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对油井封堵封窜施工异常情况的处理实例及技术分析

以油井封堵封窜施工异常情况的处理实例,分析介绍了油井封堵封窜技术。..

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对油井封堵封窜施工异常情况的处理实例及技术分析

发布时间:2012-09-11 热度:

邓元林  何龙  李波  潘永辉  河南油田井下作业处作业一部

摘  要:以油井封堵封窜施工异常情况的处理实例,分析介绍了油井封堵封窜技术。
关键词:封堵  封窜  封隔器  桥塞  管柱结构  挤注  封堵剂

一、前言
河南油田双河油田经过近40年的开发,目前综合含水高达94%,受多种原因的影响,油水井管外窜槽、层间窜槽、油层水淹等现象越来越严重,严重制约着油田的开发生产。采用传统的机堵办法,已经无法满足目前生产的需要,为了达到良好的堵水、封窜效果,简化管柱的目的,封堵封窜技术作为油田“稳油控水”、挖掘剩余油潜力的主导技术地位显得愈来愈重要。

二、油层封堵(窜)时挤注程序的优选
(一)封堵油水井上部油层或全部射开油层时的挤注程序:
封堵油水井上部油层或全部射开油层时,若为高渗油层,可采用价格低廉的常规堵剂如超细水泥或油井水泥,配套应用“间歇注入法”成功实现对高渗油层的有效封堵。
(二)封堵油水井中、下部油层的挤注程序:
封堵油水井中、下部高渗油层时,由于封堵层与上部油层间距小,难以用常规堵剂如超细水泥或油井水泥,配套应用“间歇注入法”成功实现对高渗油层的有效封堵。
(三)封窜施工方式的优选
封窜方式有循环法和挤入法两种,由于挤入法工艺比较简单、施工安全性高,通常采用挤入法封窜。

四、化学封堵(封窜)施工参数的设计
(一)化学封堵施工参数的设计
在现场施工中,封堵剂的用量=封堵油层堵剂用量(π*封堵半径2*油层厚度*油层孔隙度)+套管内留灰塞堵剂用量+地面管线损失的附加量(通常按0.5 m3);顶替清水用量即把封堵剂从油管内完全顶替至预留灰面处的清水量=施工时管柱内容积+管柱尾部至预留灰面间套管内容积;挤注堵剂施工排量一般控制在0.2~0.4 m3/min之间。参考泵压=地层破裂压力×80%-封窜剂浆体的密度*9.8*封堵层中部深度。
(二)化学封窜施工参数的设计
在现场施工中,封窜剂的用量可由下列公式计算=封堵油层所需封窜剂用量+窜槽层段封窜剂用量+套管内留灰塞所需封堵剂用量+考虑地面及管线损失的附加量,通常按0.5 m3;顶替清水用量即把封窜剂从油管内完全顶替至预留灰面处的清水量=施工时管柱内容积+管柱尾部至预留灰面间套管内容积;挤注堵剂施工排量一般控制在0.2~0.4m3/min之间。

五、封堵前施工工序优选:
通过我们连续3年,先后对187口(次)各类油水井封堵封窜施工,总结出封堵封窜施工的必需工序及质量监控要点如下:
一看:看地层特性(油层深度、堵剂与底层的配伍性等),选择合适堵剂及用量。
二通:按操作规程进行通井施工,检查井况,落实封堵封窜施工的可行性。
三验:按套管的不同规格对射孔段上部套管试压,检查套管状况,选择合理的施工管柱。
四挤:在地层破裂压力内,对封堵目的层进行试挤,验证该层的吸水情况,及时调整封堵时的堵剂用量及施工时的平衡压力、挤注压力。
五投:投钢球对油管试压,一般为设计施工压力的1.5倍,确保油管质量符合施工要求。
六验:对油层夹层进行验窜,调整封堵时封隔器下入深度和封堵方式。
七控:按照下大直径工具的操作要求控制下封堵管柱速度,保证施工质量。
八验:封堵管柱下至指定深度后,用与施工时相同的水泥车(一般为700型水泥车)进行试挤验封,确保封隔器的密封性,校正堵剂用量。
九挤注:封堵施工时观察地面管线、井口、挤注泵车压力表、平衡车压力表若有异常立即采取有效的解决措施,杜绝工程事故。
十钻塞刮削出成果:按操作规程进行钻塞、划眼,减少残留水泥环;在钻塞井段反复刮削,确保井筒畅通;下封隔器对目的层段进行试压,验证封堵效果。

六、现场封堵封窜施工异常情况的处理实例:
(一)双检7井现场施工:
1.基本情况:2009年2月16日在该井现场施工中,该井施工管柱为封堵管柱(Y341-114封隔器深度1260m),设计堵剂为超细水泥17 m3,控制挤注压力为28MPa。前期施工对套管试压15MPa合格,试挤压力为18 MPa,油管试压35MPa合格。实际施工中在已挤注堵剂14 m3,挤注压力22MPa,套管平衡压力15MPa(已打平衡35min)时发生套管短节破裂、无法打平衡压力的情况。
2.措施分析:(1)停止施工、反洗井。由于套管短节破裂,该措施无效。
(2)直接拆井口上提管柱。由于堵剂比重为1.65g/c m3,套管打平衡用清水,此时油套压差为(1.65-1)*9.8*1260=8.03MPa,而水力锚在压差2MPa时就开始工作。上提管柱会遇卡,管柱无法起出。
(3)继续施工。此时挤注压力为22MPa,油管在施工前已试压35MPa合格,同时只剩余3m3堵剂未挤注,方案可行。在后续施工中采用控制排量(排量小,挤注压力相应较低)的办法缓慢挤注,最终完成了该井的施工。最后挤注压力达到27.5MPa,共用时85min。
3.存在的风险:由于Y341-114封隔器在长时间内承受较大压差,若封隔器失效或油管在长时间、大压差的作用下突然破裂,则不能采取对应措施,必然会造成“插旗杆”事故;若挤注压力上升较快,达到施工限定压力,同时部分堵剂仍在油管内时,只有继续提高挤注压力,至少将堵剂顶替出管柱才能上提管柱。
(二)双泌32井封堵施工:
1.基本情况:2009年5月26日在该井现场施工中,该井施工管柱为封堵管柱(封隔器深度1380m),设计堵剂为超细水泥20 m3,控制挤注压力为32MPa。前期施工对套管试压15MPa合格,试挤压力为16 MPa,油管试压42MPa合格。实际施工中在已挤注堵剂16 m3,挤注压力26MPa,套管平衡压力15MPa(已打平衡58min)时发生套管平衡压力在小幅波动的同时缓慢上升的情况。
2.采取的措施:根据平衡压力上升的情况,判断为封隔器失效。采取停止挤注施工、反洗井的办法。由于打平衡用的是400型水泥车(软管线),当压力上升到22MPa时反洗井未通(可能是封隔器失效后部分堵剂上返至封隔器以上,将封隔器的反洗井通道堵塞)。考虑到防止管线突然破裂的安全因素,用700型水泥车、接硬管线反洗井,当压力上升到28MPa时,封隔器反洗井通道打开,油套联通。洗出全部剩余的堵剂后,起出全部管柱、关井侯凝。


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