井下作業

井下作業

井下作業,是油田勘探開發過程中保證油水井正常生產的技術手段。主要有油水井維修、油水井大修、油層改造和試油。

基本介紹

  • 中文名:井下作業
  • 外文名:downhole operation
  • 作業地點:野外
  • 特點:流動性大,艱苦
  • 主要內容:油水井維修、油層改造、試油
  • 目的:使油水井恢復正常生產
井下作業簡介,油水井維修,試注,油井檢泵,堵水,油水井大修,卡鑽事故處理,井下落物打撈,套管損壞的修理,套管內側鑽,油層改造,酸化,壓裂,試油,試油的概念、目的和任務,試油的一般工序,

井下作業簡介

井下作業
井下作業是油田勘探開發過程中保證油水井正常生產的技術手段。埋藏在地下千米或幾千米的石油和天然氣,是寶貴的地下資源,是國家現代化建設和人民物質文化生活與人類文明發展所不可缺少的重要資源。而油、水井在長期的生產過程中,不停頓地受到地下油、氣、水的腐蝕,逐漸老化,出現各種不同類型的故障,導致油水井不能正常生產,甚至停產。因此,必須對出現問題與故障的油水井進行井下作業,使油水井恢復正常生產。
井下作業是在野外進行,流動性大,環境艱苦,並且是多工種協作施工;石油、天然氣、硫化氫等又是易燃、易爆的有毒物質,生產過程中事故隱患較多,危險性較大,如果防護措施跟不上,不僅影響生產進度和降低施工質量,還可導致職工體質下降,生命受到威脅。因此“安全第一,預防為主”,抓好安全生產是各級生產管理者的重要管理內容之一,應引起高度重視,層層落實安全生產責任制,嚴格執行各項規章制度和井下作業技術操作規程,加大井下作業安全監督機制,把事故隱患消滅在萌芽狀態。嚴守崗位,緊密配合,確保施工人員人身安全、設備安全和作業施工安全。
井下作業內容主要有油水井維修、油水井大修、油層改造和試油

油水井維修

油水井在採油、注水的過程中,因地層出砂、出鹽,造成地層掩埋、泵砂卡、鹽卡,或因管柱結蠟、泵凡爾腐蝕、封隔器失效、油管、抽油桿斷脫等種種原因,使油水井不能正常生產。油水井維修的目的,是通過作業施工,使油水井恢復正常生產。
油水井維修包括:水井試注、換封、測吸水剖面;油井檢泵、清砂、防砂、套管刮蠟、堵水及簡單的井下事故處理等修井作業

試注

油田注水是保持油層壓力的有效手段,是油田長期穩產高產,提高採油速度最終採收率的有效措施。
當油田的注水開發方案確定以後,為了取得各注入層的注入壓力、注入量等有關資料,在正式注水前必須經過一個試注階段。
試註:油井在正式投入注水前,所進行的新井投注或油井轉注的試驗與施工過程叫試注。具體到一口注水井,就是清除新井或油井轉注前的井壁和井底的泥餅、雜物、髒物,並確定出注水井的吸水指數,為實施注水方案打下良好基礎。試注分三個階段,即排液、洗井、轉注及必要的增注措施。

油井檢泵

抽油泵在井下工作過程中,受到砂、蠟、氣、水及一些腐蝕介質的侵害,使泵的部件受到損害,造成泵失靈,油井停產。因此,檢泵是保持泵的性能良好,維護抽油井正常生產的一項重要手段。
油井檢泵的主要工作內容就是起下抽油桿和油管。油層壓力不大,可用不壓井作業裝置進行井下作業,對於有落物或地層壓力稍高的井,可通過壓井後進行井下作業,應避免用泥漿壓井。
檢泵工作中需特別重視的是:準確計算下泵深度,合理組配抽油桿和油管,以及下入合格的抽油桿、油管和深井泵等,這是提高泵效的重要措施。

堵水

油田開發過程中,油層出水會給油田開發工作帶來嚴重影響,甚至降低油田最終開採率。油井出水後,首先確定出水層位,然後採用堵水方法進行封堵。堵水的目的就是在於控制產水層中水的流動和改變水驅油中水的流動方向,提高水驅油效率,力圖使得油田的產水量在一段時間內下降或穩定,以保持油田增產或穩產,提高油田最終採收率
堵水工藝可分為機械堵水和化學堵水兩大類,化學堵水又包括選擇性堵水和非選擇性堵水及注水井調整吸水剖面
1.機械堵水就是用封隔器及井下配套工具卡封油井中的出水層位。這種堵水沒有選擇性,在施工時,配好管柱,使封隔器座封準確、嚴密,才能達到堵水目的。這種堵水方法可以封上層採下層,封下層采上層,或封中間層采兩頭和封兩頭采中間層位。
2.化學堵水就是將化學堵劑注入出水層位,利用堵劑的化學性質或化學反應物在地層中變化生成的物質達到封堵地層出水孔道,降低油井綜合含水。
選擇性堵水是將一些高分子聚合物或一些遇水生成沉澱、凝固的無機物擠入地層中。高分子聚合物中的親水基因遇水後對水有親合力、吸附性,發生膨脹;遇油則收縮,沒有吸附作用。遇水生成沉澱、凝固的無機物則可以封堵地層出水孔道,遇油不會產生沉澱或凝固。
非選擇性堵水大多是靠沉澱顆粒堵塞地層孔道。這種堵水方法既堵出水孔道,也堵出油孔道。

油水井大修

在石油井的生產過程中,往往由於井下事故等原因,使油水井不能正常生產,特別是發生井下卡鑽和井下落物後,將造成油水井的減產或停產,嚴重時使油水井報廢。因此預防井下事故的發生,迅速處理井下事故,是保證油田正常生產的一項重要措施。油水井大修的主要內容包括:井下事故處理,複雜落物打撈,套管修理,側鑽等。
油水井大修作業施工複雜,難度大,操作技術要求高,再者,造成井下事故的原因很多,井下事故類型也很多。常發生的井下事故一般分為技術事故,井下卡鑽事故和井下落物事故三大類。處理時,須查明事故的性質,弄清事故的原因,採取相應的技術措施加以妥善處理。凡屬工藝技術事故,是在工藝過程中發生的,可在施工過程中,針對事故發生的原因預以處理,而井下卡鑽事故和井下落物事故,是影響油、水井正常生產的主要井下事故。也是大量的常見的井下事故,在處理時一般要做好以下幾個方面工作。
1.清楚的掌握井下事故的現狀,弄清是哪一類事故,發生事故的時間、原因,是否進行過處理等。若處理的是井下落物事故,還要弄清落物的形狀、大小、性質等。
2.準確的選擇處理事故的工具、設備。
3.反覆討論制定施工方案,寫出施工設計書。
4.準備好施工用的工具、設備、材料等,進行施工人員的組織、分工等。
5.嚴格按施工設計要求進行施工,施工中一定要謹慎,邊摸索邊乾,做好施工記錄和資料的錄取工作。

卡鑽事故處理

造成卡鑽的原因很多,因而卡鑽的類型也很多,常見的有砂卡、蠟卡、落物卡、套管變形卡、水泥凝固卡等。
1.砂卡處理
對卡鑽時間不長或砂卡不嚴重的井,可採取上提下放井下管柱,使砂子疏鬆解除卡鑽事故。
對於砂卡嚴重井的處理,一是上提時慢慢增加負荷到一定值後,立即下放迅速卸載;二是上提下放活動一段時間後,提緊管柱剎住車,使管柱在拉伸情況下懸吊一段時間,使拉力逐漸傳到下部管柱。兩種形式都可能奏效,但每次活動5~10min應稍停一段時間,以防管柱疲勞而斷脫。
處理砂卡還可採用蹩壓反循環解卡、沖管解卡、大力上提解卡、千斤頂解卡、倒扣套銑解卡等方法。
2.落物卡鑽處理
落物卡鑽是指鉗牙、卡瓦牙、小件工具等落井將井下工具卡住,造成卡鑽。
處理落物卡鑽,切忌大力上提,以防卡死,造成事故複雜化。一般處理方法有兩種:如被卡管柱可轉動時,可以輕提慢轉管柱。將落物擠碎,使井下管柱解卡;如上述方法無效,可用壁鉤撥正魚頂後,再撈落物。
3.解除套管卡鑽
由於增產措施或其他原因使套管變形、破損等,並誤將井下工具下過破損處造成卡鑽。處理時,將卡點以上管柱出,修好套管後才能解卡。

井下落物打撈

1.井下落物類型
按落物名稱性質劃分,井下落物類型主要有:管類落物、桿類落物、繩類落物和小件落物。
2.管類落物的打撈
打撈前應首先掌握油水井基礎數據,即了解清楚鑽井和採油資料,搞清井的結構,套管情況,有無早期落物等。其次搞清楚造成落物的原因,落物落井後有無變形及砂面掩埋等情況。計算打撈時可能達到的最大負荷,加固井架和繃繩坑。還要考慮到撈住落物後,若井下遇卡應有預防和解卡措施等。
常用打撈工具母錐公錐、撈矛、卡瓦撈筒等。打撈步驟為:
⑴下鉛模進行井下探視,了解落物的位置和形狀等。
⑵依據落物情況及落物與套管環形空間大小,選擇合適的打撈工具或自行設計製作打撈工具。
⑶編寫施工設計和安全措施,按呈報手續經有關部門批准後,按施工設計進行打撈處理,下井工具要畫示意圖。
⑷打撈時操作要平穩。
⑸對打撈上來的落物進行分析,寫出總結。
3.桿類落物打撈
這類落物大部分是抽油桿類,也有加重桿和儀表等。落物有落到套管里的,也有落到油管里的。
⑴油管內的打撈
在油管內打撈斷脫的抽油桿比較簡單,如抽油桿脫扣時可下抽油桿對扣打撈或下卡瓦撈筒進行打撈,如果打撈不上來,還可以進行起油管作業處理。
⑵套管內打撈
套管內打撈較複雜,因為套管內徑大,桿類細長,鋼度小,易彎曲,易拔斷,落井形狀複雜等。打撈時,可用帶撥鉤引鞋卡瓦打撈筒或活頁打撈器打撈。當落物在套管內彎曲,可用撈鉤打撈。當落物在井下被壓實而無法撈獲時,用套銑筒或磨鞋磨銑,並用磁鐵打撈器打撈碎屑。
4.小件落物打撈
小件落物種類很多,如鋼球類、鉗牙、牙輪、螺絲等。此類落物雖小但打撈困難極大。打撈小件落物的工具主要有磁鐵打撈器、一把抓、反循環打撈籃等。

套管損壞的修理

油田開採的中後期,隨著生產時間的加長,作業、修井次數增加,先後將出現套管損壞的情況。套管損壞後,必須及時修復,否則會導致井下事故的發生。
1.套管損壞的檢查測量
套管檢查的主要內容有:套管的內徑變化,套管的質量、壁厚、套管內壁的狀況等。此外,還要檢查和確定套管接箍的位置等。
2.變形套管的修復
變形套管用整形的辦法修復。
⑴梨形整形器(又叫脹管器
將脹管器下至變形井段,依靠鑽具的沖脹力,將變形部位逐步脹開。每次可以脹大的橫向距離只有1~2mm,更換工具次數多。
⑵套管整形器
這種工具使用較多,是比較好的一種整形器。
套管整形器是用以修復井內套管有壓扁、凹陷等變形,使之恢復其接近正常狀況的一種專用工具。
套管整形器由偏心軸,其上裝有上、中、下三個輥子和一個錐體頭,以及固定錐體頭的滾珠和絲堵等組成。將此工具下入套管變形部位之上,進行旋轉並施加以適當的壓力,迫使錐體頭和輥子以很大的橫向力,向外擠壓套管的變形管壁,使之達到正常的直徑與圓度
套管刮削器:套管刮削器用以清除油井套管內部的任何沉積物,不平整物或毛刺,以便為以後的操作掃除障礙。
3.套管補貼
對套管穿孔或裂縫的井可以採用補貼措施修復,修復後的套管內徑要縮小約10mm左右,一次施工可補貼10~70m,補貼套管尺寸從Ф60mm~Ф273mm,補貼深度從5m至3900m。
⑴補貼管
補貼管壁厚一般為3mm的無縫鋼管,縱向有大波紋,管外纏有0.12mm厚的玻璃絲布,用環氧樹脂膠結,每根管長3m。使用時,下管長度可根據設計要求在現場進行焊接,下井前外壁塗環氧樹脂。
⑵補貼工具
主要由扶正器、滑套、上擊器、水力錨、活塞筒,固定活塞、活塞、上頂頭,活塞桿、拉伸管及脹管器等件組成。

套管內側鑽

套管內側鑽主要是修復井下有嚴重故障的油井。此類複雜井用一般方法處理是很難見效的。必須利用套管側鑽技術修復,使死井復活,提高油井利用率。
套管內側鑽就是在油水井的某一特定深度固定一個定斜器,利用斜面造斜和導斜作用,用銑錐在套管的側面開窗,從視窗另鑽新井眼然後下尾管固井的一整套工藝。套管內側鑽工藝是定向鑽井工藝在油水井大修上的運用。
套管內側鑽的主要工具有定斜器、送斜器、銑錐、鑽頭、丟手接頭、固井膠塞等。

油層改造

酸化

油層的酸化處理是有效的增產措施,特別是對碳酸鹽油層,更有重要意義。
酸化是將要求配製的酸液注入到油層中,溶解掉井底附近地層中的堵塞物質,使地層恢復原有的滲透率溶蝕地層岩石中的某些組分,增加地層孔隙,溝通和擴大裂縫延伸範圍,增大油流通道,降低阻力,從而增產。
1.碳酸鹽地層的鹽酸處理
碳酸鹽地層的主要礦物成分是方解石白雲石,其中方解石含量大於50%的稱為石灰岩類,白雲石含量大於50%的稱為白雲岩類。碳酸鹽地層的儲集空間分為孔隙和裂縫兩種類型。碳酸鹽地層的酸處理,就是要解除孔隙,裂縫中的堵塞物質或溶解部分方解石,白雲石,擴大溝通地層原有的孔隙,裂縫,提高滲透性能。
鹽酸酸化原理:碳酸鹽地層的酸處理所用的酸液主要是鹽酸,鹽酸能溶解油層中的碳酸鹽類,生成一種可溶性的鹽類,用自噴或抽汲排液方式,將反應後的殘酸和可溶物質排到地面,增大油流孔道,提高滲透率
2.砂岩地層的土酸處理
砂岩地層由砂粒膠結物組成。砂粒主要是石英和長岩,膠結物主要為粘土和碳酸鹽類。砂岩的油氣儲集空間和滲流通道就是砂粒和砂粒之間未被膠結物完全充填的孔隙。
砂岩地層的增產措施通常用水力壓裂的方法,對於膠結物較多或堵塞嚴重的砂岩油氣層,也常採用以解堵為目的的常規酸化方法。但它與碳酸岩的酸化有區別,只能通過酸液溶解砂粒之間的膠結物和部分砂粒,或者溶解孔隙中的泥漿堵塞物以提高、恢復井底附近地層的滲透率。由於地層含泥質較多,含碳酸鹽較少,油井泥漿堵塞較為嚴重而泥漿中碳酸鹽含量較低。因此砂岩地層酸處理普遍用土酸處理。
土酸酸化原理:鹽酸與氫氟酸的混合液稱土酸。土酸中的鹽酸可以溶解油層中碳酸鹽和一部分鐵質,鋁質;土酸中的氫氟酸可以溶解砂岩油層中的矽酸鹽礦物和粘土礦物。反應生成的氣體氟化矽和水均可排到地面,以解除地層中粘土堵塞和泥餅,從而增加近井地帶的滲透率。
3.排酸
為了防止殘酸在地層中停留時間過長發生沉澱,反應後立即開井排酸。開井能自噴的,採用控制放噴排液,若不能自噴應及時採用抽汲、混排等方式排液。

壓裂

油層水力壓裂簡稱為油層壓裂或壓裂。它是利用水力傳壓的方法把油層劈開形成一條或數條裂縫,加進支撐劑,使其不閉合,從而改造油層物性,達到油井增產,注水井增注的目的。
1.油層壓裂的作用和原理
⑴壓裂的目的和作用
油層壓裂的目的。在於改造油層的物理結構和性質,在油層中形成一條或數條高滲透的通道,從而改變油流在油層中的流動狀況,降低流動阻力,增大流動面積,使油井得到增產,水井得到增注。
其作用:通過壓裂可改造低滲透油層,解決油田層間矛盾,解除油層堵塞等。
⑵油層壓裂的基本原理
利用液體傳壓的性質,在地面利用高壓泵組,向井內高速注入高粘液體,當注入速度大於地層的吸收速度時,在井底逐漸形成高壓,當井底壓力超過地層應力和岩石的抗張強度時,地層就產生裂縫或使原有微小裂縫張開,形成裂縫。隨著高壓液體不斷注入,裂縫不斷擴展和向地層深部延伸。當液體的注入速度與地層的滲透速度相等時,裂縫就不再擴展和延伸,此時停泵,裂縫就會重新閉合,為了使裂縫不重新閉合,向裂縫中填入具有一定強度和粒度的支撐劑,停泵後,裂縫就不會重新閉合。這樣就改善了近井地帶的滲濾條件,使油井增產,水井增加注入量。
2.壓裂施工
⑴走泵
現場用清水,各車輛一起發動。一方面把泵及管線中的空氣排掉,便於上水,二是檢查各車輛的工作情況。
⑵試壓
目的是檢查井口總閘門以上的設備、井口、地面的連線管線能否承受高壓作用。試壓值為施工設計最高壓力的1.2~1.5倍,壓力上升到試壓值後2~3min下降為合格。
⑶試擠
打開井口總閘門,啟動1~2部壓裂車將壓裂液擠入油層,目的是檢查井下管柱及井下工具工作是否正常,觀察地層吸液能力及壓力。
⑷壓裂
在試擠中,當排量正常,壓力穩定後,開動所有壓裂車高壓大排量泵入前置液,使壓力逐漸上升,達到油層破裂壓力。顯示壓開裂縫的標誌是排量增大,泵壓降低。壓開後觀察二、三個點(5~10min)確認地層已形成裂縫,再加砂。
⑸加砂
裂縫形成,泵壓及排量穩定後便可加砂,加砂比由小到大。
⑹替擠
加砂完後,立即替擠,將井筒內攜砂液全部擠入地層,防止砂堵,砂卡現象。
以上工序全部完成後,關井擴散壓力並水化,然後抬井口、探砂面、沖砂至人工井底排液並進行效果觀察。

試油

試油的概念、目的和任務

試油工作就是利用一套專門的設備和方法,對通過鑽井取芯,測井等間接手段初步確定的油、氣、水層進行直接測試,並取得目的層的產能、壓力、溫度和油、氣、水性質等資料的工藝過程。
試油的主要目的在於確定所試層位有無工業性油氣流,並取得代表它原始面貌的數據,但在油田勘探的不同階段,試油有著不同的目的和任務。概括起來,主要有以下四點:

試油的一般工序

一口井完鑽後即移交試油,試油隊接到試油方案,首先必須做好井況調查,待立井架、穿大繩、接管線、排放丈量油管等準備工作之後,就可以開始施工。一般常規試油,比較完整的試油工序包括通井、壓井(洗井)、射孔、下管柱、替噴、誘噴排液、求產、測壓、封閉上返等。當一口井經誘噴排液仍未見到油氣流或產能較低時,一般還需要採取酸化、壓裂等增產措施。
1.通井
一口井試油前一般要求下通井規通井。通井規外徑小於套管內徑6~8mm,大端長度要求不小於0.5m。一般要通至射孔油層底界以下50m,新井要通至人工井底,老井及有特殊要求的井要按工藝設計施工。
2.壓井、洗井
⑴壓井
壓井的目的是把井下油層壓住,使其在射孔或作業時不發生井噴,保證試油和作業安全順利地進行。同時又要保證施工後油層不因為壓井而受到污染損害。壓井時若壓井液密度過大,或壓井液大量漏入油層,少則影響油層的正常生產,延長排液時間,嚴重者會把油層堵死,致使油層不出油。如果壓井液選擇的密度過低不能把油層壓住,在施工中會造成井噴。因此,施工中應當注意合理選擇壓井液的密度和壓井方式,使壓井工作真正做到“壓而不死,活而不噴,不噴不漏,保護油層”。
①壓井液選擇
根據油層穩定靜壓值計算壓井液密度。
對新井試油作業,可按鑽開油層時的泥漿密度壓井
②壓井方法
現場常用的壓井方法主要有灌注法、循環法和擠壓法。
灌注法:即往井內灌注一段壓井液就可以把井壓住。對一些低壓低產油層上返試油時採用。
循環法:這種方法現場套用較多。它是把配好的壓井液泵入井內進行循環,將密度大的液體替入井筒,從而把井壓住。循環壓井法按進液方式不同又分正循環和反循環兩種工藝。正循環壓井的優點是對油層回壓小,相對來說對油層污染小,缺點是對高油氣比井、氣井、高產井,壓井液容易氣浸而造成壓井失敗。反循環壓井,一般現場採用較多,尤其對壓力產量較高的井比較適用。一開始先循環清水,然後大排量反循環泥漿,當泥漿進油管鞋時,控制井口,直到進出口泥漿性能一致,壓井容易一次成功。反循環的缺點是對油氣層回壓大,相對來說對油層污染較嚴重。施工中若循環不通,嚴格禁止硬蹩,將泥漿擠入油層。
擠壓法:對事故井或井內無油管井不能構成循環時,常用此法。方法是先打清水墊子,然後用泥漿擠壓,泥漿擠入深度應在油層頂部以上50m,擠完關井一段時間後,開井放噴,觀察壓井效果。重複擠壓時必須將前次擠入泥漿噴淨後進行。
洗井就是將油管下入一定深度,然後把洗井液泵入井內,在油管與套管環形空間構成循環,不斷沖洗井壁和井底,把髒物帶出地面,保證井筒和井底的清潔。在清水壓井射孔前、壓裂或酸化等增產措施施工前、打水泥塞(注灰)前、油層砂埋或井底沉砂較多時均要洗井。
洗井方式通常採用正循環和反循環洗井兩種。正循環洗井沖洗強,容易沖開井底髒物和沉砂,但洗井液在環形空間上返速度慢,因而攜帶髒物能力較小。反循環與正循環相反,沖洗能力弱,攜帶髒物的能力強。但對油層的回壓大,不利於保護油層。
選擇哪種洗井方式較好,是根據油井的具體情況和設計要求而選擇,有時正反循環結合交替洗井,採用正循環沖開井底沉積泥砂、水泥塊等,再採用反循環將髒物帶出。
洗井過程也和壓井一樣,應該注意可能發生的現象,及時分析和判斷作出相應的措施。如洗井時遇有較大漏失應立即停止洗井。
3.射孔
射孔就是用電纜或油管將專門的井下射孔器送入套管內,射穿套管及管外水泥環,並穿進地層一定深度的井下工藝過程。
射孔的目的是建立地層與井眼的流通孔道,使地層流體進入井內。
常用的射孔方式有普通射孔、過油管彈射孔和無電纜射孔。勝利油田常用的射孔器類型有57—103、73、85、51型及勝利油田生產的SSW-78型過油管彈等。
⑴普通射孔
這種射孔方式是相對過油管彈射孔而言。就是壓井後起出井內油管,再下入射孔器在套管內射孔的方法。常用的槍型是57—103、85、73型等有槍身射孔器,射孔深度是根據油層和套管接箍來確定射孔油層的準確深度。
採用普通射孔時,井筒內必須灌滿壓井液。射孔前必須裝上防噴裝置,如防噴閘門等。
⑵過油管彈射孔
過油管彈射孔是一種不壓井射孔工藝。它是將尾端帶有喇叭口的油管下到所需射孔井段以上,然後將射孔器從油管下入,經喇叭口下入到油層井段位置,進行射孔。
採用過油管彈射孔時,井口上裝有液壓防噴盒,不需要泥漿壓井,而且一般可以做到負壓射孔,減少射孔中壓井液對油層污染。對一些低壓油層,為了做到負壓射孔,可採用降低井內液柱的辦法。使靜液柱壓力低於地層壓力,從而達到負壓射孔
採用過油管彈射孔,油管底部必須下有喇叭口,且喇叭口外徑不得小於100mm,內徑85~90mm,並且須有圓角。油管下至油層附近短套管以上30~50m。
⑶無電纜射孔
無電纜射孔又稱油管輸送式射孔,是在油管柱尾端攜帶射孔器下入井內進行射孔的一種方法(簡稱TCP)。其原理是根據油井所要射孔的油氣層的深度、位置,用有槍身射孔器全部串連在一起聯接在管柱的尾端,形成一個硬連線的管串下入井中。通過在油管內測得放射性曲線或定位短節方法,確定射孔井段,然後引爆。為了實現負壓射孔,在引爆前可以通過降低井內液面或打開事先下人的封隔器下的通道口閥,使射孔井段液柱壓力低於地層壓力,以保護射開的油氣層
4.下管柱
一個油層經射孔打開後,要及時下入測試管柱。按井下情況,施工設計要求的不同,管柱結構分光油管、封隔器、測試儀等幾種管柱類型。
⑴光油管管柱
下光油管底部應帶十字架或防掉工作筒。設計要求用過管彈射孔的井,油管底部要帶喇叭口。油管深度在正常情況下,應完成於油層中上部。射開厚度很小時可完成在油層頂部。裸眼完成井一般油管完成在套管鞋底部。
封隔器管柱
①單封隔器管柱試油
現場使用時有兩種管柱結構:一種是用單封隔器帶篩管進行單層試油,封隔器卡在已試油層和待試油層之間,管柱底部帶絲堵,篩管對準油層。另一種是用單封隔器帶配產器分試兩層,投撈堵塞器分別測試兩層。
②雙封隔器管柱分層試油
下入雙級封隔器將射孔層分隔三層,對三個油層投撈堵塞器分別測試。
除上述兩種封隔器分層試油管柱外,還可下三級封隔器分試三層、四層油層。由於投撈工序麻煩,油田很少用。
管柱下入深度要求:預計不出砂層,各級配產器下至油層中部或頂部。預計可能出砂層,封隔器儘量靠近測試層底界,各級配產器緊接在封隔器之上。
③地層測試管柱
裝好各種儀表、測試工具,按測試管柱順序連線下入井內。下鑽過程中要輕提慢下,嚴禁猛剎猛放,防止封隔器中途座封,確保測試閥始終保持關閉狀態。
管柱下入預定的位置後,裝好井口控制頭和地面管線,加壓座封封隔器。
5.誘噴
無論是射孔井還是裸眼井試油前井內一般都充滿著泥漿或其他壓井液,因而油層與井底之間沒有油氣流動。只有經過誘噴排液,降低井內液柱對油層的回壓,在油層與井底之間形成壓差,使油氣從油層流入井內,才能進行求產、測壓、取樣等測試工作。
誘噴排液常用的方法有替噴,抽汲、氣舉、混排、放噴等。不管採用哪種方法,其實質都是為了降低井內液柱高度和減小井內液體密度。
⑴替噴
替噴就是用密度較小的液體將井內密度較大的液體替換出來,從而降低井內液柱壓力的方法。一般現場常用清水替出泥漿,有時為了保護油層,也採用輕質油進行替噴。替噴方法有一次替噴和二次替噴。
①一次替噴法把油管下到距人工井底以上1m左右,用清水把泥漿一次替出,然後上提油管至油層中部或上部。這種方法只適用於自噴能力不強,替完清水到油井自噴之間還有一段間歇,來得及上提油管的油井。
②二次替噴先將油管下到距人工井底以上1m左右,替入一段清水把泥漿替到油層頂部以上,然後上提油管至油層中部裝好井口,最後用清水替出油層頂部以上全部泥漿。這種方法適用於替噴後即可自噴的高壓油井。
經過替噴後,油井仍不能自噴時,可採用抽汲法進行誘噴排液
抽汲就是利用專門的抽子,通過鋼絲繩下入井中上下往復運動,上提時把抽子以上液體排出井口,同時在抽子下部產生低壓,使油層液流不斷補充到井內來。抽汲時是用一部通井機上纏鋼絲繩,鋼絲繩通過地滑車、天車再與繩帽與加重桿連線,加重桿下接抽子,這樣就構成一套抽汲系統。
勝利油田抽汲用的抽子主要是兩瓣抽子。
⑶氣舉
清水替噴後,油井仍不能自噴。也可採用氣舉誘噴。氣舉法就是利用壓風機向油管或套管內注入壓縮氣體,使井內液體從套管或油管中排出。
①普通氣舉法分正舉和反舉。正舉就是利用壓風機從油管內注入高壓壓縮氣體,液體從套管返出。反舉就是高壓壓縮氣體由油套管環空間進入,液體從油管返出。
②氣舉孔氣舉法為了加快排液速度,深井試油可利用氣舉孔氣舉法排液。氣舉孔氣舉法就是根據井深和液面高度以及壓風機的排量和工作壓力,在油管的不同深度配上帶有不同小孔徑的短節,將井內液體分段舉出。施工時,用壓風機向套管注入高壓壓縮氣體,當壓縮氣體到達氣舉孔深度時,一部分氣體從小孔進入油管,使油管內液體混氣降低密度。與此同時,一部分壓縮氣體繼續下行頂替套管中的液體,當油管內混氣達到一定程度時,在氣流攜帶下將液體噴出,這樣逐級分段將井筒液體排出。
③氣舉加抽汲法利用套管氣舉,油管同時進行抽汲的舉抽混合排液法也是現場行之有效的排液方法。使用時應注意邊舉邊抽,連續排液;井淺和管柱帶有氣舉孔時,注意防止舉通時頂抽子事故發生。
⑷混氣水排液
混氣水排液是通過降低井筒內液柱密度的方法來降低井底回壓。其方法是從套管用壓風機和水泥車同時注氣和泵水,替置井內液體。由於氣量和水量的比例不同,注入的混氣水密度就不一樣。使密度從大到小逐級注入,井底回壓也隨之逐漸下降,從而在地層和井底間建立足夠壓差,達到誘導油流的目的。
⑸放噴
一口井經排液誘導自噴後,即可進行放噴。放噴的目的是排除井筒積液,使油層暢通達到正常出油。根據油層產能高低可採用井口閘門或裝油嘴控制、油套管倒換放噴。放噴中若發現油層出砂,應立即裝油嘴控制。放噴合格標準為:
(6)非自噴井求產
非自噴井根據油層供液能力大小和流體性質不同,可選用抽汲和氣舉法求產。
①抽汲求產按地層供液能力大小採用定深、定時間、定次數進行抽汲,使動液面始終保持在一定深度。這樣連續求得兩天的油水穩定產量及油水分析樣品,產量波動範圍小於20%。
②氣舉求產把油管完成在某一位置,採用定深、定時、定壓氣舉,求得油層產液量。氣舉周期由油層供液能力確定。連續求得兩個日周期以上產量。
對稠油井可將油管提到一定位置,用熱水將原油替出計量,然後用壓風機將油管鞋以上水掏空,等液面上升後再替出原油來計量,連續注得三個周期產量。此法只能粗略求得近似產量,地層是否出水無法落實。
(7)低產井求產
低產井是指低於工業油流標準的井,由於地層供液能力差,採用上述非自噴井求產方法有一定困難。一般要求這類井經混排、舉抽後,將液面降至要求掏空深度範圍內,可採用測液面配合井底取樣的方法確定產能。
①根據液面上升計算產液量
②進行井下取樣落實水性
③反洗井計量產油量
6.測壓
測壓是測試的一個重要環節,自噴井求產合格後,下壓力計測流壓,然後關井測壓力恢復,壓力恢復穩定則不再測靜壓,否則再下壓力計補測靜壓。非自噴井根據要求,求產前或求產後等井口壓力恢復穩定,需下壓力計實測油層靜壓。
7.封閉上返
一個試油層試油結束後,若需封閉上返其他層位時,可按井下情況和方案要求確定上返方法。一般應儘量使用井下封隔器。除此以外常用的封閉方法有注灰、填砂壓膠木塞、橋封、電纜式橋塞等。
注灰是目前分層試油中封閉水層最常用的方法。作法是將油管下至預計水泥塞底界,將計算好的水泥漿替到預計位置,然後上提油管到預計水泥塞面反循環,將多餘的灰漿沖洗掉,最後上提油管,關井候凝
為了保證施工安全,提高注灰成功率,注灰時井下應清潔,液面平穩無氣侵、無漏失。灰漿嚴格按試驗配方配製並攪拌均勻。替灰漿用的液體應與井內液體密度一致,並要準確計量,替完水泥漿後應上提油管至要求水泥塞面以上1m左右反循環洗井。反洗後上提油管不少於50m(5根)。注灰後的口袋一般不少於10m。試壓時,清水正加壓12MPa,或泥漿正加壓15MPa,30min壓降小於0.5MPa為合格。

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