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文档简介

气井作业工艺技术

大庆井下作业分公司二○○七年五月第一节采气工艺

大庆油田公司井下作业分公司

一、气举排水采气工艺气举排水采气工艺是借助外来高压气源或压缩机排出的高压天然气注入井内,通过注气点与原井筒内液体混合,降低井底回压,增加生产压差,同时也增加气液的流速,从而提高天然气的携液能力,达到排水采气的目的。按气举装置的类型可分为开式气举、半闭式气举和闭式气举三种,如图所示。

1.气举工作原理是按U形管顶替井液的流动机理,在气井的卸载阶段,当注入气进入油套环空时,预先调试定压的气举阀在注入气压力的作用下被打开,气体经阀孔进入油管,卸载阀以上的液柱被顶替至地面。这一过程从顶阀开始,由上而下各阀依次打开卸载,直至工作阀露出液面为止。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

2.工艺特点对斜井、中深井、出砂、结垢、腐蚀介质、气液比变化大的并均可实施该工艺。可多次重复启动,与投捞式气举装置配套,可减少修井作业次数。不影响采气资料的录取,工艺简单易操作,经济效益高。借助连续油管可任意调节气举深度,控制井底回压。

3.适用范围注气压力受限于地面供气设备能力。排液量:正举100~500m3/d用,反举最高可达900m3/d。

适用介质:含H2S的出水气井或卤水井。采用半闭式气举,地层压力可降至10MPa以下。掏空深度受限于套管抗外挤强度。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

4.气举设计气举设计的技术要求是:阀的位置及其间距,即需要从上而下确定顶阀、卸载阀和工作阀的位置及其间距。这些阀的作用在于:顶阀:初期卸载,以降低注气启动压力。卸载阀:工作阀以上压井液柱的卸载,排空。工作阀:注气点以上持续卸载,正常举升或诱喷,维持正常生产。底阀:对于深井和高产液指数的井,安置备用阀,加深排空深度。顶阀及其余阀的安置深度可用通式表示如下:第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

5.作业步骤(1)压井。(2)油套压放空,卸井口装置,试提管柱。(3)安装封井器。(4)起油管作业。(5)按施工设计书要求调配管柱。

(6)调配好的井下管柱(包括工作筒、封隔器和其他井下工具)用测长仪或钢卷尺测量,进行三次丈量、一次复核,每1000m实际累计长度与丈量误差不应超过0.2m。(7)封隔器和其他井下工具的规格、型号应符合施工设计书的要求。(8)将气举阀按下井顺序安装在工作筒上,螺纹连接处应使用密封带。(9)下井前应检查油管、气举阀、工作筒、封隔器和其他井下工具,各部分应无机械损伤、变形,连接螺纹应完好。

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5.作业步骤(10)下气举管柱作业。(11)管柱螺纹应清洁,连接时应缠密封带,若采用密封脂,应均匀涂在外螺纹上,以防止流入油管内堵塞气举阀或工作筒进气通道。(12)对于有定位螺钉的井下工具,在上、卸螺纹时,应注意搭放管钳位置,防止扭断定位螺钉。(13)下管柱时应操作平稳,不顿不碰,以保护气举阀。

(14)下封隔器时速度应低于1.0~1.2m/s,且操作平稳。(15)当封隔器下到设计位置时,进行坐封。坐封方式、坐封载荷应按所使用封隔器的技术要求进行。(16)坐封应避开套管接箍位置。(17)验封封隔器。(18)按施工设计要求安装井口装置。

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6.作业监督要点(1)气举阀和工作筒应按照设计和调试的型号、编号及下井序号在地面组配好。(2)气举阀和工作筒的螺纹应完好,注气通道畅通。气举阀外螺纹需先缠四氯乙烯带再装上工作筒扭紧,确保密封不漏气。(3)将丈量并编号的油管顺序下井,使气举阀、封隔器等井下装置的实际深度与设计深度之差不超过上5m。(4)连接油管的螺纹脂必须均匀抹在外螺纹上。(5)下油管操作应平稳,不碰不挂,保护气举阀。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司二、柱塞排水采气工艺在气田开发的中后期,常会遇到气液比高,井底压力低,产液量小,自喷能力弱的气井,它的产气速度不足以带出井筒内的全部液体,从而导致井底不断积液,产量降低很快,不能维持正常生产,为排出井底积液,提高油气藏开发效果,生产通常采取了间隙生产的方式,那就是当井底积液积到一定高度时关井。关井后,油套环形空间开始储气,套压逐渐升高,待套压升高到可以举升油管内的液体时开井。这样油管内液体被环室内的高压气体携带到地面,从而达到了排液的目的,维持了井的生产。第一节采气工艺

1.工艺原理及流程柱塞气举就是在上述举升原理基础上,把柱塞作为活塞,整个油管为长冲程泵筒,在举升过程中,依靠本井自身产出的气作为工作能源,使柱塞在油管内的卡定器与防喷管之间作周期性的上下移动。柱塞作为液体和举升气体之间的固体界面,起密封作用,以防止气体的窜流和减少液体滑脱,提高了举升效率。整个系统工作由地面时间或压力控制器控制气动薄膜阀开关井完成,当地面控制器控制气动薄膜阀关闭生产管线时,柱塞在其重力作用下在油管内下落,下落至油管卡定器处,撞击缓冲弹簧,此时液面也开始上升。当套管压力恢复到一定值时,控制器控制气动薄膜阀打开,随着气的产出,油压下降,套管气体迅速进入油管.再加上地层的产出气,推动柱塞及其上部液体上升至井口,液柱被排出,套压降到一定值,油管通道关闭,完成了一个运行周期,开始下一个循环。l一时间或压力控制器;2一薄膜阀;3一缓冲器;4一捕捉器;5一柱塞;6一缓冲弹荣;7一卡定器;8一坐放短节第一节采气工艺

2.适用条件及范围柱塞气举是一种从低产气井中排除积液,恢复和增加天然气产量的方法。当井底压力下降到一定值时,气井开始产生较大的液体段,这将需要间歇开采,以便清除油管内积聚的液体。因此,杜塞气举适用于出水初期或水产量小,气液比较高的气水井或间歇生产井。经验数据,最大水产量小于47.7m3/d,气液比大于534m3/d的气井就适合于柱塞工艺。适合柱塞工艺的井还应考虑其他几个条件:(1)油管内没有内径变小的地方。(2)回压:通常油管压力、气量和嘴子尺寸决定了对井的回压大小,一般嘴子大和油压低时,柱塞效率就高些。(3)井中没有下封隔器,带有封隔器的井比没有封隔器的井,排除积液需要的气量要增50%。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

3.设计方法柱塞的运行参数主要是指柱塞每周期的运行时间和每天运行的周期数。通常,柱塞的运行数与柱塞的结构、以及井的压力恢复有关,而参数设置是否合理直接影响活塞的举升效果,目前活柱塞气举排水采气参数的设置多采用现场试验法。利用现场试验的方法来确定活塞的运行参数,具有既直观、又简单易行的优点。具体步骤如下:

1)活塞下行时间的确定(1)首先,根据活塞的结构类型假设一个关并时间,然后关闭气动薄膜阀,打开手动捕捉器,让活塞在井筒内下落。(2)待关井时间达到预定值后,打开气动薄膜阀,注意观察活塞上升至井口的时间,以及这一周期活塞举升的液量,并记录下来。(3)将假设的关井时间延长或缩短,重复第一步和第H步的试验,直到在不同的关井时间下,开井生产时柱塞上升至井口的时间和所举升出的液量基本相同为止。最后选则一个较短的关井时间作为柱塞的下行时间。

2)开井生产时间的确定在柱塞气举的排水来气中,开井时间的确定除考虑柱塞上升到井口的时间外,还应考虑天然气的产出和油压的变化情况。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

4.主要设备(1)井下部分:柱塞、缓冲弹簧、卡定器。(2)地面部分:带捕捉器的防喷管、控制器、节流阀、气动薄膜阀。(3)柱塞。任何柱塞都必须具有三种特性:杜塞工作的高度具有重复性、抗冲击和磨损,以及不被卡在管子里。它是整个工艺的心脏。柱塞的类型很多,现在使用的是金属膨胀式柱塞,举升过程中密封性能好,缺点是下落速度慢。(4)缓冲弹簧:安装在卡定器的上面,用以缓冲柱塞下落时的冲击力,此弹簧顶部带有打捞头,起下投放方便。(5)卡定器:柱塞下行的最低位置,它是一种带卡瓦的工具,可采用钢丝作业,将其卡在油管内任意位置。(6)防喷管:安装在井口主阀上部,一般有三个主要元件:①安装在顶部的缓冲弹簧和撞冲板。②柱塞捕捉器。③易于拆卸的顶部。(7)控制器:有时间控制器和压力控制器两种,它们分别以时间和压力来控制气动薄膜阀的开关,现在使用的是时间控制器,此种控制器控制管路中的气源,要求用氮气。(8)节流阀:通过节流限制流量来消除孔板流量计图表偏离。(9)气动薄膜阀:安装在注气或出油管线上,利用控制器来的低压气,控制气动阀定时打开或关闭。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

5.施工步骤及技术要求

1)通油管(1)安装绳索作业防喷管装置,用吊车安装。(2)对于62mm油管,采用59.7mm通井规通至规定深度,只有在通井顺利(无卡、阻)的情况下才能进行下一步的过程,否则就要进行下作业,更换掉通不过的油管,然后继续通井,直至合格为准。

2)下卡定器用钢丝绳作业车在加上井下作业工具的情况下,按如下步骤把卡定器放入井下预定深度的油管内:(1)将下震击打捞工具内的剪切铝(或铜)销针安放好。(2)将钢丝末端系在带打捞头的绳帽上,联结加重杆,机械或液压震击器以及下震击打捞工具,注意绳索工具连接螺纹必须上紧。(3)匀速下放工具串,防止中途坐卡,如果出现这种情况,则上提解卡后继续下放,直至预定的深度。(4)上提约20m后,全速下放设备串,如果超过预定深度5~10m都没坐卡,则重复这项工作,直到坐卡为止。(5)上提约20m后下放,探定卡定器的实际坐卡位置。(6)取出工具检查,看是否确实将卡定器下人井下。

3)投缓冲弹簧(1)如果油管内卡定器上部液柱高,可将缓冲弹簧直接投入井下,如果液柱低于152m,可用钢丝把缓冲弹簧下至液面以下,通过震击,释放弹簧。(2)探测缓冲弹簧是否到位。

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6.作业监督要点

1)活塞类型选择活塞的类型大致可分为:刷式、金属膨胀式、摆动垫圈式、动密封式等类型。由于不同类型活塞的结构不同,从而导致了它们在实际运用中的差异。在对刷式和金属膨胀式活塞的试验中发现:刷式活塞的下落速度较金属膨胀式活塞的下落速度快。刷式活塞在关井后30min即可下行到卡定器位置,而金属膨胀式活塞则需2.5~3h方可下行到卡定器位置。活塞的下行速度直接关系到活塞运行参数的设置。因此,在实际的运用过程中,究竟使用哪种结构的活塞要根根井自身的具体情况来确定,一般来说,压力恢复较快尚有一定自喷能力的并应采用下行速度较快的柱塞,而压力恢复较慢的井则采用下行速度较慢的柱塞。

2)高矿化度产水井的防垢在高矿化度的产水气井中,随着气井的压力、温度等热力学条件发生变化,使原有的平衡打破,从而导致CaCO3、CaSO4BaSO4过饱和析出,附着在油管的内壁上,阻碍活塞运动。因此,应每隔一个月抓取出活塞,然后刮削通径,清除附着在油管的内壁上的垢块,确保活塞的正常运行。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司三、机抽排水来气工艺

1.工艺原理及流程机抽排水工艺技术是目前水淹气井开发中后期,减缓气井产量递减的重要手段之一。在需要排水的气井中,首先将有杆深井泵连接在油管上、下到井内适当的深度,将柱塞连接在抽油杆下端,通过安装在地面的抽油机带动油管内的抽油杆不停地做往复运动,将地层和井筒中的液体从油管排到地面,井筒中的液面将逐渐下降,结果降低了井筒中液体对气层的回压。产层气则向油管及油套环形空聚积,当套压超过输压一定值后,即可将套管内的天然气通过地面气水分离器进入集气干线,这样就实现了气井抽油机排水采气的目的。气井排水采气的工艺流程与采油的不同点在于油井是油管采油,气井是油管排水,油套管环形空间采气。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

2.适用范围(1)适用于水淹气井和间喷井。(2)日产水量10~100m3的井。(3)泵挂深度:小于2500m左右。(4)压力:①目前地层压力2.4~26MPa。②变产后套管压力1.5~20MP。(5)温度:小于100C。(6)腐蚀介质:①矿化度(或CI含量)10000~90000Mg/L。②二氧化碳115g/m3。③硫化氢:不含硫管串适用于0~300mg/m3的低含硫气井,防硫管串基本适用于26g/m3以下的含硫气井。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

3.作业施工步骤和技术要求(1)井口油套压降为零以后拆开井口装置。(2)将检查准备好的沉砂管、砂锚或井下分离器、深井泵、油管串顺序依次下井后再将柱塞、抽油杆下入井内。(3)连接油管及抽油杆时,螺纹密封脂抹在外螺纹上且不应过多。(4)下油管串时,操作平稳,防止碰挂,打好被钳,扭紧螺纹,余扣不超过2扣。(5)下抽油杆时,打好被钳,扭紧螺纹,用作业车吊起杆串,然后慢碰泵,并在防喷盒上端光杆上标志。

(6)上提防冲距,一般泵挂1000~1500m,防冲距提0.2~0.3m,在防喷盒上端光杆上装好方卡,上紧螺栓。(7)调好驴头位置,放到下死点,将光杆装入旋绳器内,在旋绳器上方光杆处装好方卡及专用卡,用专用固定扳手扭紧螺栓,卸掉旋绳器下部方卡。(8)在上端装好接箍。(9)下泵中途需停顿作业时,必须盖好井口,以防落物入井。(10)开机试抽,出水正常为合格。

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4.作业施工监督要点(1)气井放喷降压后,要稳定48h方能施工。(2)根据气井放压情况,准备适量的清水压井。(3)若需探砂面、捞砂,在整个施工过程中,指重表都应接好和核准。(4)检查油管、抽油杆必须仔细,清洗必须干净,不合格者不得下井。(5)严防棉纱手套、螺栓、泥砂等污物掉入井中。

(6)作业中防冲距不能过大,大了柱塞易掉出泵筒,小了又要碰泵。一般泵挂1000~1500m,防冲距提0.2~0.3m。(7)起下钻时操作要平稳,不能猛刹猛放。(8)作业期间,井口周围50m以内不准吸烟和有明火。(9)泡沫灭火车要完好能用,并放在合适位置。(10)注意人身安全,严防事故发生。

第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司四、电潜泵排水采气工艺

1.工艺原理及流程变速电潜泵排水采气工艺是采用随油管一起下入井底的多级离心泵装置。它是将水淹气井中的积液从油管中迅速排出,降低对井底的回压,形成一定的“复产压差”,使水淹气井重新复产的一种机械排水采气生产工艺。其工艺流程是在地面“变频控制器”的自动控制下,电力经过变压器、接线盒、电力电线使井下电动机带动多级离心泵做高速旋转,井液通过旋转式气体分离器、多级离心泵、单流阀、泄流阀、油管、特殊采气井口装置被举升到地面排水管线,进入卤水池计量并处理;井复产后,气水混合物经油、套管环形空间、井口装置、高压输气管线进入地面分离器,分离后的天然气进入输气管线集输。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

2.适用范围

1)气藏排水采气将变速电潜泵用于边水、底水水体封闭的产水气田的气藏排水。通过强排水,达到控制水侵,阻止边底水干扰气井生产,从而达到延缓气藏的综合递减,提高有水气藏的最终采收率。

2)单井排水采气将变速电潜泵用于复活各类水淹并,特别适用于那些产水量大(100m3/d以上)、扬程高(1500m以上)、单井控制的剩余储量大的水淹气井复产。通过强排水,降低井底回压,使这类“气水同产井”保持足够的“生产压差”生产,实现边排水、边采气的目的。

3)电源井场必须具备电源(高、低压网路均行)。

4)井底温度目前国产变速电潜泵机组使用温度小于120℃。国外进口变速电潜泵机组使用温度小于149t。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

3.作业步骤及技术要求

1)井下作业准备(1)设备检查。在作业之前,应对所有送到井场的设备仔细检查,保证设备的类型、尺寸符合设计要求,并逐件排列登记。(2)套管检查。用外径大于机组最大轴向投影尺寸5mm的“通径规”通井至电动机安装深度以下20m,若发现套管存在任何紧张点,则必须在设备下井前采取适当措施予以消除(如使用套管刮削器等)。(3)井口检查。在井下作业之前,应检查套管法兰与井口装置通径内是否有毛利,若有必须予以清除,以免损伤下井设备或挂住电缆卡子。(4)井下、地面设备检测:①检查花键套连接是否正确无误,盘轴轻快,连接螺钉是否紧固。②检查电动机、保护器注油是否适当,排净了腔内空气,各密封部位(装“铅垫”和“O’型图处)有无渗漏。③检查小扁电缆护罩、电缆卡子安装位置是否正确,松紧度是否适当。④设备下到设计深度后,其电气参数测试数据应符合规定的范围。⑤地面的气水分离器、输气、输水管线和计量装置的安装应符合排水采气工艺设计书要求,吹扫试压合格。

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4.作业步骤及技术要求⑥电潜泵采气井口装置通气检验,无渗漏。⑦控制箱安装垂直牢固,便于安全操作。所有接线正规,螺钉连接牢靠,符合GBJ232-82的规定。⑧变压器挡位调节正确,接线、接地正规、牢靠,符合GBJ232-82的规定。⑨井口至接线盒和控制箱的接地线连接牢靠,接地电阻小于4Ω,其多股导线的截面应大于10mm2。⑩控制箱空载调试检查,各种保护性能可靠。若控制箱为“变频控制器”,除做空载调试检查外,还需按输出功率要求进行短路试验。控制箱应调整好过载和欠载整定值,通常过载整定值调到“电动机额定电流”的110%~120%,欠载整定值调到“电动机额定电流”的70%~80%。⑾PHD或PSI地面二次仪表的调校准确,显示正常。

2)下井作业设备下井顺序按带PSI(PHD)电动机、保护器、气体分离器、泵的顺序依次下井。安装过程按SY5167.4-87执行。

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5.作业监督要点(1)在起吊设备前,应对起重工具(专用吊卡、吊链、吊钩等)进行仔细检查,确保操作安全。(2)吊起下井设备时,需用绳索稳定尾部,慢慢提起,操作要平稳,严防碰撞,防止电动机变形或损伤。(3)当下井设备起升到井口上方悬吊就位,并准备与其他部件对接时,方可卸去保护帽。对接过程中,应盖住井口,严防螺钉、螺帽等物落井。每个单机部件在对接前后都应进行盘轴复查。(4)卸下的保护帽和螺钉应放入金属箱内,妥善保管。(5)在设备下井过程中,不允许将已连接好的或部分连接好的设备立在井架中,以免损坏设备的对中性。(6)严禁用带刃的工具装取“O”型圈。安装“O”型圈、花键套和连接法兰时,应用油清洗干净,并仔细检查,有损伤应及时更换。

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5.作业监督要点(7)设备下井过程中,应使管串始终处于井口中心位置,起下操作要平稳,严禁猛提猛放,以免损坏设备,碰伤电缆。(8)起下油管时,必须打好背钳,防止井内油管转动造成电缆打扭或缠绕油管,并防止油管吊卡碰伤电缆。起下油管速度应控制在20~25根/小范围内。(9)电缆下井时,小扁电缆应该加护罩,下井操作中应使电缆滚筒和导向轮之间的电缆始终保持适度的松驰状态,以从滚筒放出的电缆接近地面为宜。(10)在泵上方第二根油管上应连续绑扎5个电缆卡子,作为安全卡子。在每根油管的中部和接箍上方0.3~0.5m处各打一个电缆卡子固定电缆。绑扎电缆卡子时,应牢固结实,松紧度以刚使电缆销铠微微变形为宜。(11)电缆接头处不应绑扎电缆卡子,应在靠近接头的上下方绑扎一对电缆卡子,使电缆负荷不传给电缆接头。(12)设备下井过程中,每下200m油管测量一次电缆与电动机的相间直流电阻值和对地绝缘电阻值,做好记录。带有PHD装置的电潜泵,严禁用兆欧表测对地绝缘电阻值,可使用万用表测量。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司五、射流泵排水采气工艺

1.射流泵的结构及工作原理最简单的射流泵如图所示,其工作件是喷嘴、喉管和扩散器等。’喷嘴是引擎,喉道是泵。泵送是通过两种运动流体的能量转换达到的。地面泵提供的高压动力流体通过喷嘴把其位能(压力)转换成高速流束的动能。喷射流体将其周围的井液从汇集室吸入喉道而充分混合。喉道是一入口很平滑的直圆柱孔眼,其直径大于喷嘴直径,这样才能使动力液周围的井液进入喉道。在喉道中混合时,动力液把动量传给井液而增大井液的能量。在喉道末端,两种完全混合的流体仍具有很高的流速(动能),此时它们进入扩散管,通过流速降低而把部分动能转换成压能,流体获得的这一压力足以把自己从井下返到地面。

2.适用范围(1)总排液量:16.0~1900.0m3/d;(2)举升高度:450~3050.0m;(3)地面泵功率:22.0~460.0kw。l一动力液;2一油管;3一套管;4一喷嘴;5一汇集室;6一喉道;7一扩散器;8一混合合出液;9-井液第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

3.作业步骤及监督要点(1)放喷降压,使油、套压降为零。(2)测静液面深度。(3)拆井口,起出井内原管串。(4)捞砂:彻底地捞出井底沉砂。(5)刮管:按设计要求进行刮管。(6)通井规通并、油管试压。用钢丝投捞工具将哑体座在射流泵壳体内,用压裂车(或其他液压设备)向油管内注清水并加压到30MPa或按设计要求,稳压15min,压降不超过0.5MPa为合格。(7)起通井管柱,按要求吊灌清水。(8)下工艺管柱:①管柱组合(自下而上):死堵十筛管十封隔器十安全接头十射流泵井下装置(含可取式固定阀)十油管。②要点:螺纹上紧;封隔器避开套管接箍;下管柱操作平稳,速度均匀,不得猛提猛放;每一立柱(3根油管)纯下放时间不少于45s或每单根不少于20s。第一节采气工艺大庆油田公司井下作业分公司

3.作业步骤及监督要点(9)按设计坐封封隔器、装井口和井口控制阀。(10)验封:按设计要求检查封隔器的坐封情况。将油管、油套管环空灌满清水至井口,并加压10MPa,稳压15min,压降在0.5MPa内,则可视为封隔器坐封合格,尔后捞出哑体。否则,应重新坐封。(11)按工艺流程安装地面设备、连接地面管汇,并固牢。(12)安装并校正各种记录仪表(流量计、压力表、温度计等)。(13)按设计要求调节组装好井下射流泵,射流泵入井,启动地面泵开始试验工作。(14)取全取准有关资料,特别是动力液的压力和注入量、排出液体的压力和液量及温度、产出气量及变化、立罐和卧罐压力、输气压力、工作时间,以及特殊情况的说明等资料。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司一、玻璃钢油管作业玻璃钢管是一种高分子的复合材料,它具有重量轻、耐磨蚀的优点,在国外大多数的油气田得到了广泛的应用。近年来,我国也逐步开始应用,并从玻璃钢管的防腐蚀性能中获得了一定的经济效益,解决部分含硫气井油套管的腐蚀问题。

1.油气工业用玻璃纤维管对材质的要求油气工业用管材不仅处于腐蚀介质,而且还处于一定的温度环境下。管材按使用环境可分为高温高压腐蚀环境(油管、套管、注水管)和低温低压腐蚀环境(出油管、油气集输管、污水管)等,循环工作压力小于6.9MPa、温度低于65℃的环境称为低温低压环境,反之称为高温高压环境。应用于油气工业的玻璃纤维材料不仅要具有良好的抗腐蚀性,而且要有足够的物理性能,承受其压力与温度环境。由于玻璃纤维管中的基体树脂是直接与流体接触,起着抗压缩功能,因此,在使用玻璃纤维管时必须依据油气环境要求进行选择,确定选购管材的压力等级,并对管材的树脂予以正确选择。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司

2.石油工业专用玻璃钢质量检验标准石油专用玻璃钢管由于使用环境的特殊性,因而对其性能的要求和质量的检验方法都不同于常规的管材。从20世纪60年代开始,美国石油学会就十分重视石油工业专用玻璃钢管的规范工作。经过近20年的时间制定了API规范,即:(1)APISpe15LR《低压玻璃纤维管线管规范》。(2)APISpe15HR《高压玻璃纤维管线管规范》。

3.玻璃钢油管的技术规范玻璃钢生产厂家在制造玻璃纤维管时,由于采用的设备、工艺技术等不尽相同,生产出的产品质量、技术指标都执行API标准,在API标准中规定了产品技术指标的上下限值,在它允许的范围值内是合格的。按玻璃纤维钢管的压力等级不同,可分为以下三类:(1)低压管,最大压力小于5.5MPa;,用于低压面输选管或电缆线导管。(2)地面集输管,压力等级2.1~21MPa,用于地面集输管。(3)油气井生产管,套管压力等级6.9~24.1MPa,用于油气井生产管。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司

4.玻璃纤维油管作业与保护要求

1)包装、运输及装卸(1)包装:在玻璃纤维管的运输、装卸和储存过程中,应对其管子和连接部位进行包装,对内外螺纹进行护丝保护,以免在运输中造成接头螺纹的损坏。采用内外护丝应能隔绝外来的物质对管螺纹的管体内的影响。(2)运输:玻璃纤维油管螺纹经精密加工,没有钢管那么坚硬,因此需要小心搬运。运输时应在有护丝保护螺纹条件下搬运。运输时应在有包装箱或采用平板拖车,保证管子不悬空、不松动,预防管子弯曲与擦伤。(3)装卸:在装卸玻璃钢纤维管时应确保管子螺纹保护完好,本体无损伤,下车时应一根一根地搬运,不能从车上往下推。吊装管子时应用编织布带或布带式的吊装卸货。(4)储存:管子不宜直接放在地面上,铁轨或钢架或水泥地面上,在底层及层之间使用木条,以防管子损伤或移动,支撑木条的水平距离为2m,管子堆放不过高,以保证安全,并且便于检查和装卸。

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4.玻璃纤维油管作业与保护要求

2)安装(1)下井前的准备与检验。下井前应对玻璃纤维油管进行外观检查。接头螺纹和接箍接头的管子在安装时推荐使用标准吊卡。对于整体接头式安装,推荐使用卡瓦式吊卡,这是由于整体油管重量超过2269kg时将有可能卡入标准吊卡中。对接油管时应使用玻璃钢专用扳手,钢质的扳手作背钳,带钳作操作钳,严禁使用管子钳。其次在接钢质工具时应先用钢质短节拧在工具扣上,然后卸下来,这样可清除工具螺纹毛刺,避免损伤玻璃钢油管螺纹,凡与玻璃钢油管相连的钢质螺纹,都要如此处理。(2)螺纹对接,上紧与下井:①螺丝对接前应取下油管螺纹护丝。②清洗螺纹,并检查螺纹是否完好无损。③螺纹对接前将足够的专用螺丝脂均匀涂敷在外螺纹上。④螺纹对接后用于力上紧接头,缓缓加大扭矩。⑤下井时应清楚井底情况,油管下放不宜过猛,平稳操作。(3)油管的起出。当玻璃钢油管要从井中起出时应谨慎操作,以确保油管自由出井,司钻操作要注意指重表,警惕井下有卡阻现象,若遇卡阻现象,上提拉力不要超过油管额定拉力的70%。

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5.玻璃纤维营故障(损伤)原因(1)强度和寿命选择不当。(2)工厂或现场检验不充分。(3)野蛮装卸和运输。(4)螺纹无护丝保护。(5)吊装使用工具不当。(6)起下作业程序不对。(7)压缩和伸拉载荷交替反复次数过多。(8)温度和压力作用引起的膨胀和收缩。(9)措施作业超过管子压力等级。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

1.连续油管打捞作业

1)打捞作业设计在进行连续油管打捞作业设计时,应从如下几方面进行设计:(1)根据成功概率对成本进行估算。在进行打捞作业之前,有关人员应首先评估和判断连续油管施工与常规施工相比成功的概率如何,进行成本比较,以成本和成功率这两项为基础,对连续油管打捞与其他打捞方式进行评价和筛选。如果经过上述评估后,证明使用连续油管打捞更好、更经济的话,便可选择连续油管打捞。(2)井况资料。在实施打捞作业前,应尽可能采用诊断技术对该井井下情况,特别是对井身结构及落鱼等状况进行详细的了解,以提高打捞成功率。(3)施加于落鱼上的拉力。落鱼上可获得的拉力是连续油管的抗拉强度、井深和井斜的函数。从理论上讲,起动震击器至少要44.5kN的拉力。有些连续油管上配备了计算机程序,可用来估算落鱼上所获得的拉力。(4)防喷管的长度。防喷管的长度必须大于打捞工具组合与落鱼长度之和。由于防喷管长度的限制,要尽可能优化打捞工具组合,减少接头长度,除去不必要的工具。

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1.连续油管打捞作业

2)作业前的准备安装连续油管作业机及组装井底工具串的准备工作:①安装新的接头。打捞作业开始时,应在连续油管上安装一个未使用过的卡瓦或接头,并进行拉力试验,其拉力应达到井下可能受到的最大理论拉力值。②确保所有连接件连接牢固。当井底工具组会受到震击时,井下工具间的牢固连接是十分重要的。因此,每次作业开始前应将接头螺纹清洗干净,并以适当的力短拧紧螺纹。③水力工具的性能测试。泵送液力经过液压释放式打捞筒或打捞矛及容积式马达,以确其正常运转,并确定泵排量。

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1.连续油管打捞作业

3)作业施工监督要点①连续油管屈服。连续油管在起下过程中反复经过导向器和滚筒缠绕会导致连续油管产生屈服。尽管在其他多数作业中这一点并非十分重要,但在打捞作业中可能会造成严重后果。因此,作业中一般在打捞或震击落鱼约60次后,就应该放弃打捞,起出连续油管。在重新进行打捞作业前应在距弯曲段30m处切断连续油管。这样就改变了注入头下部连续油管的工作区,以使未弯曲的管段通过导向器.从而减小失效几率。②切断连续油管。当连续油管遇卡后,应采用化学切割方法切断连续油管,这样可保持切到处何指个净,便落鱼能更容易地被打捞筒抓住。喷射式切割方法会使连续油管在切割处形成鼓胀,增加打捞作业的难度和在投球捞筒时损坏落鱼鱼顶的可能性。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

2.连续油管通井扩孔作业

1)作业前的准备当连续油管作业机运抵井场后,应按作业工艺要求组装好井下工具组合,为避免作业过程中并下工具发生泄漏或松动,必须采取以下三种预防措施:(1)井下工具组合的每一部件都应采用螺纹锁紧,并施加适当的上扣扭矩。在井下工具高速的旋转中,如果各部件连接不牢,会导致工具脱扣。(2)对于专用工具,通常是采用几种螺纹连接,但应尽量减少转换接头的规格。(3)正确地对工具进行耐压试验。当组装井下工具组合时,工具应向下能穿过循环接头,并且在组装马达和扩眼器之前,通过连续油管对工具进行21MPa的压力试验,以确保所有连接装置具有足够的耐压能力。安装好马达和扩眼器之后,应在地面进行井下工具组合的性能试验,并记录扩眼器张开和马达开始转动时的泵排量。当工具组合通过耐压和性能试验后,还要装上防喷管并进行耐压试验。这时,最好是通过泵入接头泵送而不是通过连续油管泵送液体来进行压力试验,因为通过连续油管泵送有可能打开扩眼器臂而阻碍扩眼器下井。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

2.连续油管通井扩孔作业

2)作业工艺(1)工具组合下井。根据井况,井下工具组合可在开井或关井的情况下下八井底。在工具下井过程中,根据需要可在一定并深处泵人液体,但泵排量不宜过大以免打开扩眼器刮刀。(2)井深标记。一般情况下,在井下工具管柱到达标记的井深之前,正常的泵排量减小到约0.7L/s。这时,应记录好并深并与钢丝绳的下井记录深度或其他方法确定的扩并作业的井深相比较。(3)扩眼嚣张开。张开扩眼器时,保证扩眼器臂不受阻是非常重要的。在护套内有阻碍的井段,张开扩眼器可能使之损坏或无法完全打开。在这种情况下,可能会钻出小直径导眼。为了避免发生这种情况,在标定并深之后,扩眼器应返回到无阻碍的层段中,但此并段必须在不需扩眼作业的井段之下。一旦扩眼器就位,就以1.3~2.6L/min的排量泵送液体,并观察泵压以确保扩眼器张开。扩眼器在材管中的下井速度应控制在9m/min以下,这样扩眼器就相当于一个套管刮刀,能够消除一些小的填塞物。当扩眼器遇到较大的阻碍物时,泵伍将增加,指重表显示失重。

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2.连续油管通并扩孔作业(4)加压。当扩服器遇到阻碍时,应小心地对扩眼器逐渐施加钻压而使扩眼器钻进。钻进0.3~0.6m后,在扩眼器上施加2.2kN的钻压,同时观察压力变化以检查是否卡阻。若泵压稳定,无卡阻现象,钻压可增加至3.2~3.6kN,并稳定各作业参数。若遇到较大的卡阻,压力可加至4.5kN。在这一过程中,应仔细观察压力变化。(5)钻速。最大钻速通常是钻压的函数,这个函数由马达速度、地层硬度、并眼清洁的能力和其他一些参数决定。在目前进行的水泥环扩眼作业中,扩眼速度一般为4.57~9m/h,但这主要取决于水泥块的硬度。(6)钻压。井底钻压是一个很重要的作业参数。一般情况下在钻水泥层或垢物层时,井底钻压应维持在2.3—4.5kN。如果扩眼器经常通阻,应施加较小的钻压(0.45~0.9kN)。大斜度井中,很难根据指重表来确定井底钻压,这种情况下,操作人员必须保持恒定的地面泵压,而不是井底钻压。

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2.连续油管通并扩孔作业(7)解卡。卡阻会影响马达的工作寿命,降低平均钻速。如果泵压迅速增大而泵速并未增加,则表明井下出现卡阻。马达两端的压力差是马达转速的函数,卡阻后,若增加井底钻压,会加重卡阻程度,降低马达转速,增加泵压。从马达的正常工作速度到其完全停止时泵压的增加值称为失速压力增量。这个压力增量取决于马达的类型,通常约为4.2MPa。为防止马达完全卡死及其对连续油管的作用扭矩过大,作业过程中若泵压突然增加3MPa,则应判明井下是否发生卡阻,并采取相应的解卡措施。发生卡阻后,应停止泵送液体并卸压,使马达停止工作。再次起动前,扩眼器应上提3~9m,这样可避免井下工具组合连接件的脱扣。只有当泵压稳定之后,扩眼器才能下到卡阻段。恢复扩眼作业时,钻速应降到最低值。

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2.连续油管通并扩孔作业(8)洗井。扩眼作业中,可采用多种类型液体作为洗井液,但无论使用何种洗井液,都必须采用过滤器进行净化,以防砂粒或其他固体物进人连续油管,堵塞扩眼器内的流体通道。在洗并液中添加除阻剂可提高洗井液的循环速度及洗井效率,减小作用在井底装置上的压力,并提高容积式马达的效率。对于直径为44.45mm的连续油管,洗井液中降阻剂的浓度应为0.05%~0.1%,而对于直径为38.lmm的连续油管则应为0.1%。当洗井液中的降阻剂浓度大于0.l%时,就会减弱降阻剂的使用优势,其效果并不明显。(9)起出井下工具组合。一旦扩眼器钻到预定的深度,应对从尾管到扩眼深度之间的井段进行反复两次通并作业,以确保清除所有的填塞物。(10)扩眼器的工作时间。在普拉德霍湾油田西部作业区,扩眼器每次作业的工作时间限制在12h以内,如果卡阻频繁,则工作时间要缩短8h,因为马达的震动和扭矩的传递会造成井下工具组合及靠近接头的连续油管的疲劳。另外,如果扩眼器工作时间过长,会磨坏扩眼器刮刀,使刮刀不能缩回到扩眼器中。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

3.连续油管冲砂作业冲洗作业是目前最为常见的连续油管作业技术,并筒内砂子或固体颗粒的清洗需将洗井液泵入井内进行循环,在冲洗过程中洗并液不断将砂子和其他固体颗带出地面。在大多数情况下,返出的洗井液和固体颗粒都要经过沉淀地,使固体颗粒沉淀后,再利用洗井液,以便降低洗井成本。冲洗作业设计中的一项重要内容是选择合适的洗井液体系,洗井液应与井底压力保持近平衡,并具有足够的携砂能力。

l)喷嘴的选择喷嘴的选择主要是根据地下地质情况如岩石或垢物的硬度、连续油管大小等来选择,目的是要在井底得到最佳的高压流体速度。

2)洗井液的选择洗井液的选择首先要考虑它能否将固体颗粒携带到地面,如果泵注排量能保证环空流速超过固体颗粒的沉降速度时,可选用牛顿液体。通常都是采用调整冲洗管柱尺寸的方法来调整液体流速,然而在井内完井管柱结构已确定不变时,如果坏空流速不足以将固体携带出地面,则需要选用高粘度洗并液,如生物聚合物冻胶液进行冲洗作业。

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3.连续油管冲砂作业

3)作业中重要的设计参数(1)冲洗下入速度。连续油管冲洗时的下火速度和洗井液返出的流速确定了运出液中固相含量,返出液中固相含量越高,其静水压头越大。因此,必须控制下放速度,以便泵注足够压头的洗井液使固相返出。(2)流体性质。对于天然气井时,由于气体的压缩性和气、液密度,当冲开砂桥时,应防止井涌和丧失循环的现象发生。(3)冲洗工具。冲洗工具的选择取决于冲洗设计中水动力要求。任何工具都应使水力喷嘴对准固相堆积,以施加一定的水力作业清除砂桥。(4)常规洗并方式。采用连续油管注入、环空排出的循环方式是连续油管冲洗作业最常用的洗井方式。根据冲洗作业标准规定,另外还需计算施加于连续油管上的最大拉伸载荷,以保证作业时油管应力不超过屈服极限。进行常规作业时,可压缩、不可压缩液体都可以使用,连续油管的尺寸的选择取决于作业所需最小泵注排量、系统摩擦阻力及最小载荷。前提是能保证冲洗作业安全有效地进行。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

4.连续油管人工举升气井生产过程中,常常出现静水压力大于地层压力的过平衡现象,导致井底流入性能降低甚至不能维持正常生产,这可能发生在修井作业过程中压井不当,或是由于瞬时或长期关并后使井筒内“活动水”回座,造成静液柱压力大于气层压力而水淹以及地层产水未能有效地排出而水淹。只要不是由于地层伤害或砂堵等原因引起的,都可通过降低井筒静水柱压力而重新激活,一旦井筒缺载并形成负压,就可以使生产井重新稳定生产。自20世纪60年代初,国外已开始用连续油管进行气举作业,主要用于气举作业。在20世纪70年代我国也开展了气举排水采气工艺的探索。由于连续油管可以不压井作业、安装简单方便,因此适合于目前所有不同的完井结构的生产井作业。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司l一防喷器组;2一可调油嘴;3一液面;4一生产封隔器;5一连续油管尾端;6-∮31.75连续油管;7一∮73.03生产油管;8一泵;9一氮气瓶;10一卷轴第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

4.连续油管人工举升在进行连续油管举升设计时,需涉及大量的地层及完并参数,因此需要利用节点分析方法进行人工举升的设计。

1)地层生产潜力预测在进行人工举升作业前,必须首先确定出生产井潜在的稳定生产能力,可用单相流、不可压缩液体、稳定流动达西公式计算,即:对于气并初始产量的预测,则需根据预计生产压差确定出体积系数的大小,由于气体的物理性能与流动时间及压力降的波及深度有关,如果Ln(e/rw)二7,计算出的产气量误差很大,但对于人工举升时初始产量的预测,结果足够精确。

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4.连续油管人工举升

2)机械因素的考虑在生产井中,利用完井类型、完井管柱尺寸、连续油管尺寸、地面流动管线及分离器所需的操作系统压力等参数,可以预测出系统压力损失或地层回压,回压会造成有效生产压差减小,由此降低地层流体由地下流向地面的能力。完井类型决定了油气从地层流入井筒的物理条件,地层的连通性及完井类型决定了生产压差的大小,这里所指的生产压差主要是作用于近井地表处的压差,未包括射孔孔眼处的压降,出砂或固相颗粒运移造成伤害的附加压降。地面系统压力与地面管线长度、尺寸及用于控制分离及处理装置的压力,可通过生产系统节点分析确定,一般为定值。举升作业重要的参数是完井管柱尺寸,生产管柱的内径决定了以定产量生产时流动压差、摩阻损失的大小。如管柱内径增大,管内流动速度和摩阻损失会降低;但流动速度的降低,势必又会导致滑脱现象及流动压头的增加。当用连续油管下人生产管柱进行人工举升时,管内摩擦阻力可能会很大。

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4.连续油管人工举升

3)井筒流动性能在进行人工举升设计时,首先要确定生产井井筒流动能力。为此需根据达西公式、流入动态曲线(IPR)或生产测试等,确定出采油指数,并确定出对应于最大产值下的最大生产压差值。当高压气层完井时,常常井内有高密度压井液,对于这类井,井筒卸载最简单的方法是用低密度液体对压井液进行替换。一旦完成替换过程,则停止循环,并通过起出连续油管进一步提高负压值(起出连续油管时,连续油管内低密度液体随之带出,单位长度的∮31.75mm连续油管可容纳0.00793m3/m的液体,总长3048m的连续油管可携出2.42m3的液体。对于井筒内液体与地层压力平衡的气井,连续油管起出时就会使产层天然气流入井筒。处于正常压力的地层,可采用液体置换技术进行人工举行。低压气层,井内液面不会到井口,可采用连续油管向井内注入液氮以诱发地层流体的流动。第二节气井特殊作业大庆油田公司井下作业分公司二、连续油管作业

5.连续油管增产作业连续油管可用来对垂直并或大斜度井井段进行酸洗或定点注酸作业。由于处理液覆盖地层的面积较广,注入井中的液体能迅速返出,因此可提高气井产量。采用连续油管进行酸化处理的主要优点是:在作业过程中减少附加的地层伤害;连续油管可以带压下八井内,避免采用压井液所产生的油层伤害;采用连续油管可进行过油管作业,不需起出生产管住,避免油层与环空并液接触;由于作业过程中不需设置封隔器及起出管技,因此可以消除起下作业时对井口及井下压力密封所产生的损害。采用连续油管进行酸化处观业的另一个优点是具有很高的可实施性及安全性,尤其是在不了解生产管柱状况的情况下,也能用连续油管进行酸化作业。酸化及替液循环可以在起下连续油管的过程中进行,因为油管运动时泵液可连续进行,这可以从两个方面改善酸化处理作业。

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5.连续油管增产作业

1)酸化作业的设计(1)酸液系统。用于增产作业的酸液,其物理状态可以以一种或几种流动状态出现。酸液系统最常用的酸是未经改变的原液态酸。酸液运往井场与添加剂和缓蚀剂预混合,然后直接从储罐中泵入连续油管。当地层的井底压力可支撑整个液柱时,这种酸液系统是有效的。酸液系统可以采用氮气来改善其性能,以实现各种不同功用。在氮气硝化系统中,氮气与液态酸按气液比小于89m3/m3的比例混合。氮气为酸化处理后进行返排和清洗作业提供附加的能量。在酸液中添加表面活性剂并按143~320m3/m3的气液比混合氮气可以形成稳态泡沫。泡沫酸具有较小的流体静压头,且与地层表面的接触面积较大。但在进行孔隙酸化作业中,泡沫乳化液能起分流剂的作用,并抑制酸液注入地层。当需分流时,泡沫酸液一般用于碳酸岩地层的酸化。另一种常见的酸化液系统是雾化酸,是由氮气与液态酸按大于356m3/m3气液比混合而成。雾化酸一般用于水敏气层的增产处理,酸液与地层表面的接触面积较大。

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5.连续油管增产作业

1)酸化作业的设计(2)酸液泵送作业设计。酸液泵送设计过程中应考虑的三个主要因素是:地层破裂压力。注入泵最大排量及地面最大压力极限(液体流经连续油管的摩阻压力损失)。(3)完井类型。在设计作业之前,正确地判别将要处理井段的完井类型是十分重要的。完井类型决定了井眼几何尺寸和作业方法。为了准确地替置化学处理液并进行导流,可采用膨胀式流量控制装置或气一液乳化剂。

2)作业前的准备在连续油管使用寿命期限内,由于油管常常与含氧化物及氧化物的流体交替接触,导致其内壁生锈。在酸化作业中,大量的酸液都被用于溶解油管锈物,而一些未被溶解的沉积锈会堵塞射孔孔道,因此,在进行酸化作业之前应用酸液循环连续油管。

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5.连续油管增产作业

3)施工步骤(1)在连续油管端部安装清洗工具。根据要求的水力作用来确定喷嘴的方向、直径及数量。

2)在循环完井液的同时将连续油管下到处理层的最低点之下。如果在完井井段以下有大的口袋,应在处理层下循环比酸液密度大的无害盐水以减少作业过程中的对流。

3)泵入预清洗处理液。在返出液从连续油管与生产油管环空中返出的同时,可将预清洗液连续循环至连续油管管端。预清洗液还可用来将完井液管置至地层。

4)在泵送预清洗液时,将连续油管缓慢地上提,其上提速度以使井液在一定的排量下被相等容积的互溶剂完全替置到地层为宜。目的是在将溶剂替人地层时能完全覆盖处理层。(5)在完成处理层的覆盖作业后,停止连续油管运动共关闭连续油管与生产油管之间的环形空间,将溶剂顶替到欲处理的井段。(6)预清洗液应在初次酸处理阶段进行驱替。当酸液泵出喷嘴时,上下移动连续油管,确保所有射孔点都与酸液接触。

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5.连续油管增产作业(7)初次酸处理液泵送完毕后,应采用分流剂使酸液沿连续油管替置到地层,分散剂用量应根据被处理井段长度及预测的地层伤害程度来确定。在泵送分流剂过程中,应上下往复运动连续油管。(8)按上述要求,连续泵人酸液及分流剂,在处理层段缓慢地上下运动连续油管。(9)采用大量清洗液将处理液从连续油管内驱替到完井段,作业即告结束。(10)增产作业完成后,将连续油管下到处理并段下部并用清洗液驱替井下管柱内的酸液。这样就可防止漏入井底的酸液在井卸压后对井下管柱产生较强的腐蚀。

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5.连续油管增产作业

4)施工监督要点(1)泵送酸液前,应尽快将酸液混合。将储罐中的混合体搅动几分钟,使酸、缓蚀剂及表面活性剂充分混合。如果混合液量较大,则应延长混合时间,并采用较高的搅拌速度。(2)现场应配备酸液滴定器。在泵液之前,应测试酸液浓度并与设计的浓度相比较。(3)从环空检查回流管线以保证回硫酸液直接经过耐蚀三通。(4)在连续油管及连续油管与生产油管的环空中使用双笔压力记录仪,以监控作业压力。(5)在回流管线上安装可调节流嘴,并在现场备有可调节杆。(6)如果需要增加液流动力,应在连续油管端部采用清洗。(7)在现场配备PH值测试工具及中和化学品。回流酸液在处理或废弃之前应对其进行测试并中和。

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5.连续油管增产作业

4)施工监督要点(8)所有接触化学品的人员,均要采取适当的安全措施(如配带面罩、橡胶手套及围裙等)。(9)在现场设置小型清洗地及化学品燃烧处理站,确保现场有足够的清水以便急救。(10)对高压液体应采取正确的防护措施。(11)在酸泵吸入口采用低压过滤器,以过滤酸液或其他注人液。化学添加剂如缓冲剂和分流剂必须在过滤器的下端添加以免漏失。(12)在泵压超过17.23MPa的情况下,不得频繁地起连续油管。(13)除特殊情况外,不允许采用高压软管泵送酸液或高压液体。(14)在作业过程中,压力不得超过地层破裂压力。第三节气井修井作业

由于气与油(水)性质上的差异以及井深、压力高、井温高、腐蚀性等特点,使得气井修井工艺与油水井相比具有独自的特点,主要表现在:一是施工危险性大。由于气体具有很大的压缩性和膨胀性,从溢流到井喷间隔时间短,井喷、火灾事故隐患随时存在,特别是套管腐蚀穿孔漏气井在压井过程中套管易断脱导致井喷失控事故,现场施工所有人员、设备和周边群众及财产、环境都将面临灾难性后果。气井修井作业

由于气与油(水)性质上的差异以及井深、压力高、井温高、腐蚀性等特点,使得气井修井工艺与油水井相比具有独自的特点,主要表现在:

二是气层易受污染。因此对压井液的性能、压井方式和施工操作要求严格。气井修井作业

由于气与油(水)性质上的差异以及井深、压力高、井温高、腐蚀性等特点,使得气井修井工艺与油水井相比具有独自的特点,主要表现在:三是压井不易成功。由于井内生产管柱腐蚀穿孔或断脱,无法实施循环压井;如果腐蚀的油管堆积严重,则无法实施挤注压井;实施液气置换法压井时,泥浆易气侵,压井成功率低。气井修井作业

由于气与油(水)性质上的差异以及井深、压力高、井温高、腐蚀性等特点,使得气井修井工艺与油水井相比具有独自的特点,主要表现在:

四是解卡打捞困难。由于井下管柱腐蚀严重,甚至腐蚀成多段,堆积在井筒内,常规的打捞工具不适应,解卡打捞很困难;如果再有其它落物掉在套管环空,解卡打捞就更加困难。气井修井作业

由于气与油(水)性质上的差异以及井深、压力高、井温高、腐蚀性等特点,使得气井修井工艺与油水井相比具有独自的特点,主要表现在:

五是修井方法选择难。气井套损后考虑气密封性,修复方法选择难。

气井修井作业

由于气与油(水)性质上的差异以及井深、压力高、井温高、腐蚀性等特点,使得气井修井工艺与油水井相比具有独自的特点,主要表现在:

六是封堵封窜困难。由于井温高、压力高、井深,堵剂中途易凝固,造成堵剂凝固卡。

气井修井作业由以上分析可以看出,深层高温高压气井修井危险性大,难度大,成本高。因此针对深层高温高压故障气井的特点和修井技术难点开展了先导性现场试验,取得了一些初步认识。解卡打捞技术套管漏失修复技术气层保护技术安全防喷技术

针对深层高温高压气井特点和修井难点,进行了以下技术先导性现场试验:气井修井作业解卡打捞技术

气井管柱卡阻断脱作业时卡阻断脱H2S引起氢脆断脱腐蚀引起断脱卡阻1.解卡打捞工具解卡打捞技术

打捞工具功能套铣及清理环空收引落物堆集和捞获腐蚀油管碎体1.解卡打捞工具套铣闭窗捞筒结构示意图套铣母锥结构示意图

解卡打捞技术

缺点:在现场应用中发现,由于腐蚀的油管段比较长,虽然打捞成功率比较高,但由于腐蚀的油管段比较长,1m长的收集筒收集量较少,起下管柱次数较多,劳动强度大,施工周期长。解卡打捞技术

2.解卡打捞管柱结构解卡打捞特殊性气井易井喷气层易受污染循环通道易堵塞解卡打捞技术

特点:打捞前和打捞过程中可进行套铣、冲洗和循环压井作业。在打捞工具抓获落物后,主循环通道堵塞而又出现井喷预兆时,可投球憋压剪断销钉,滑套下移,露出循环孔进行循环压井。1.取换套修复漏失技术

套管漏失修复技术

下割刀切割放气压井环空放气割环铁套管漏失修复技术

强制扶正对扣器结构示意图

套管对接1.取换套修复漏失技术2.丢手插入式密封管柱修复漏失工艺套管漏失修复技术

气层保护技术

1、无固相低伤害压井液的研制

压井液对气层损害主要在于两个方面:一是压井液与目的层岩石不配伍,引起粘土膨胀分散与结垢以及引起岩石润湿性反转,降低渗透率;二是压井液中的固相颗粒堵塞气流通道,造成对气层的伤害。油水井修井使用的膨润土泥浆用于气井压井时易气侵,压井持续时间短,且泥浆中的膨润土及重晶石粉颗粒侵入气层后会造成无法消除的永久性损害,因此不适用于气井压井。为减轻对气层伤害,初步研制了无固相低伤害压井液体系。研制的无固相低伤害压井液配方如下:

0.5%(LG-1)+0.4%(LG-2)+0.05%(LG-3)+1%小阳离子+0.1%其它LG-1是一种离子型聚合物,能抑制粘土的水化膨胀,同时具有一定的降滤失作用。气层保护技术研制的无固相低伤害压井液配方如下:

0.5%(LG-1)+0.4%(LG-2)+0.05%(LG-3)+1%小阳离子+0.1%其它LG-2是一种降滤失剂,可以有效降低滤失而对粘度影响不大。气层保护技术研制的无固相低伤害压井液配方如下:

0.5%(LG-1)+0.4%(LG-2)+0.05%(LG-3)+1%小阳离子+0.1%其它LG-3是一种无机盐结晶抑制剂,可提高无机盐溶解度。

气层保护技术研制的无固相低伤害压井液配方如下:

0.5%(LG-1)+0.4%(LG-2)+0.05%(LG-3)+1%小阳离子+0.1%其它其它为防腐剂和消泡剂,对套管有保护作用。气层保护技术研制的无固相低伤害压井液配方如下:

0.5%(LG-1)+0.4%(LG-2)+0.05%(LG-3)+1%小阳离子+0.1%其它体系具有抑制性强、无固相、低失水、低伤害、抗温性能好等特性。气层保护技术气层保护技术在现场试验中存在三个问题:一是深层气井储层虽然渗透率较低,但裂缝比较发育,研制的压井液由于无固相,在炮眼口不能形成泥饼,压井液易漏失,污染程度相对增加,且浪费严重;二是秋季和冬季施工时,该压井液运到施工现场后,由于温度降低,出现结晶,压井液密度降低;三是高密度压井液配置难,成本高。气层保护技术

2、压井方法的选择

对于低中压气井采用无固相低伤害压井液循环和挤注压井;对于高压气井,由于高密度无固相低伤害压井液配制难且成本极高,因此在不增加气层伤害的情况下,为节约施工成本,设计采用组合压井液(即无固相低伤害压井液和高密度膨润土压井液的组合)压井。具体方法是:

气层保护技术

对于能建立起循环的气井,先反循环无固相低伤害压井液压井液一周半,排除井内的气体,然后反循环高密度的膨润土压井液至射孔井段以上之后,正挤注高密度膨润土压井液至射孔井段以上,增加井内液柱压力,平衡管柱内外液柱压差,保证把井压住。对于建立不起循环的气井,先挤注一定量的无固相低伤害压井液压井液,然后挤注高密度的膨润土压井液至射孔井段以上,以增加井内液柱压力,保证把井压住。气层保护技术

这种组合压井方法将有部分无固相低伤害压井液压井液挤进气层中,但射孔井段为无固相低伤害压井液,射孔井段以上为膨润土压井液,既压住了井,节约了施工成本,又尽量减轻了对气层的伤害与污染。

气层保护技术深层高温高压气井采用组合压井方法时,常规的高密度膨润土压井液存在以下不足:一是漏斗黏度高达110s以上,由于井较深,压井时循环阻力大,泵压高,在高泵压下高密度膨润土压井液容易憋进气层,污染气层,而且一次压井成功率低。二是在温度高于85℃时,沉淀现象十分严重。密度和黏度急剧下降,使压井持续时间短,易造成井喷事故;压井液在环空和管内大量沉淀能导致堵塞循环通道和卡阻井下工艺管柱事故。安全防喷技术

由于气井气层埋藏深,温度高,压力高,产气量高,套管和生产管柱腐蚀严重,进行修井施工时危险性大、难度大,周期长,费用高,一旦出现井喷失控事故,后果不堪设想,12.23特大井喷事故的惨痛教训历历在目。本着细节决定成败的原则,针对施工设计中每道工序制定了详细的安全预防措施,使气井施工安全操作规程更加具体,对于可能出现的紧急情况都有明确的事故紧急处理方法,确保了气井安全施工。安全防喷技术

细化的安全保证措施为:

1、拆掉井场内所有工艺管线和建筑,平整后井场四周用警示带围好。设专人巡视井场,阻止无关人员进入井场。

2、设专人检测井场周围500m范围内可燃、有毒气体含量,并建立交接班记录。在明显处设立风向标。

3、修井机搬到井场后不就位,停在上风口,距井口50m以上。

4、井场内禁止使用手机、明火、电气焊等。需动用明火时,严格执行动用明火审批程序。井场照明采用防爆灯和防爆开关,严禁用电线路裸露。进入井场的所有设备带防火帽。安全防喷技术

5、严格按照井控要求连接好压井放喷和节流管汇。接管线时使用铜质工具,以免产生火花。采气树用绷绳固定好。

6、对进入井场人员进行安全培训与演练。对施工人员进行详细的设计交底。

7、所有准备工作完成后,经大队、分公司、油公司验收合格后,方能进行施工。

8、放喷和压井时安排专门人员点火和开启闸门,其他人员远离井场。点火和开关闸门人员需穿防火服。安全防喷技术

9、井控操作严格执行四、七动作和九项管理制度。

10、下井管柱安装回压凡尔,方钻杆接下旋塞,起钻时每3柱灌注一次修井液。

11、井场备有消防车、救护车和医务人员。

12、出现着火、中毒、烫伤事故,立即执行着火、中毒、烫伤紧急预案。如果出现其他事故,执行HSE两书一表中相应规定。升深2井解卡打捞及报废实例

升深2井是完钻井深2953m,原始地层压力32.25MPa,地层温度118.8℃,动态储量22.1×108m3。日产气33.3331×104m3,日产水4.19m3,累计产气3.36×108m3,关井时油套压27.3Mpa,CO2含量为5.458%。由以上数据可以看出,升深2井一口高温、高压、高腐蚀气井,由于当时对深层气的组分认识不清,完井时没有下入技术套管,油层套管没有做防腐处理,全井固井质量不合格,由此留下了许多的后患。98年发现油层套管腐蚀穿孔漏气,井内油管有多处腐蚀断脱。2000年发现井口周围及四通法兰处漏气。03年测试时2060m电缆及电子压力计、加重杆掉入井内,被迫停产。升深2井解卡打捞及报废实例

施工难点升深2井解卡打捞及报废实例由于套管已腐蚀穿孔漏气,承压能力下降,压井时套管断脱后,将导致井喷失控事故,后果不堪设想。由于生产管柱已经腐蚀穿孔或断脱,无法实施循环和挤注压井,实施液气置换法压井成功率低由于井下腐蚀成多段堆积在井筒内,电缆掉在套管环空且成团堆积,解卡打捞困难。如果某些落物没有打捞出来,通道不畅通,封堵报废时挤注压力高,效果不易保证。技术措施放喷降压使井口压力降低至25Mpa以下,降低压井风险,提高压井成功率。升深2井解卡打捞及报废实例技术措施放喷降压加固井口在套管法兰和表层套管环铁之间加焊一段表层套管并用水泥浆充填,增加此段油层套管承压能力,防止压井时断脱,导致井喷失控。升深2井解卡打捞及报废实例技术措施环空放气加固井口压井

先尝试循环压井,后尝试挤注压井,最大限度减小套压,保护套管。如果挤注压井不成功,采用液、气替换法压井。升深2井解卡打捞及报废实例技术措施放喷降压井口加固压井

综合应用活动解卡、倒扣打捞和套磨铣解卡等措施,尽可能捞出插管封隔器及以上落物。升深2井解卡打捞及报废实例解卡打捞

技术措施放喷降压井口加固压井

下入有落物报废管柱进行

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