中原油田明二區(qū)分注管柱失效原因探析

孫勇 仲學(xué)維 王海峰 郝小軍 鄭楚軍(中原油田采油三廠 山東 莘縣 213016)

引言

截止2013年12月，明二區(qū)共有注水井104口，開(kāi)井73口，其中分注井56口。油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中、后期時(shí)，地層能量不足，層間矛盾越來(lái)越大，分層注水是及時(shí)補(bǔ)充地層能量并提高采收率最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法，對(duì)油田的開(kāi)發(fā)起著至關(guān)重要的作用。由于明二區(qū)本年水井分注井作業(yè)返工及工序返工較多，工藝室及明二區(qū)針對(duì)失效原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，分析管柱失效的原因基本分為封隔器失效、油管失效、以及其他井下工具失效等情況。

一、封隔器失效造成的影響

一般封隔器的失效主要表現(xiàn)為：油套壓平衡，注水量上升；注水壓力不變，注入量上升。封隔器失效后就達(dá)不到分層注水的目的，因此要隨時(shí)注意觀察封隔器是否密封良好?，F(xiàn)分析封隔器失效的主要原因。

1.管柱結(jié)構(gòu)問(wèn)題，沒(méi)有進(jìn)行合理的錨定

目前分注采用的封隔器絕大部分為Y 341型封隔器，由于該型封隔器是無(wú)支撐、液壓座封、提放管柱解封。如對(duì)分注管柱未實(shí)施合理的錨定，管柱的蠕動(dòng)很容易造成封隔器解封而失效。如衛(wèi)49-18井下封作業(yè)，為Y 341型一級(jí)兩段分注井，作業(yè)完井時(shí)驗(yàn)封及驗(yàn)管均合格。作業(yè)完后測(cè)試隊(duì)投撈測(cè)試發(fā)現(xiàn)管柱漏失，再次作業(yè)起出檢查發(fā)現(xiàn)封隔器下部油管破裂和上部油管嚴(yán)重彎曲。分析其原因是由于管柱沒(méi)有錨定，下部油管破裂后上下層間壓差過(guò)大使封隔器上移而導(dǎo)致上部油管嚴(yán)重彎曲。

2.封隔器本身質(zhì)量問(wèn)題

目前我區(qū)所使用的封隔器主要有Y 341型和Y 221型兩大類，其標(biāo)稱額定耐壓差均在35 Mpa以上，按其標(biāo)稱指標(biāo)完全可以滿足我廠的分注需要。但是，部分井由于封隔器質(zhì)量不合格造成頻繁作業(yè)換封。

如明1-9井2013年8月13日下入3級(jí)3段分注管柱（Y 221 MX-114封+Y 341-114封+Y 341-114封）,現(xiàn)場(chǎng)座封、驗(yàn)封正常，完井注水發(fā)現(xiàn)油套壓平衡，8月18日作業(yè)起出發(fā)現(xiàn)Y 221 MX-114封隔器中心管有長(zhǎng)約20 mm裂縫。

3.注水壓力波動(dòng)過(guò)大造成封隔器失效

當(dāng)注水井因停注、測(cè)試或壓力波動(dòng)時(shí),則管柱受力狀況發(fā)生變化,從而導(dǎo)致管柱發(fā)生蠕動(dòng),帶動(dòng)封隔器膠筒的蠕動(dòng),使膠筒的工作條件變差,有可能造成膠筒破壞,影響分注有效期。當(dāng)上部壓力高時(shí),管柱受拉伸長(zhǎng),在停注時(shí)管柱收縮,對(duì)于上提管柱解封的封隔器,使封隔器解封。

WM132井2012年10月13日下Y 221 M-80地面分注管柱，全井配注80方/天，高壓增注，2012年12月20日該井動(dòng)停，2013年5月7日動(dòng)停恢復(fù)，正注20方/天，因注水量較少，5月27日開(kāi)始注夠停泵，每天注水10小時(shí)，6月16日該井鉆停，6月19日取壓發(fā)現(xiàn)油套壓為5.1/4.3 Mpa，鉆停恢復(fù)后常壓注水20方/天，經(jīng)驗(yàn)封發(fā)現(xiàn)封隔器失效。分析該井因?qū)娱g壓差太大，管住受力不均發(fā)生蠕動(dòng)，導(dǎo)致封隔器失效。

4.封隔器卡封位置不準(zhǔn)確。

部分分注井的夾層較小，座封方式影響、管柱組配不合理等原因，導(dǎo)致作業(yè)卡封時(shí)把封隔器卡在射孔層段上,造成封隔器不密封。另外當(dāng)上部壓力或下部壓高時(shí),使管柱受拉伸長(zhǎng)或受壓縮短,在卡距和下入的封隔器距層位很小,有可能使膠筒移出卡位而造成層位串通,使分注失敗。

二、由油管質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致管柱失效

部分井入井油管不合格，油管破裂造成管柱失效。

衛(wèi)95-125井2005年1月5日下入Y 341型一級(jí)兩段分注管柱（本次作業(yè)更換了檢測(cè)Φ 73 mm加大油管150根），作業(yè)完后測(cè)試隊(duì)投撈測(cè)試發(fā)現(xiàn)管柱漏失，2005年1月11日作業(yè)返工起出發(fā)現(xiàn)第95根加大油管爆裂。

新衛(wèi)11-15井2005年3月11日下封作業(yè)，為一級(jí)兩段分注井（本次作業(yè)更換新Φ 73 mm加大油管21根，檢測(cè)Φ 73 mm加大油管53根，檢測(cè)Φ 73 mm平式油管的228根）。作業(yè)完后測(cè)試隊(duì)投撈測(cè)試發(fā)現(xiàn)管柱漏失，7月1日作業(yè)返工發(fā)現(xiàn)起出管柱發(fā)現(xiàn)第28根油管裂縫，第256根油管本體穿孔。

WC 10-39井2008年3月26日測(cè)氧活化后發(fā)現(xiàn)井下油管存在漏失，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)證為封隔器失效，4月23日-30日找漏施工未發(fā)現(xiàn)套漏換全井加大管完井驗(yàn)管合格，投撈后注水發(fā)現(xiàn)油套壓持平，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證并結(jié)合流量測(cè)試資料分析為井下封隔器失效，需上作業(yè)換封。

三、其它井下工具質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致管柱失效

1.偏心配水器的質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致管柱失效

部分井使用的偏配存在漏失的質(zhì)量問(wèn)題，造成分注井頻繁換封和返工。

衛(wèi)11-39井2005年2月20日下入Y 341型一級(jí)兩段分注管柱，調(diào)配測(cè)試發(fā)現(xiàn)偏2以上管柱漏失,3月29日作業(yè)返工發(fā)現(xiàn)偏1堵塞器漏失。

2.控水水嘴故障

控水水嘴故障主要引發(fā)水嘴堵塞、水嘴孔眼刺大、掉水嘴以及底部閥不密封的問(wèn)題，在每種問(wèn)題下的注入壓力與注入量的關(guān)系曲線如圖1所示。

圖1

3.水力錨的質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致管柱失效

部分井使用的水力錨存在漏失的質(zhì)量問(wèn)題，造成分注井頻繁換封和返工。

如：衛(wèi)145井于2005年3月1日上作業(yè)，3月3日下入完井管柱（2級(jí)3段分注），座封時(shí)發(fā)現(xiàn)管柱漏失嚴(yán)重，洗井后仍然漏失，于是起出管柱現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)水力錨的錨爪有三處刺漏。3月4日下午，工藝研究所與作業(yè)科、采油區(qū)一起在工具隊(duì)調(diào)查原因，經(jīng)過(guò)對(duì)水力錨試壓，發(fā)現(xiàn)水力錨的8個(gè)錨爪有6個(gè)漏失，打不起壓。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)中原油田明二區(qū)分注管柱失效原因的分析,明確了影響分注管柱失效的主要因素,管柱失效基本分為封隔器失效、油管失效、以及其他井下工具失效等情況。通過(guò)對(duì)具體油井案例進(jìn)行分析，可知導(dǎo)致注管失效的原因包括沒(méi)有有進(jìn)行合理的錨定、注水壓力波動(dòng)過(guò)大、油管質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題以及控水水嘴出現(xiàn)故障等。通過(guò)對(duì)失效原因進(jìn)行探析為后面的管柱優(yōu)化、工藝技術(shù)完善和改進(jìn)以及分注井管提供了依據(jù)。