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稠油热采井出产繁复题目及整改手段

日期:2019-09-29 04:16 来源: 热采品

  中文科技期刊数据库(全文版) 工程技术 2016 年 11 月 20 229 石油化工 稠油热采井生产复杂问题及整改措施 常国旭 中石化新疆新春石油开发有限责任公司,山东 东营 257100 摘要:稠油热采井注蒸汽生产过程中容易出现井口抬升、管外油气水窜、井口油汽外窜和套管损坏等各种极端复杂问题,对热采井的正常生产造成一定影响。调研了各典型油田热采井开采过程中的复杂问题,提出了预防及整改措施,希望有助于稠油热采井的高效开发。 关键词:热采井;生产;复杂问题 中图分类号:TE357.44 文献标识码:A 文章编号:1671-5519(2016)11-0229-01 稠油热采井具有蒸汽吞吐周期短...

  中文科技期刊数据库(全文版) 工程技术 2016 年 11 月 20 229 石油化工 稠油热采井生产复杂问题及整改措施 常国旭 中石化新疆新春石油开发有限责任公司,山东 东营 257100 摘要:稠油热采井注蒸汽生产过程中容易出现井口抬升、管外油气水窜、井口油汽外窜和套管损坏等各种极端复杂问题,对热采井的正常生产造成一定影响。调研了各典型油田热采井开采过程中的复杂问题,提出了预防及整改措施,希望有助于稠油热采井的高效开发。 关键词:热采井;生产;复杂问题 中图分类号:TE357.44 文献标识码:A 文章编号:1671-5519(2016)11-0229-01 稠油热采井具有蒸汽吞吐周期短、注汽频繁等特点,在高温高压环境和热应力作用下,完井套管和固井水泥环容易发生套管损坏和水泥石强度衰退等问题。同时各油田热采井年限跨度大、套管质量良莠不齐、预应力完井方式不统一,导致热采井生产过程中复杂问题频发,不同程度地影响着油井正常生产。随着热采套管、热采套管头、地锚、热力补偿器等新型热采专用工具的推广应用,各种复杂问题得到有效缓解。 1 稠油热采井生产存在问题 (1) 井口抬升。由于稠油热采井由冷采转注蒸汽开发后,套管处于注蒸汽高温高压条件下,受热应力作用,套管会在高温条件下伸长,容易出现井口抬升和上窜问题。因此,近年来,对大部分热采井进行了预应力完井,比如,采用直斜井下地锚拉预应力、水平井筛管段下热力补偿器、配合采用热采套管头等手段缓解热采井井口抬升问题。 (2)管外油气水窜。在热采井注汽开发过程中,由于固井质量差、油层套管腐蚀、地层出砂引起水泥环损坏、高压注水扰动地层应力变化、射孔震动、酸化压裂等多种原因,常常会造成热采井管外窜通或层间窜通,而导致油井含水上升,产量下降,采油速度降低,影响油油井稳产。 (3) 井口油汽外窜。热采井发生井口冒油汽现象相对较少,会给油井正常生产造成一定影响,主要受完井方式和固井质量的影响,部分热采井固井水泥未返至井口或固井质量较差导致管外窜槽,在注蒸汽和焖井后的生产过程中,可能会发生井口蒸汽外窜,甚至带出油花,造成井口油气外窜。同时,井口装置质量问题也是造成井口油汽外窜隐患之一,比如盘根密封失效、光杆外表面损伤、盘根安装质量不好等因素也会造成井口油气外窜。 (4)套管损坏。套管损坏大致可分为变形、破裂、错断和腐蚀穿孔、套管密封性破坏等,套损形式多表现为:套管缩径变形、套管脱扣、套管断裂、错位、套管破损等,套管破裂、错断、腐蚀穿孔、密封性破坏其特征常表现为套管漏失。 2 整改措施 2.1 井口抬升 井口抬升问题会对正常生产和地面输油造成一定影响,解决热采井井口抬升问题,可以从先期完井预防、采用热采专用工具和后期生产管理等方面加以防治。(1)选用高钢级热采套管。早期热采井套管主要选用 N80 以上钢级,近年来热采套管逐步推广,热采专用套管具有更高的屈服强度,技术套管和油层套管钢级基本为 P100H 和 P110H,甚至采用钢级更高的 TP120TH、TP125TT、BG125TT 和 BG120TH 等高抗挤热采套管,扣型均为偏梯扣。在高温条件下,高钢级热采套管的屈服强度大于 350℃左右温度下的热应力,热采套管伸长量明显减少,因此,采用高钢级热采套管能缓解井口抬升问题。(2)先期预应力完井预防。稠油热采井常采用地锚提拉预应力和热应力补偿器来缓解热应力造成的套管伸长和水泥环破坏,预防井口抬升问题的发生。地锚提拉预应力是给套管施加一定强度的拉应力,以减少套管高温下的热应力,防止套管蠕动,保护套管和水泥环不受破坏,减少高温下的套管伸长量;热力补偿器具有伸缩功能,一般有 50cm 左右的空行程,能吸收热变形,释放热应力,减小热、冷交变应力造成的套管破坏,使热应力缓解至套管屈服极限以内,解决套管在注蒸汽吞吐过程中产生的恶性轴向应力,缓解投产后的井口抬升问题。(3)选用热采套管头。由于热采井热注时井口会出现不同程度的抬升,更换安装热采套管头可缓解井口抬升问题。当通过热采井口往井底注蒸汽时,与井口相连接套管头的温度也会随着升高,套管会升长,套管悬挂器在壳体里可往上移动,有效消除套管因热胀冷缩而形成的应力。热采套管头虽不能从根本上解决套管柱的伸缩问题,但能减少井口抬升问题,可基本保证井口抬升量控制在 30ccm以内的生产安全。 2.2 管外油气水窜 (1)采用热采水泥浆体系,提高固井质量。目前热采井固井基本采用热采加砂水泥浆体系,水泥浆返至地面。然而在高温注蒸汽作用下,常规加砂水泥环会出现强度衰退,造成管外汽窜。建议采用抗高温水泥浆体系,通过添加抗高温稳定剂和抗失水剂等外加剂,解决水泥浆高温分层问题,提高水泥石的抗压强度、耐腐蚀性和抗窜能力,保证稠油热采井的固井质量,有效防止管外汽窜。 2.3 井口油气外窜 在后期注汽开发过程中,当井口发生油气钻窜现象,应立即关停注汽井,检查油汽外窜原因,根据实际情况制定整改措施和解决方案,防止污染环境。 (1)及时更换井口老化设备或损坏部件。定期检查维修井口设备,记录井口设备运行时间和运行状态,避免因盘根密封失效等井口设备损坏导致井口油汽钻窜问题。(2)加装全金属结构的防喷装置。全金属结构的防喷装置耐高温高压,可实现带泵注汽防喷,注汽过程中可以隔绝大部分压力和温度,更换失效盘根时能实现有控操作,注汽转抽时不动油管柱,转抽及时,减少井口油气外窜问题,大大提高注汽过程的安全系数,安全、环保、节能。 2.4 套管损坏 (1)套管柱设计的改进。依据稠油油藏的主要特征,注蒸汽井 套管柱设计是按照射孔完井和先期防砂井设计的。这两种完井方法需要考虑多方面的影响,主要是热应力变化与油井出砂这方面造成的。在进行热采井套管柱设计时,为提高安全系数。(2)稠油热采井先期防砂完井技术。注蒸汽井控砂稳油是一项最为重要的技术,其主要足防治套管破坏的。金属纤维防砂筛管足可以在直井、定向井和水平井运用最多的,并可确保提升质量,为稠油热采开发提供更好的技术保证。 3 缓解热应力的补偿工具 热应力补偿器是较为实用的工具, 它的主要作用就是为较少油层段套管因高温出现的轴向应力。它的主要主成构建包括:套管、耐高温波纹管及密封部位、保护管外管等。 稠油热采井生产过程中存在井口抬升、管外油气水窜、井口油汽外窜和套管损坏等复杂问题,其与热采井的先期完井方式、固井质量、热注保护措施和生产管理措施等方面均有密切联系,各复杂问题之间也并非孤立,管外油气水窜容易导致套管损坏和井口油汽外窜,井口抬升会导致管外油气水窜和井口油汽外窜。对于热采井出现的复杂问题,建议从先期预防、生产管理和后期防治三方面入手。 参考文献 [1]于永金,靳建洲,刘硕琼,等.抗高温水泥浆体系研究与应用[J].石油钻探技术,2012,40(5):35~39. [2]罗杨,陈大钧,尹水,等.抗高温蒸汽吞吐固井水泥浆体系研究[J].钻井液与完井液,2009,26(5):50~54.

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