APP下载

青西深井封隔器坐封工艺技术分析

2017-07-12朱建斌薛玉军朱丽霞

石油工业技术监督 2017年6期
关键词:通井采油厂酸化

朱建斌,薛玉军,朱丽霞

1.中国石油玉门油田分公司青西采油厂(甘肃酒泉735200)2.中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂(甘肃酒泉735200)

青西深井封隔器坐封工艺技术分析

朱建斌1,薛玉军1,朱丽霞2

1.中国石油玉门油田分公司青西采油厂(甘肃酒泉735200)2.中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂(甘肃酒泉735200)

在油水井生产、解堵、酸化与压裂施工中,封隔器的坐封成功、密封紧密等,成为作业成功的关键保证。但有时候个别井次会出现坐封失败、提前失效以及后续解封困难等,分析与总结这些情形,提出改善封隔器坐封成功率的有效方法和使用注意事项:在下封隔器前,必须有通井工序;入井后限速平稳下钻,不得顿钻、卡钻;预先配好坐封深度;与伸缩管配合使用,做好入井前检查;根据封隔器特点及油水井状况进行解封。结果表明,其提高了坐封成功率,顺利解封封隔器。

封隔器;青西采油厂;坐封成功率;解封

封隔器是用于封隔套管与管柱环空、隔绝产层,以实现控制产(注)液,保护套管的重要井下工具。目前,除主要应用于采油、注水工艺外,最重要的就是酸化与压裂施工,实施储层改造[1]。

1 青西采油厂封隔器使用现状

自青西油田开发以来,已经陆续使用包括RTTS—Y221—114/148、MRCH—Y241—110/146、ZY541—114/146/148等系列封隔器,它们广泛应用于采油井负压采油、增大生产压差,注水井保护套管与套管头、增注措施,解堵、酸化、压裂等储层改造,在增加油井产量、扩大注水规模、提高措施有效性方面取得了较好的应用效果。

但是,在这些封隔器的使用过程中,也多次出现坐封失败、密封不严、提前解封失效,导致油井套压上升、水井泵注压力上升注水量下降,以及酸化与压裂施工时提不起压力和排量、甚至施工失败等后果。

2 封隔器坐封失败原因分析

2.1 自身因素导致坐封失败

封隔器本身有许多配件,尤其是机械配合件,对加工精度、配合公差、耐温耐压等级等都有很高的要求,特别是在青西油田油水井、措施井上所使用的封隔器,质量要求非常高。但封隔器坐封失败、提前失效、下钻卡钻、解封困难等个别情况的出现和发生,与其自身质量、强度、耐温、耐压、耐酸腐蚀等性能有直接关系[2]。例如,2012年西参一X井复合解堵时所用封隔器,下钻时遇阻,后起出检查发现一片卡瓦牙基本锉断脱落;2012年8月窿7X井新投酸化完,封隔器解封十分困难,厂技术人员现场指导也未能解卡,最后将其起出后发现一片水力锚并未收回、胶筒也已发生翻滚破烂,而该井上部是大尺寸套管,对封隔器的起下钻基本无任何影响。

此外,对近年来所使用的封隔器情况分析,部分产品并不完全适用于青西的油水井。主要是封隔器胶筒所采用的材质,不能适用于青西油水井温度梯度变化大、井底温度高、产液中矿化度高、注水井水质部分参数不达标的客观情形。

2.2 下钻速度过快

个别封隔器,在入井后,下钻速度没有掌控好,下钻过快,受到套管壁的摩擦、碰撞,在喇叭口、造斜点、井斜较大点严重受力,以及液击力作用,导致部分附件提前张开、卡钻甚至坐封。

2.3 井身结构影响

青西油田的油水井,套管也常采取多级组合形式,尤其是老井。许多井经过多年的生产,不仅大修、侧钻、打塞、钻塞、酸化压裂等大型施工损伤套管,部分井段又受地应力作用引起变形,井筒液性对管壁腐蚀,都对井身结构造成了较大影响。另外,钻井时井斜、狗腿、井眼轨迹不规则,从根本上决定了井身结构的复杂。这样使得封隔器在下钻时,由于井身结构所产生的不规则外力作用很多,甚至损伤封隔器。而对于采油措施常使用的RTTS系列封隔器,一旦受到旋转扭矩作用,很有可能使坐封机关从“L”型槽启动,导致封隔器提前坐封等情况出现。

2.4 油套管破漏

尽管每次封隔器的坐封位置基本都要通井,但通井只能检察套管内壁的完好,如果坐封位置存在管外窜槽、套管破损的情形,封隔器即使再坐封严密也无效。同时,由于青西油田开发的深入,油管问题的诟病在近些年集中暴露,而许多丝扣损伤、本体破漏等却是人工、肉眼、现场试压根本无法解决的。油套管的破漏,必然导致封隔器坐封失败、提前失效的后果(图1)。

图1 现场起出封隔器损伤情况

3 提高坐封成功率的工艺技术

通过对封隔器坐封失败、过早失效的原因分析,从现场实践的角度考虑,总结了提高封隔器坐封成功率的工艺技术,主要有以下几点。

3.1 入井前仔细检查

封隔器本身的部件之间,有的是丝扣连接、有的是铆钉或销钉,也有的是余隙配合,在运输过程中受到颠簸、挤压,很容易造成这些部件的损伤、松散。例如青1-1井所用的MRCH系列封隔器,在运抵井场现场检查时发现,一颗剪断销钉脱落。

同时,水力锚、卡瓦片、扶正块、摩擦片与胶筒,在封隔器本体上都有专门的卡槽,若有杂物落入,必定影响这些部件的功效,并且很有可能在解封起钻时造成卡钻。特别是胶筒,作为封隔器密封的核心部件,不得有任何的伤痕、杂质沾染。

3.2 通井

青西采油厂的油水井井底较深,通常都在4 200 m以上,井身结构复杂、地质状况多样,部分井地应力敏感性较强,加之建井时间早、套管使用时间长,部分井段又经多次大尺寸工具起下钻,钻塞、酸化、解堵、堵水等施工,致使套管发生变形、损伤的可能性非常大,必须在封隔器入井前进行通井,确保其顺利下入。青1-1井在2016年5月冲检大修时,在刮削、洗井完后直接下封隔器,在快到设计深度位置时遇阻,反复活动无效,只得起钻。后使用与封隔器同样尺寸的通井规(外径Φ148 mm)通井时,至此位置仍然遇阻。而在此次上修前,原井封隔器的坐封要比此位置深、通井合格,由此看出大修后此段套管受损,无法下入封隔器。通井保证了封隔器的入井顺利与安全[3]。

3.3 限速下钻

从现场多次的经验与教训总结,封隔器在入井之后,必须限速,即使是直井段也要限速,这主要与其自身结构特点有关。封隔器本身有许多“伸展”与“旋转”附件,如果入井后下钻速度过快,在管壁摩擦力、液击压力及油管负荷的相互作用下,会使摩擦片、扶正块等失效,卡瓦牙、水力锚张开,封隔器卡住、卡死的情况发生。封隔器下部通常带有的油管较少,再无其他大尺寸附件起扶正保护作用,一旦管脚在喇叭、井斜较大点发生顿钻,必然损伤封隔器。

为此,封隔器在入井后,必须匀速下入,并且下钻速度不得超过4.8 m/min(30根/时)。在封隔器接近喇叭口、造斜点、井斜较大点附近,更要放慢下钻速度。

3.4 预先配好坐封深度

这里指在地面,对油管、封隔器及其他管柱中附件要仔细丈量,配好的管柱数据中,封隔器的深度要避开坐封处的上下套管接箍,封隔器的下端面位于当根套管的中上部,与上部接箍间距不超过3 m。这样,按0.75 m/km的油管伸长变形量考虑,封隔器在下到位后,基本位于当根套管的中下部,完全避开上下接箍,无需较深曲线图,即可保证坐封位置的准确性、安全性[4]。

3.5 防止顿钻与卡钻

原则上讲,封隔器在入井之后,只得下放、不得上提(这里特指坐封处套管与起下钻处的套管一致,若是起下钻套管大于坐封处套管规格,就不存在起钻时卡钻这一问题)。在下钻过程中,要密切观察下钻速度与指重,遇到喇叭口、悬挂器等收径部位时,一定要放慢下钻速度,以免顿钻对封隔器造成机械配件损伤,以及对胶筒的刮蹭破损。如遇卡钻,不得继续施压下放,一定要即时起钻,起出封隔器后仔细检查,着重检查卡瓦牙、水力锚等[5]。

3.6 与伸缩管配合使用

青西油田的油水井较深,管柱中尾管底端很接近油层顶界,为了更好地发挥封隔器功效,增大生产压差促使地层产液尽快进入油管排出,提高酸化、压裂时的施工有效性,封隔器要求下得越深、越接近产层、施工层时越好。封隔器下得较深,油管本身的伸长变形,对其影响就越严重。同时酸化、压裂时施工压力很高,造成油套压差大、封隔器上下端面受力不均,尤其是Y241系列封隔器在投球打压坐封封隔器时,液柱负荷、井口压力较高,必须利用伸缩管的功能抵消外力对封隔器的作用伤,起到保护封隔器、提高坐封成功率的作用(图2)。

图2 现场封隔器与伸缩管

此外,在下封隔器时,要提前掌握该井的液面、漏失情况。若液面较低,在坐封时必须提前补足液面;若是RTTS旋转上提坐封,也要根据液面情况,适度调整旋转圈数、上提距离与坐封吨位。酸化、压裂时,使用新油管或专用油管,在注水井适当提高封隔器位置等,都可提高封隔器使用效果。

4 封隔器解封方法

根据封隔器类型和机理,目前青西采油厂常用的解封方法主要有两种:①上提解封;②压差解封。

其中包括RTTS、MRCH系列,都是上提拔钻即能顺利解封,并且上提负荷在500~600 kN之间,最高750 kN(均指悬重)。若上提遇卡,可采取反复活动、适度旋转方法,必要时可加深下放一段距离再上提等方法。

压差式解封,主要指目前广泛应用于酸化、压裂措施管柱、不带反洗阀的ZY541-Y241系列封隔器。正常情况下,先放油压、再放套压后,便能解封,即只要套压高过油压一定值就解封。若放完压后未解封,可采取反洗井迫使其解封。

需着重指出的是,个别封隔器解封困难,是由于该井地层漏失严重、套管液面较低以及套管破漏,致使作用在封隔器上的油套压力不均、液柱负荷较小。对此,可采取解封前先大排量反洗井补足液面、平衡压差,这样就能顺利解封封隔器。

5 认识与结论

1)封隔器坐封失败、提前失效,与自身质量因素固然有关,但下钻速度过快、井身结构影响,以及油管漏、套管窜槽等对其都有严重影响。

2)在下封隔器前,必须有通井工序,特别是对于修套、大修、钻塞、刮削完,下封隔器前一定要通井。

3)封隔器在入井之后,下钻速度一定要均匀、平稳、受限,在喇叭口、造斜点、井斜较大点更要放慢下钻速度,不得顿钻、卡钻。

4)对与封隔器配合的油管、井下附件等,在入井前要仔细检查、丈量准确,事先要配好坐封位置。

5)封隔器在解封起钻时,如果遇卡,一定要根据封隔器本身特点及油水井状况进行处理,不得盲目硬拔。

[1]吴奇.井下作业监督[M].2版.北京:石油工业出版社,2003.

[2]吴奇.勘探与生产工程监督现场技术规范(井下作业监督分册)[M].北京:石油工业出版社,2009.

[3]王胜启,高志强,曲兆峰,等.井下作业监督案例汇编[M].北京:石油工业出版社,2010.

[4]赵源浦,李会会,谢进,等.套管封隔器完井试油期间失效因素分析及对策[J].石油工业技术监督,2016,32(4):52-56.

[5]刘虎,王军,王学成,等.雁木西油田层间封固技术的研究与应用[J].石油工业技术监督,2016,32(9):63-66.

In the production,plug removal,acidizing and fracturing construction of oil and water wells,the successful sitting and tight sealing of packer become the key to the success of construction.But the sitting and sealing failing,the early failure and the difficult seal⁃ing relieving of packer have occurred sometimes.Based on the analysis and summary,some effective measures to improve the success rate of the packer sealing are put forward:there must be a drifting procedure before the packer getting into well;after the packer getting into well,must limit the trip-in speed,avoid impack and sticking of drill pipe;design reasonable packer depth;packer is used together with telescopic pipe,and inspect the packer before it gets into well;remove packer according to the characteristics of packer and the con⁃dition of oil well.The application results of the measures show that the sitting and sealing success rate of the packer is increased,and the packer can be smoothly removed.

packer;Qingxi oil production plant;success rate of sitting sealing;sealing relieving

�梅

2017-04-07

朱建斌(1984-),男,主要从事井下作业监督与井控管理工作。

猜你喜欢

通井采油厂酸化
中国石油长庆油田分公司第六采油厂
陕西延长石油(集团)有限责任公司靖边采油厂
井下作业试气工艺技术的探讨
10 Threats to Ocean Life
海洋酸化之时间序列研究进展
实际井眼中的通井底部钻具组合评价与应用
水井测试之通井系列工具设计及应用
采油厂的安全监管理念分析
浅论水平井压裂酸化技术的改造
高精度对接连通井技术——钻孔地下的“导航”