夏子街油田油轉(zhuǎn)氣井綜合治理技術(shù)

楊宇堯 中國石油新疆油田分公司風城油田作業(yè)區(qū)

1 存在的問題

夏子街油田前期鉆井設(shè)計為采油井，現(xiàn)已轉(zhuǎn)化為采氣井，由于不同性質(zhì)的2種采出物對井口結(jié)構(gòu)、井身結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)及地面流程要求不同，導致部分油轉(zhuǎn)氣井已不能滿足生產(chǎn)及安全需求。主要有6個方面的問題：①現(xiàn)有采油樹不能滿足采氣井生產(chǎn)要求；②沒有使用標準的套管頭，采取環(huán)形鋼板焊接方式加套管升高短節(jié)連接底法蘭的方式，無法監(jiān)測套間壓力，所有油轉(zhuǎn)氣井未做氣密封實驗，存在安全隱患；③水泥返高未按氣井要求設(shè)計，22口井固井質(zhì)量不合格，存在竄氣風險；④直接進低壓集油系統(tǒng)，地面工藝流程及井口工藝不完善，一旦井下氣嘴失效，井口壓力上升沖擊低壓集油系統(tǒng)，有可能造成集油系統(tǒng)低壓部分（分離器等）設(shè)備設(shè)施超壓，發(fā)生事故；⑤11口井生產(chǎn)管柱中設(shè)計有節(jié)流氣嘴，井下管鞋是喇叭口+防掉器，當氣嘴失封后打撈不成功，將形成小直徑通道，管壁上的砂、蠟等雜物掉在氣嘴上也會堵塞通道；⑥產(chǎn)層壓力系數(shù)低，必須進行多途徑產(chǎn)層保護。

2 治理對策

油轉(zhuǎn)氣井存在的問題不是單一獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)影響的，必須綜合考慮進行處理。關(guān)鍵的問題是將環(huán)鋼焊接的套管升高短節(jié)連接采油樹方式更換為正規(guī)采氣套管頭，安裝采氣樹，保證本質(zhì)安全，消除安全隱患。

（1）表套與油套之間的有效固井。在二次固井前必須充分了解原井固井水泥的膠結(jié)情況。鑒于聲幅測井影響因素較多，且只能反映第一界面的固井質(zhì)量情況，使用變密度測試更有助于對二次固井工作的指導。依據(jù)固井質(zhì)量不同，有針對性地進行二次固井層段選擇，主要有以下幾種情況：①全井固井水泥膠結(jié)差時，視情況在油層頂界以上20m下可取式橋塞封閉油層，采取上、下井段各射孔1m（8孔/m）作為固井段；②部分膠結(jié)差，上下均有水泥環(huán)井段，避開連續(xù)水泥環(huán)，選取連續(xù)100m或以上無膠結(jié)井段上、下射孔作為固井段；③下部固井質(zhì)量好、上部差時，避開下部井段，選上部無膠結(jié)井段上、下射孔作為固井段；④靠近油層段固井差，上部好時，在油層段避開水泥環(huán)選點射孔，下封隔器正反循環(huán)試擠，觀察射孔位置與油層的連通情況，如無連通，下插管橋塞擠封，如連通，考慮油層段墊合適密度壓井液，在油層段上部再選點射孔，形成兩孔連通，循環(huán)擠水泥固井。

（2）固井防止套管下沉。二次固井主要目的是防止油氣竄通，同時也為了避免換套管頭時管柱下沉。經(jīng)研究表明，水泥石強度為56kPa時，10m長的水泥環(huán)能支承94m長的177.8mm套管。按N80鋼級、壁厚9.17mm，查線重為38.68kg/m，則每米水泥環(huán)支撐重量為0.365t（夏子街油井水泥返高在196～1312m），按此計算，要求固井水泥膠結(jié)長度達到13.3～93m之間，考慮井內(nèi)液體浮力的影響，該長度會更短。室內(nèi)試驗表明，G級油井水泥以水灰比為0.5及0.55配漿，48h內(nèi)在不同加砂量下抗壓強度發(fā)生變化，在溫度100℃（夏子街油井溫度低于100℃）時，原漿強度接近30MPa（遠大于56kPa），更進一步說明膠結(jié)長度更短。

（3）表套與油套之間的安全泄壓。二次固井后變密度測井顯示固井質(zhì)量合格，保證了切割表層套管時油層套管不下沉，必須釋放掉套間氣后才能切割換井口。釋放套間氣需要帶壓開孔，如果能夠準確預測套間氣體壓力不超過6MPa，則可以運用帶壓開孔作業(yè)工具進行施工，如無法預測壓力，則采取鋼鋸條濕式作業(yè)法人工在套管接箍下方與套管本體之間鋸出一條縫的方法較安全。按所更換的套管頭安裝要求切割表層套管，裝入標準套管頭后可實現(xiàn)表層套管與油層套管環(huán)空壓力監(jiān)測及壓力釋放，解決了套間氣聚集蹩壓帶來的安全隱患。按采氣井井口標準化管理規(guī)定安裝符合要求的采氣樹，使之具備采氣及應(yīng)急處理要求。

（4）改變井下管柱結(jié)構(gòu)。采用篩管尾帶絲堵結(jié)構(gòu)，其中篩管位于油層段，絲堵位于油層底部，篩管的分布可根據(jù)需求調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：①當油嘴失封后，可以掉入管柱底部，不影響油氣通道，可以重新再下氣嘴，不用再進行打撈、修井作業(yè)；②氣嘴堵塞后，可以正打壓將其推入管柱底部，露出壓井、生產(chǎn)通道；③需要測試時，可將氣嘴提出，不影響在油層中部測壓；④防止了井下落物。

（5）完善氣井控制流程。低壓輸油系統(tǒng)的流程改造進高壓輸氣系統(tǒng)流程，增加單井氣表，如沒有緊急切斷閥，則增加緊急切斷閥、管道安全閥及放空點火池。

（6）低壓氣井恢復技術(shù)。夏子街油區(qū)油轉(zhuǎn)氣井地層壓力系數(shù)在0.25～0.9之間，壓力系數(shù)低，在治理過程中要實現(xiàn)不噴不漏，滿足井控要求，同時要保護產(chǎn)層。為實現(xiàn)這兩個目的，選擇使用低密度無固相修井液、低密度束縛水、暫堵劑及泡沫修井液。壓力系數(shù)低于0.7時，采用泡沫修井液；壓力系數(shù)高于0.7時，采用暫堵劑與無固相修井液、低密度束縛水結(jié)合，同時避開在產(chǎn)層附近進行二次固井，以及井筒內(nèi)套磨銑作業(yè)。復產(chǎn)過程中具備自噴能力的井采取油嘴控制間歇自噴排液，不能自噴的井，采取氮氣氣舉助排，防止井筒積液。依靠井下管柱氣舉，由于環(huán)空面積大，帶液速度慢，或產(chǎn)層有漏失的井采用連續(xù)油管下至油層下部，利用連續(xù)油管與生產(chǎn)油管之間形成的環(huán)空舉液，提高排液效率。對于關(guān)井壓力在5MPa以下的，多次氣舉不能恢復的井采取泡排的方式復產(chǎn)，在安全前提下保持合理液面，形成一定的負壓。對于采取氣舉、泡排具有一定效果，但長期帶液、氣油比低，不能自噴生產(chǎn)的井進行機抽排液。

3 現(xiàn)場實施效果

夏子街油田油轉(zhuǎn)氣井綜合治理23口井，綜合治理后井口、套管頭、井下結(jié)構(gòu)及固井質(zhì)量均達到氣井標準，消除了安全隱患，減少了各種作業(yè)風險，增強了應(yīng)急處置能力，日產(chǎn)氣量9.2×104m3，恢復率達到52.7%。