高溫高壓深井試油完井探析

高程

【摘 要】在高溫高壓深井作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用試油完井技術(shù)，可以有效縮短試油周期，提高試油效率。論文主要對(duì)我國(guó)油田高溫高壓深井試油測(cè)試工作展開探討，指出高溫高壓深井試油完井的特點(diǎn)，對(duì)高溫高壓深井試油工作的問(wèn)題進(jìn)行探究，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望能夠全面提升深井試油完井工作效率，保障企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

【Abstract】The application of oil test completion technology in high temperature and high pressure deep well operation can effectively shorten oil test cycle and improve oil test efficiency. This paper mainly discusses the high temperature and high pressure deep well oil test work in China's oil fields， points out the characteristics of high temperature and high pressure deep well oil test completion， probes into the problems of high temperature and high pressure deep well oil test work， and puts forward the corresponding solutions， it is hoped that this can comprehensively improve the efficiency of deep well oil test completion and ensure the economic benefits of enterprises.

【關(guān)鍵詞】高溫高壓;深井試油;試油完井

【Keywords】 high temperature and high pressure; deep well oil test; oil test completion

【中圖分類號(hào)】TE273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）04-0152-02

1 引言

高溫高壓深井通常指的是井底溫度高于150℃，井口壓力大于70MPa或者井底壓力大于105MPa的油井。高溫高壓油井與常規(guī)油井相比，試油和完井的作業(yè)難度較大，風(fēng)險(xiǎn)因素較多，需要特別注意高溫高壓深井試油工作的工作流程，防止安全事故的發(fā)生。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，石油開采和石油測(cè)試技術(shù)也得到了迅猛的進(jìn)步，但在油井作業(yè)過(guò)程中仍然存在一定的問(wèn)題，下面針對(duì)高溫高壓深井試油完井工作的特點(diǎn)和作業(yè)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探析，并指出針對(duì)性的解決措施。

2 高溫高壓深井試油完井工作的特點(diǎn)

高溫高壓深井作業(yè)與其他的油井作業(yè)有很大不同，隨著石油技術(shù)和機(jī)械水平的不斷發(fā)展，一般采用相同管柱完成多種任務(wù)的方法進(jìn)行精細(xì)的勘測(cè)，保證勘測(cè)的速度和效益。我國(guó)高溫高壓深井作業(yè)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、油井深度大、高溫、高壓以及生產(chǎn)作業(yè)聯(lián)作等特點(diǎn)，由于深井油井深度較大，需要在尾部掛上管柱進(jìn)行測(cè)試。深井有著比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，增加了套管損傷的可能性，而且還會(huì)有一定的安全隱患。深井油層作業(yè)過(guò)程中相對(duì)來(lái)說(shuō)不確定因素較多，不僅有高壓高滲現(xiàn)象，還有低滲高壓現(xiàn)象，都給試油準(zhǔn)備和套管正常工作帶來(lái)一定的影響。高溫高壓深井的深度一般在6000m左右，有的深井深度能夠達(dá)到9000m，試油作業(yè)時(shí)需要使用套管技術(shù)，由于后期的作業(yè)必然會(huì)磨損之前下入深井的技術(shù)套管，影響試油測(cè)試效果，所以要及時(shí)更換磨損的套管，保證套管的強(qiáng)度。井下管柱對(duì)壓力、溫度、流體密度、摩擦力等因素的敏感性較大，容易受到外部環(huán)境和外力的干擾，產(chǎn)生變形，影響使用效果，管柱的鼓脹效應(yīng)、溫度效應(yīng)和活塞效應(yīng)導(dǎo)致的變形也會(huì)影響工作的安全性和可靠性，降低深井試油工作效率，增加測(cè)試成本[1]。

深井試油過(guò)程受到高溫、高壓和高應(yīng)力等因素的影響，套管容易受力不均勻，出現(xiàn)擠毀現(xiàn)象，還會(huì)導(dǎo)致油井開關(guān)壓力過(guò)大，引起井內(nèi)壓力不正常的增加，出現(xiàn)套管破裂問(wèn)題，影響測(cè)試結(jié)果，出現(xiàn)測(cè)試不成功，射孔和套管破損等問(wèn)題。在高溫高壓深井作業(yè)過(guò)程中，通常會(huì)采用多種項(xiàng)目聯(lián)合作業(yè)的形式進(jìn)行，整個(gè)試油工作過(guò)程包括測(cè)試、酸化、氣舉等，以高壓低滲井為例，在測(cè)試排液后期下部套管會(huì)承受很大的壓力差，有較大的擠毀風(fēng)險(xiǎn)，一般通過(guò)儲(chǔ)層改造的方式降低套管機(jī)會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，但此時(shí)套管又會(huì)承受很大的內(nèi)壓，也會(huì)引起射孔套管的破裂。當(dāng)在管柱位置處大排量注入酸化劑時(shí)，管柱溫度降低而大幅縮短，開始測(cè)試之后，由于溫度的升高，管柱又伸長(zhǎng)。所以在實(shí)際進(jìn)行測(cè)試酸化作業(yè)時(shí)，要根據(jù)管柱軸向縮短變形的實(shí)際情況合理設(shè)置封隔器，避免封隔器密封性能受到影響，保證測(cè)試結(jié)果[2]。

3 高溫高壓深井試油完井工作存在的問(wèn)題和解決方案

3.1 套管損壞

高溫高壓深井試油完井過(guò)程中，封隔器、套管、下井管柱等井下工具、直讀試井電纜、油嘴和地面管匯等也都出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題。套管損害主要包括擠毀、竄漏、卡槍這三種現(xiàn)象，套管擠毀主要出現(xiàn)的原因可能是由于技術(shù)問(wèn)題使得套管多處嚴(yán)重磨損，清水替漿導(dǎo)致內(nèi)外壓差，超過(guò)剩余強(qiáng)度而產(chǎn)生較大磨損。主要解決方案為進(jìn)行磨損評(píng)價(jià)，確定完井液密度。套管的卡槍可能原因是由于射孔套管強(qiáng)度降低，應(yīng)力不均勻?qū)е绿坠茏冃?，需要綜合考慮套管的強(qiáng)度和產(chǎn)量，對(duì)射孔進(jìn)行優(yōu)化。產(chǎn)生竄漏現(xiàn)象的可能原因是井下套管磨損破裂，溶洞和裂縫發(fā)育地層難以固定套管，主要防治方案是加強(qiáng)井筒評(píng)價(jià)[3]。

3.2 油管損壞

油管損壞常見的五種現(xiàn)象包括油管井口擠毀、油管井底擠毀、油管塑性螺旋彎曲、外壁磨損、破裂等。油管井口擠毀可能出現(xiàn)的原因是油管在軸向拉伸力的作用下，排擠強(qiáng)度降低。主要防治方案是控制返排速度和環(huán)空壓力。油管井底擠毀可能原因是油管受到軸向拉伸力的作用，降低了油管工作強(qiáng)度，主要對(duì)策為控制環(huán)空壓力。油管外壁磨損可能發(fā)生的原因是由于管柱彎曲，高產(chǎn)流體造成低頻振動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)的彎曲，使得磨損進(jìn)一步加劇，主要防治方案是控制產(chǎn)量，降低油管下部軸向壓力。油管塑性螺旋彎曲的可能原因是虛構(gòu)力、軸向壓力和應(yīng)力過(guò)大，防治方案為控制泵壓和內(nèi)部壓力。油管產(chǎn)生破裂的原因主要為使用粗牙卡瓦，卡體式油井油管受到比較嚴(yán)重的破損，使得油管強(qiáng)度降低，盈利減少。解決措施是通過(guò)無(wú)壓痕管線對(duì)油管進(jìn)行上扣處理[4]。

3.3 封堵器破損

油井射孔測(cè)試聯(lián)作封隔器中心管斷裂可能發(fā)生的原因是由于管柱軸向力和壓力過(guò)大，主要對(duì)策為加厚中心管，延時(shí)射孔。封隔器跨過(guò)失敗可能出現(xiàn)的原因是生產(chǎn)壓差過(guò)大和跨距過(guò)大，導(dǎo)致跨距間工具損壞，主要對(duì)策為在測(cè)試之前要合理確定壓差和跨距，對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行詳盡的勘測(cè)，得到有關(guān)施工數(shù)據(jù)。封隔器失封可能原因?yàn)榇笈帕克釅菏沟镁聹囟冉档统潭冗^(guò)大，使管柱出現(xiàn)縮短情況，解決措施為加大坐封壓縮距離和坐封載荷，在必要時(shí)可以加伸縮管。油嘴損壞的主要表現(xiàn)為刺漏，原因是由于油嘴上下游壓差較大，對(duì)此可采取多級(jí)節(jié)流方案。電纜損壞的主要形式為井口斷裂，原因是橫向載荷和電纜自重桿自重過(guò)大，軸向沖擊過(guò)大，電纜承受能力無(wú)法滿足載荷要求而出現(xiàn)斷裂情況。主要防治對(duì)策為雙級(jí)節(jié)流。

高溫高壓完井工作還存在套壓升高的問(wèn)題，主要原因有封隔器設(shè)計(jì)失誤、油管被卡瓦咬傷、強(qiáng)度降低、油管抗擠強(qiáng)度降低等，主要采取的對(duì)策為加強(qiáng)油井入管規(guī)范，加大對(duì)測(cè)試員工的培訓(xùn)和管理工作，提高員工對(duì)安全作業(yè)生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)，明確施工流程和施工方案，加大對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制，以有效解決施工問(wèn)題，保障施工安全有序的進(jìn)行。

4 高溫高壓試油完井工程相關(guān)建議

在實(shí)際試油的過(guò)程中，需要采用動(dòng)態(tài)試油完井管柱力學(xué)分析的方法進(jìn)行試油操作，油井試油完井過(guò)程包括下管柱、射孔、酸壓、排液、開關(guān)井等多個(gè)過(guò)程。在試油完整的過(guò)程中，套管和井下管柱都處在動(dòng)態(tài)載荷的作用之下，但由于研究方法有限，目前只考慮靜態(tài)工序參數(shù)進(jìn)行研究。在使用過(guò)程中，還需要完成管柱減震和振動(dòng)分析工作并進(jìn)行動(dòng)態(tài)試油完井管柱力學(xué)仿真模擬計(jì)算，得到專業(yè)的試油測(cè)試參數(shù)和數(shù)據(jù)。然后需要對(duì)試油完井系統(tǒng)進(jìn)行壓力分析，選擇合適的井下工具和井口等級(jí)，合理組合油嘴和壓力分配，減少測(cè)試過(guò)程中磨損的影響。此外，還需要對(duì)完井工藝進(jìn)行研究，我國(guó)一直以來(lái)對(duì)完井投產(chǎn)作業(yè)的重視程度不足。隨著復(fù)雜油田的開采越來(lái)越多，完井投產(chǎn)作業(yè)難度也越來(lái)越大，開采過(guò)程中對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高，出現(xiàn)的問(wèn)題也不斷增加。我國(guó)絕大多數(shù)企業(yè)完井投產(chǎn)作業(yè)的方案，缺乏專業(yè)的理論依據(jù)，嚴(yán)重缺乏自主技術(shù)，僅靠盲目地引入國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，和工具服務(wù)商提供的選擇進(jìn)行生產(chǎn)，缺乏有效的工具設(shè)備維護(hù)和檢查措施，對(duì)實(shí)際測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的施工管理工作監(jiān)督不到位，難以保證最終施工質(zhì)量，質(zhì)量控制體系形同虛設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行高溫高壓深井試油完井作業(yè)過(guò)程中，由于受到井下高壓高溫等外界環(huán)境的影響，完井試油過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。在實(shí)際作業(yè)時(shí)要根據(jù)具體情況分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并找出科學(xué)合理的解決措施，全面分析井下工具壓差升高和磨損的主要問(wèn)題，引入先進(jìn)的完井試油生產(chǎn)技術(shù)，提高我國(guó)油井作業(yè)工作的安全性和可靠性，確保高溫高壓深井試油完井工作能夠有序科學(xué)的進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】

【1】曹銀萍，黃宇曦，于凱強(qiáng)，等.基于ANSYS Workbench完井管柱流固耦合振動(dòng)固有頻率分析[J].油氣井測(cè)試，2018，27（01）：1-7.

【2】董光.深井鉆完井施工難點(diǎn)與技術(shù)對(duì)策[J].西部探礦工程，2018，30（06）：90-91.

【3】賀秋云.中石油高溫高壓試油測(cè)試裝備研發(fā)現(xiàn)狀[J].鉆采工藝，2018，41（03）：9-11+5.

【4】邱金平，張明友，才博，等.超深高溫高壓含硫化氫氣藏高效試油技術(shù)新進(jìn)展[J].鉆采工藝，2018，41（02）：49-50+94.