油井小修工程設(shè)計(jì)優(yōu)化與管理

譚艷杰

摘要：油田開發(fā)過程中，伴隨著開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，油井井下技術(shù)狀況異常復(fù)雜，套變、套斷、出砂出泥漿、結(jié)垢腐蝕等情況逐年惡化，大幅提升油井正常生產(chǎn)及免修期水平存在一定的困難。要提升老井免修期，重點(diǎn)在小修工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化與管理，本文通過研究油井小修工程設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，對(duì)老油井提升免修期起到關(guān)鍵作用。

關(guān)鍵詞：油井;免修期;方案設(shè)計(jì)

1.油井小修工程優(yōu)化設(shè)計(jì)必要性分析

工程方案質(zhì)量主要由方案設(shè)計(jì)質(zhì)量、材料質(zhì)量、施工質(zhì)量及采油管理四方面綜合影響，由于這四個(gè)環(huán)節(jié)目前存在著眾多問題，一個(gè)環(huán)節(jié)有問題，致使整個(gè)油井工程方案及管理存在問題，導(dǎo)致作業(yè)后油井免修期短，造成油井作業(yè)費(fèi)用及管理難度的提升，因此有必要對(duì)油井小修工程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和管理。

2.油井小修工程設(shè)計(jì)優(yōu)化與管理

建立階段管理模式及技術(shù)，由上述四個(gè)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)點(diǎn)控制，主要由井況診斷和分析、故障識(shí)別、參數(shù)設(shè)計(jì)、工序設(shè)置、舉升配套技術(shù)、建立設(shè)計(jì)管理體系。

2.1轉(zhuǎn)變井況分析模式，建單井評(píng)價(jià)體系

原來模式為人工查詢：井井修井臺(tái)帳查作業(yè)原因、因素等;油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查最大井斜角、造斜點(diǎn);查歷次作業(yè)監(jiān)督記錄井筒描述等。

現(xiàn)在模式為網(wǎng)絡(luò)綜合分析：建立單井井身軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)，認(rèn)清井身狀況，建立單井井下技術(shù)狀況圖，認(rèn)清井筒狀況，建立單井井液資料庫(kù)，認(rèn)清井液狀況。

建立單井井身軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)，認(rèn)清井身狀況.通過建立油井井身軌跡平臺(tái)，平臺(tái)主要包括科學(xué)設(shè)計(jì)，內(nèi)容主要包括新井桿柱附件、老井評(píng)價(jià)調(diào)整，解決了避免籠統(tǒng)使用的問題;預(yù)測(cè)與預(yù)警部分主要是建立受壓井段預(yù)測(cè)、偏磨井段預(yù)警，主要是建立提示危險(xiǎn)井段的目的;分段配置部分主要是建立油井泵與井斜的配置、腐蝕偏磨配置，提高耐磨性能;磨損分析模塊主要是建立描述表觀原因和偏磨實(shí)質(zhì)因素分析，認(rèn)識(shí)偏磨實(shí)質(zhì)問題，通過上述油井井身軌跡平臺(tái)的建立與應(yīng)用，有效從源頭上解決設(shè)計(jì)過程中方案的準(zhǔn)確性。

（1）建立單井井下技術(shù)狀況圖，認(rèn)清井筒狀況

油井井況圖是以圖幅的形式，直觀展示該井各種井下狀況所發(fā)生的位置、井段、程度。目的是通過井況圖清晰描述井下情況，實(shí)現(xiàn)油井個(gè)性化治理;圖形組成有井身軌跡曲線、磨損、結(jié)垢、腐蝕、結(jié)蠟柱狀圖;程度劃分為一般井段和嚴(yán)重井段，用不同顏色區(qū)分。

（2）建立單井井液監(jiān)測(cè)資料庫(kù)，認(rèn)清井液狀況

調(diào)查監(jiān)測(cè)：現(xiàn)狀調(diào)查：結(jié)垢或腐蝕周期、速度、厚度、井?dāng)?shù)、區(qū)塊分布等;資料收集：收集鋼種、油、氣、水、污水、水源水的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);樣品收集：收集典型井的油樣、水樣和油井垢樣、管線垢樣。

測(cè)試研究：水質(zhì)化學(xué)成分檢測(cè)分析：確定水樣各種離子含量，確定水樣礦化度、水型和結(jié)垢傾向測(cè)定和結(jié)垢趨勢(shì)判定等;細(xì)菌和氣體檢測(cè)分析：確定硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌、異養(yǎng)菌含量;確定溶解氧、硫化氫、二氧化碳含量;水質(zhì)配伍性試驗(yàn)：測(cè)定結(jié)垢速度、種類、垢量;結(jié)垢產(chǎn)物成分分析：確定垢樣組成、含量，分析結(jié)垢主要原因;結(jié)垢試驗(yàn)及機(jī)理研究：對(duì)結(jié)垢機(jī)理研究，確定結(jié)垢主要影響因素。

藥劑篩選：阻垢劑、防腐劑的篩選;阻垢率、防腐率等測(cè)定;藥劑的適應(yīng)性評(píng)價(jià);配伍性能能評(píng)價(jià);藥劑綜合性能評(píng)價(jià)。

應(yīng)用實(shí)例：測(cè)試某采油廠八個(gè)區(qū)塊24口井，跟蹤監(jiān)測(cè)235口井。明確了八個(gè)區(qū)塊腐蝕結(jié)垢類型;特別是六隊(duì)腐蝕主要以硫酸鹽還原菌為主，伴隨輕微的電化學(xué)腐蝕;篩選出合適殺菌劑。

采油xx隊(duì)：2017年之前每年檢泵平均97井次，治理后降為50井次左右，下降48.5%。免修期從2017年314天延長(zhǎng)到640天。平均年減少作業(yè)費(fèi)130萬(wàn)元，減少材料費(fèi)和減少影響產(chǎn)量等創(chuàng)效228萬(wàn)元。

2.2轉(zhuǎn)變故障識(shí)別模式，建單井診斷體系

原故障識(shí)別模式：一是經(jīng)驗(yàn)法，憑經(jīng)驗(yàn)判斷，一般僅對(duì)典型的故障有效;二是模板法，建立典型故障井示功圖圖版，診斷井與之對(duì)比分析;三是綜合法，示功圖、憋壓、生產(chǎn)現(xiàn)象等綜合判斷，但對(duì)不出液井容易誤診。

現(xiàn)故障識(shí)別模式：一是建立全部井診斷圖版，形成單井病例;二是建立疑難井診斷圖版，分析特征規(guī)律;三是完善故障井診斷模式，特征識(shí)別判斷。現(xiàn)有的故障分析模式與原故障分析模式主要區(qū)別在于，原模式針對(duì)性差，現(xiàn)有 的模式快速準(zhǔn)確進(jìn)行判斷。

（1）建立全部井診斷圖版，形成單井病例

組成：標(biāo)準(zhǔn)圖版、各類故障圖版。內(nèi)容：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、日產(chǎn)液、示功圖、動(dòng)液面、電流、壓力、井口呼吸、作業(yè)核實(shí)等。

原則：選用不同故障類型典型圖、同故障類型不同特征的典型圖。

（2）建立疑難井診斷圖版，分析特征規(guī)律

2.3轉(zhuǎn)變參數(shù)設(shè)計(jì)模式，實(shí)行一體化設(shè)計(jì)

原模式：一是經(jīng)驗(yàn)法，憑借經(jīng)驗(yàn)誰(shuí)，一般對(duì)一個(gè)參數(shù)調(diào)整，缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念;二是API法，API法，以載荷最低作為選擇機(jī)采參數(shù)的依據(jù)，即優(yōu)先考慮使抽油機(jī)受力小的采油參數(shù)。三是能耗設(shè)計(jì)，不僅滿足產(chǎn)量要求而且能耗低、系統(tǒng)效率高、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)?，F(xiàn)模式一是建立較高偏磨周期和系統(tǒng)效率一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包含分析泵效與能耗關(guān)系，確定經(jīng)濟(jì)泵效，分析偏磨與井身關(guān)系，井身調(diào)整參數(shù)。通過現(xiàn)在一體化的設(shè)計(jì)思路和方法，建立防磨與系統(tǒng)效率兼顧的一體化設(shè)計(jì)模式。通過以下五個(gè)步驟的分析與分析，確定合理的參數(shù)與生產(chǎn)方式。建立模型：以合理流壓為基礎(chǔ)，建立供、排液及兩者關(guān)系模式;產(chǎn)量預(yù)測(cè)：不同泵、參數(shù)下產(chǎn)液、油量預(yù)測(cè);指標(biāo)預(yù)測(cè)：不同組合耗電量、系統(tǒng)效率、軸向載荷、載荷比預(yù)測(cè);評(píng)價(jià)：對(duì)不同參數(shù)組合偏磨周期、系統(tǒng)效率效益評(píng)價(jià);參數(shù)確定：通過上述分析與對(duì)比，找出最佳參數(shù)組合及確定生產(chǎn)方式。

2.4優(yōu)化工序設(shè)置

原有的模式：一是超過一年未探作業(yè)井必須探砂面;二是措施井必須有探砂、刮套工序;三是死油多井每次作業(yè)時(shí)熱水沖洗井筒;先轉(zhuǎn)變?yōu)椋阂皇歉鶕?jù)油井出砂速度，合理減少探砂次數(shù)，而死根據(jù)油井結(jié)垢速度，合理確定清垢次數(shù);三是根據(jù)油品物性溫度，合理確定清洗參數(shù)。

依據(jù)上述原則：根據(jù)分析油井出砂速度和出砂分布區(qū)域，2018年減少探砂27井次。2018年新井投產(chǎn)68口井，使用試井車軟探砂面11口井，減少了光管探砂11井次。2018年縮徑管柱壓裂井共計(jì)38口，取消刮套24井次。2018年對(duì)高結(jié)垢措施井直接掃鉆12井次，避免刮套和打印12井次。

熱水到達(dá)死油段溫度高于死油段蠟熔點(diǎn)的采用熱水沖洗井筒，共實(shí)施14口井。熱水到達(dá)死油段溫度低于死油段蠟熔點(diǎn)的，采用加清蠟劑、刮蠟與熱水沖洗相結(jié)合的方式，實(shí)施4口井。

2.5 轉(zhuǎn)變舉升配套模式，適應(yīng)性分析調(diào)整

原模式：一是僅對(duì)井筒防治設(shè)計(jì)基本不考慮地面設(shè)計(jì);二是泵及附件設(shè)計(jì)與井況結(jié)合較少;三是扶正器設(shè)計(jì)間距、井段和井況基本不考慮。

轉(zhuǎn)變模式：一是舉升方式進(jìn)行評(píng)價(jià)和調(diào)整，適應(yīng)井下工況，油井舉升方式和參數(shù)對(duì)檢泵周期有著直接影響。

舉升方式和參數(shù)要適應(yīng)井下技術(shù)狀況。適應(yīng)性分析要圍繞深井泵、井身軌跡和生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行。對(duì)于井斜造成的桿管偏磨：二是泵及附件工具進(jìn)行調(diào)整呢個(gè)，適應(yīng)井下工況;三是扶正器選用優(yōu)化調(diào)整，適應(yīng)井下工況。直井段不加裝扶正器;造斜段全程加裝扶正桿，并在側(cè)向力偏大的位置配套安裝扶正接箍;

穩(wěn)斜段適當(dāng)放大扶正桿的安裝間距，每隔三根或五根常規(guī)抽油桿加一根扶正桿，對(duì)于拐點(diǎn)大處加裝扶正接箍。

2.6完善設(shè)計(jì)管理體系，搭建新設(shè)計(jì)平臺(tái)

搭建采油工程數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要由靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和歷史數(shù)據(jù)構(gòu)成;建立應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化，提升工作效率，提高資料利用率。

3.效果及結(jié)論

1）井筒管理水平顯著提升，油井免修期逐步延長(zhǎng)，某XX老區(qū)達(dá)到672天，同比前年延長(zhǎng)92天;

2）定量定性定工序和油井準(zhǔn)確診斷減少作業(yè)環(huán)節(jié)，作業(yè)占井周期明顯下降，同比前年降低22%，同比去年降低7.2%;

3）現(xiàn)有的模式，有效提高了井筒管理和工程方案效果和質(zhì)量。