埋尾管等造成卡钻,在油层堵塞或需要采取洗井等改造措施时,打捞防倒灌,造成大修。2.1.4低碳地下封隔器此工艺是用油管将可捞式桥塞下到设计位置后通过地面打压座封后脱手。可用于挤水泥、压裂、酸化和堵水等井下作业,也可用于隔采生产。优点:工序简单有效,打捞方便。缺点:只适用于封隔生产层位下部套损井段,适用范围受到限制。该封隔器费用较高,一旦有井下落物破坏桥塞顶部,会给以后的打捞工作带来困难。2002年在摆宴井两口井上应用此技术取得较好的隔采效果。2.1.5井隔采工艺技术应用效果针对采用常规封隔器隔采有效期较短,油层条件相对较好、采出程度低、套管破损程度相对较小、套管无变形的油井,同时应用常规的隔采工艺技术检泵周期短,维护费用较高的井,试验贝壳休斯封隔器隔采工艺技术。工艺原理:该工艺在井内可以达到长期座封,由于其设计内带插管的特性,可以起下油管而不影响封隔器座封效果,可以实现长期座封,可以自由起下钻,座封质量好。该工艺可以有效防止检泵时洛河水倒灌而污染油层;同时避免了后期维护的重复座封。应用效果:红井子油田红X#井经工程测井验证套管腐蚀、破损程度较高,井筒状况较差,2005年下FXY445-112防倒灌+小套管,日产油4.9t;北X#井1996年套管破损,套破时间较长,座封较困难,2005年下KDLH-114多功能阀+Y441-114封隔器防倒灌生产,日产油6.8t。2.2小套筒修复套筒沟恢复技术2.2.1次腐蚀+供应链利用型优点:座封成功率高,降低了施工难度和费用,一次座封成功可长期不动封隔器,延长了封隔器的使用周期和套损井的寿命,部分小套管出现腐蚀、穿孔后其它小套管可二次利用。北X#井自1997年3月用此座封方式至今,效果较好。缺点:油层压裂、酸化等改造措施受到限制,若有井下落物,打捞工具的使用范围受到限制。小油管容易卡死在小套管内,封隔器失效需要上大修。近几年有2口井采用小套管配合Y111、Y341等封隔器座封,也取得较好的效果。2.2.2抽油杆管压井此项技术是将封隔器和杆式泵卡座一同下入设计位置后座封,再利用抽油杆将杆式泵下至卡座处对接,对防冲距开抽。优点:检泵工作量少,一般只需起出抽油杆,适用于下泵深度大的井,且不需要专用泄油工具,减少了环境污染,一次座封成功后可不动油管,特别是解决了小套管内下小油管油杆偏磨无法解决的问题。2002年先后在三口井上进行试验,日增油6t。缺点:结构较复杂,目前尚无地面检修泵手段,造成新泵投入的费用较高,因无循环通道,对结蜡、结垢严重的井不能实施化学防蜡、防垢措施,在油井出砂或结蜡严重的井中容易卡泵。2.3化学堵漏效果2006年,用BERD-10化学柔性堵剂对红X#井堵漏成功,效果较好。该井堵漏剂候凝时间为72h,前置液和后置液分别为EX-1和EX-2。堵漏后该井已去掉封隔器生产,堵漏前正常生产时日产液4.03m3,日产油0.81t,含水76.8%;化堵后生产情况为:日产液6.83m3,日产油2.03t,含水64.6%。2006-2008年实施套管化学堵漏7口,成功率100%。日恢复产能14.5t。2.4采用斜向器辅助钻井侧钻工艺技术适用于生产井套破后因座封难度增加,但单井采出程度低,剩余储量大,开发井网失控的油藏部位的井实施侧钻,以达到恢复井网控制程度,提高油藏的整体开发效益的目的。这项工艺是在套损点以上某一合适位置固定一专用斜向器,利用斜向器的导斜和造斜作用,使专用侧钻工具在套损段或事故段以上20～30m处开窗,钻至目的层后下完井套管固井,重新射孔生产。优点是大大节约了打更新井的费用,延长了套损井的寿命。缺点是施工难度大,技术要求高,施工费用相对较高。由于在51/2套管内侧钻,下部井眼变小,给储层改造,打捞落物,下入大直径工具受到限制。宁夏油田2003年实施侧钻两口,初期日产油分别为13.85t和9.0t,目前日产油分别为1.49t、3.53t,截止2010年5月底两口井已累计产油17486t。2.5金属锚固井的工程应用工艺本技术是一种利用平台火药做动力源替代地面大型动力设备的补贴工具,该工具由悬挂系统、点火系统、动力传递系统、加固系统四大部分组成。工作时修井设备将补贴工具及重塑管投送到需修复的套损部位,点火系统引燃火药,由动力源产生的高温气体推动传动系统做功,使加固系统中的锥管挤扩金属锚,金属锚受内挤压力的作用膨胀,紧紧地贴在套管内壁上,起到固定和密封作用。当膨胀力达到一设定值后,加固系统中的释放套装置解卡,补贴工具和套管分离,套管补贴完成,修井机从作业井内将油管和补贴工具起出,完成整个补贴加固工艺,全部工艺过程必须在水泥固井的套管内进行。针对整井套管破损严重、无法找到座封段、采用常规的隔采工艺技术难以实现增产的油井,结合油藏和套管破损情况,经过反复筛选,2004-2005年共计实施套管补贴8口,日恢复产能7.5t。3机械隔采评价近几年经过采取以上套破井治理,效果明显,套破井座封井次逐年下降,不但节约了修井费用,也从一定程度上遏制了井筒的继续复杂化,减少了对套管的损伤;仅2007年就降低检泵井次82井次,单井上修井次由2.34下降为1.96,节约修井费用85万元。针对宁夏油田,本人认为:(1)机械隔采技术因应用时间长,工艺技术比较成熟,加之封隔器种类多,适用范围广,施工工艺简单,成本较低施工周期短等优点。对有座封井段的井应首先应采取机械隔采。自2007年6月,为解决斜井及因偏磨导致座封有效时间较短的问题,开始引进使用FXY341-114斜井封隔器,由于使用时间短,效果还等观察。但该封隔器设有抗阻机构,遇阻不座封,且有钢球硬扶正装置,保证了胶筒的密封性能。有望能进一步推广应用。(2)对于小套管隔采技术的应用,主要考虑整个井筒套管腐蚀严重、采用机械隔采效果不好、地层物性较好、不需要进行压裂、酸化改造措施的井应用。(3)化学堵剂工艺技术适合于全井套管腐蚀严重、且无座封段,不能采用封隔器、小套管隔采技术的井井套破段在洛河层以下,地层较致密,没有大的空隙或孔道,封堵成功率较高。(4)侧钻工艺技术适用于生产井套破后,且井下