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套损井综合治理对策研究及效果

2021-09-10李逵

油气·石油与天然气科学 2021年6期
关键词:套管油井变形

摘要:受储层物性、开发方式以及套管质量等因素影响,L区块油井套损严重,开井率低,影响正常生产,为此在对套损原因分析基础上,开展治理对策优化研究,包括优化套管钢级、优选防砂措施、优选潜力井治理方向等,取得较好效果,可为其它油藏提供借鉴经验。

主题词:套损井  综合治理  对策研究 实施效果

1.前言

L区块为复杂断块稠油油藏,采用蒸汽吞吐热采开发,共有油井255口,开井145口,开井率56.9%。受储层物性、开发方式以及套管质量等因素影响,2015年以来,区块套损井数逐年呈上升趋势,具体见图1,至2019年底,共有套损油井数95口,占总井数37.3%,其中套管变形35口,套管破裂38口,套管错断22口,影响日产油量180吨,同时油井套损关井停产后,影响生产井网完善程度,导致储量动用不均,为此有必要开展套损井综合治理研究,提高区块开井率及日产油水平。

2.套损原因分析

2.1开发方式影响

L区块采用蒸汽吞吐开发,部分井采用超临界锅炉注汽,蒸汽过热度30~50℃,干度95%以上,套管因反复加热、冷却,造成钢材的反复疲劳损伤,形成套损。同时热采井普遍采用全封固井,水泥环、套管的线膨胀系数及弹性模量不同,在持续高温和热应力作用下,套管产生疲劳裂纹和压缩变形,造成套管损坏。

2.2地层流体影响

地层流体影响主要表现在两方面,一是区块上部存在表层水体,深度在250~500m,水层中含盐浓度高,具有强腐蚀性,易导致套管漏点。二是酸性气体腐蚀影响,地层压力低于饱和压力时,原油中CO2、SO2等气体逐步分离出来,遇水后形成酸性溶液,与套管中铁离子发生化学反片,生成铁化物和氢气,造成套管腐蚀,同时氢原子溶入到钢中,造成应力集中,超过钢的强度极限,在钢内部形成细小的裂纹,导致套管损坏。

2.3储层特征影响

L区块油层埋深浅,成岩性差,胶结疏松,泥质含量高,加上大生产压差提液、酸压以及频繁作业等因素影响,地层出砂严重,导致上、下岩体应力平衡被打破,形成地层垮塌,套管附近围压加大,导致其变形损坏,套损位置多位于生产井段。

2.4完井因素影响

完井因素影响主要有三方面,一是固井质量影响。受水体能量大、漏失严重以及其它复杂事故影响,L区块油井存在固井质量差问题,地层压力容易对套管形成挤压,造成套管破裂;二是井轨迹影响,受钻具组合、钻井参数等不合理影响,水平井或大斜度井轨迹呈现多段连续增斜或降斜,所下套管承受载荷大,易发生套变;三是套管材质影响,L区块2015年以前多采用钢级N80、J55套管完井,机械性能能,抗压挤强度低,易发生套损。

3.综合治理对策研究

3.1提高套管钢级,延长生命周期

L区块所采用J55和N80型号套管,机械性能差,注汽过程中易变形损坏,导致注汽过程中变形严重,2016年以来,所有新井稠油热采井段采用钢级BG130TT套管完井,配套使用热力补偿器和地锚,先期提拉预应力等措施,可以提高套管寿命,延缓套变的发生。另外,对于表层水体以及主力开发目的层上、下50m内,采用TP120TH外加厚粘砂套管完井,为降低套损和水窜风险。

3.2优选防砂措施,减缓套损加剧程度

对于因出砂导致套管损坏油井,按照“防治结合”的治理思路,根据出砂类型,包括出砂位置、出砂粒径、出砂程度等,制定合理的防砂、治砂措施。如水平井出砂,采用砾石充填完井,在防砂油层部位的筛管外面空间内,填充并压实粒度合适的高质量砾石,形成砾石阻挡油层砂,具有防砂半径大、防砂周期长优点。以水平井L153为例,常规筛管完井,因套损关井,后实施侧钻,采用砂石填充完井,目前注汽吞吐8轮,平均单轮次连续生产280天,周期产油量1600吨,生产效果远好于原井眼。

3.3优选套损识别技术,加强潜力井治理

现场常用的套损识别技术为铅模打印法,作业工序复杂,不易操作,国内比较先进的是用40独立臂井径成像测井仪,能完成套管多种测试,如变形错断、弯曲与腐蚀等,准确率高,适用性强。在落实套损位置和类型基础上,通过精细地特征研究及开发效果评价,优选潜力井进行复产措施,主要有三方面,一是对于套管轻微变形,采取套管整形措施,恢复套管形状;二是对于套管破损,利用套管补贴、大修挤灰封堵漏点;三是对于严重套坏、错断,采用大修内衬和侧钻技术等。

4.实施效果

在上述研究成果指导下,2019年以来,L区块共对12口套损井进行治理,包括大修套管补贴5井次,防砂优化4井次,侧钻3井次,平均日增油60吨,阶段累增油1.8万吨。同时对3口新井完井方式进行优化,包括钻井轨迹、固井质量、套管钢级、防砂措施等,平均单井日产油10吨,階段累产油1.2万吨。

5.结论

(1)受储层物性、开发方式以及套管质量等因素影响,L区块油井套损严重,开井率低,影响正常生产。

(2)在对套损原因分析基础上,开展治理对策优化研究,包括优化套管钢级、优选防砂措施、优选潜力井治理方向等,取得较好效果。

(3)本文在套损井治理方面取得成果和认识,可为其它油藏提供借鉴经验。

参考文献:

[1] 蔡云.油井出砂机理分析及防砂措施研究[J].中国石油和化工标准与质量.2020(01)..

[2]任怀强.胜坨油田套管损坏规律及控制因素研究[J].石油矿场机械. 2006(S1).

[3] 詹逸伦.大庆油田套损井治理技术研究[J].化学工程与装备.2018(09).

作者简介:李逵,男,1985年11月出生湖北,汉族,工程师,2008年毕业于长江大学,现于辽河油田分公司安全环保技术监督中心从事井筒工程质量监督工作。

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