孤東采油廠套損井綜合治理技術(shù)課件

1、孤東采油廠套損井綜合治理技術(shù) 目 錄一、開發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機理三、套損井綜合修復治理技術(shù)四、套損井防治措施 二區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)四區(qū)三區(qū)九區(qū)一區(qū) 孤東采油廠轄區(qū)面積370km2，已探明含油面積85.1km2，探明石油地質(zhì)儲量31402104t，管理著孤東、紅柳、新灘三個油田，其中孤東油田探明地質(zhì)儲量26533104t，紅柳油田2012104t，新灘油田2857104t。自1986年5月孤東油田投入開發(fā)以來，已經(jīng)高速高效開發(fā)了20年。截止2005年12月，動用地質(zhì)儲量28934104t，標定可采儲量8296104t，采收率28.7%，綜合含水94.9%，已累積產(chǎn)油7270.4519104t

2、，采出程度25.13%，可采儲量采出程度87.64%，剩余可采儲量采油速度24.84%。 一、 開發(fā)現(xiàn)狀 二區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)四區(qū)三區(qū)九區(qū)一區(qū) 截止截止2006年12月，采油廠共有投產(chǎn)油水井2956口，開井2579口，關(guān)井377口。油井總數(shù)2521口，開井數(shù)1953口，日產(chǎn)液水平11.98104t，日產(chǎn)油水平6931t，綜合含水94.2%，關(guān)井568口；注水井總數(shù)1012口，開井數(shù)679口，日注水平9.34104m3，關(guān)井333口。一、開發(fā)現(xiàn)狀 孤東油田油藏埋藏淺，地層膠結(jié)疏松，易出砂。隨著油田進入高含水開發(fā)的后期，開發(fā)條件不斷惡化，套損問題日趨嚴重，特別是近年來套損速度明顯加快，套損井數(shù)以每年6

3、0口左右的速度遞增，套管平均使用壽命為8-10年，最短的僅幾個月。目前油田套損井數(shù)達到1029口，占孤東油田油水井總數(shù)的26.7%。 一、開發(fā)現(xiàn)狀 套損井分類彎曲71.7%錯斷17.8%縮徑4.9%破裂3.0%穿孔漏失2.7%孤東油田歷年來油層套管損傷井統(tǒng)計表(20061231)分類總井數(shù)套管彎曲套管錯斷套管破裂套管縮徑套管穿孔年度合計油井水井小計油水小計油水小計油水小計油水小計油水19863311111119875544111988101088111119891815314122211111119901916312102541221991211921313321211331992373072

4、319411833319937861175540151817143111199431229261974311119953319142312114313121122199621129118364211112219974735123627964221122111998543915372611853321115519997751265333201411321142244200099554477413613765321133200195494674363893643111761200261243748173184432111112003573225331617151057522112004418331

5、71161331011472005105426369234617898262119812006117556267244322121019136963累計1029602427701390311181112697744332518745387孤東油田歷年來油層套管損傷井柱狀圖 套變位置井數(shù)套變類型射孔上界以上20米至井口范圍 射孔上界至以上20米范 圍射 孔 井 投射孔下界至以下20米范 圍射孔下界以下20米至井底范圍合 計上部中部下部彎曲 4710 4 528錯斷 12 24 452210 3 1 117破裂 7 7 581 1 29 縮徑 5 4 731 20漏失 2

6、1 21合計 8614 5 715 孤東油田油層套管損傷位置在井身剖面上分布統(tǒng)計表21.3%563口78.7%近年來，針對油層套損井類型和套管損壞的程度，積極著力開展了套損井綜合治理工藝技術(shù)的探索，并取得了較好的效果，使部分套損井恢復了生產(chǎn)，為老油田提高采收率，提供了技術(shù)支持。(統(tǒng)計715口井）目 錄一、開發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機理三、套損井綜合修復治理技術(shù)四、套損井防治措施 二、油層套管損傷的機理1、地層出砂是造成油層套變的主要因素 油層出砂形成空洞后，由原來油層承受的重力除了空洞中流體承受一部分外，相當一部分轉(zhuǎn)嫁給了套管，當WP0時，即當轉(zhuǎn)嫁力達到或超過套管的

7、極限強度時，套管失穩(wěn)，產(chǎn)生彎曲變形，嚴重的甚至造成套管錯斷。 W驗證套管彎曲的薄皮管 2、完井質(zhì)量差引起油層套管的損壞1）、固井質(zhì)量問題 導致套管損壞 2）、鉆井完井不合格引起油層套管損壞 絲扣損壞引起套管漏失固井質(zhì)量差，局部井段水泥混漿，造成水泥壞與套管固結(jié)不牢，是造成套管變形的直接原因 1）、大型防砂施工油管絲扣漏失對套管的傷害 2）、重復射孔對油層套管的傷害 3、作業(yè)生產(chǎn)過程中對套管損壞的影響油層套管內(nèi)壁被沖蝕穿孔油層套管錯斷3）、套銑、磨銑施工對油層套管的傷害4）、其它作業(yè)施工對油層套管造成的傷害 套銑時帶出的井內(nèi)油層套管4、生產(chǎn)過程對油層套管的傷害1）、注水過程泥巖吸水蠕變造成套管傷

8、害2）、孔眼不完善或采液強度過高造成油層套管傷害 V孔=4Q/*n*h*d2 Q日產(chǎn)液量 n孔密 h射開井段的厚度 d射開孔眼直徑5、注汽熱采對油層套管的傷害注汽熱采對油層套管的傷害 1）油層出砂套管周圍形成空洞，套管受熱應力后將發(fā)生失穩(wěn)變形。 2）蒸氣吞吐使套管反復加熱、冷卻熱疲勞損傷套管。 3）注汽封隔器失效，使套管過熱增大熱應力作用，可使套管變形損壞。 4）鉆井完井預拉應力未達熱應力要求導致套管變形。 5）固井質(zhì)量很差，有局部空穴，在熱應力作用下套管應力集中的薄弱部位發(fā)生損壞。 6）注汽參數(shù)不合理，熱應力導致套管變形損壞 7）套管接箍外水泥失效，接箍受熱應力作用，絲扣密封能力下降，導致套

9、管漏失。 注汽熱采對油層套管的傷害KD5X18目 錄一、開發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機理三、套損井綜合修復治理技術(shù)四、套損井防治措施 三、套損井綜合修復治理一）套管穿孔漏失的修復治理 三種修復技術(shù)對于表層套管以下水泥返高以上油層漏失的井采用下大套管套銑油層套管至漏點以下，然后倒扣換套管的修復工藝。對于表層套管以內(nèi)油層套管漏失的井采用倒扣換油層套管的修復工藝對于水泥返高以下油層套管穿孔漏失的井采用套管補貼和水泥漿化學封堵修復工藝1、套管補貼工藝的應用 孤東油田套管補貼工藝常用兩種方法:波紋管補貼工藝和襯管補貼工藝波紋管補貼工藝襯管補貼工藝1)補貼工藝的技術(shù)指標 項 目套管規(guī)范（mm）工具外徑（m

10、m）管子壁厚（mm）補貼后通徑（mm）耐 壓（MPa）波紋管補貼 139.7 118 3 114 15 177.8 154 3 152 15襯套補貼 139.7 118 7 101 45 177.8 150 7 134 45 通過對比可以看出，波紋管補貼工藝的套管井徑損失較小，雖然抗壓強度低，但也能滿足孤東油田一般防砂井的需要；襯管補貼工藝的套管井徑損失較大，但抗壓強度高，能滿足孤東油田沙河街不出砂井的需要。波紋管補貼工藝和襯管補貼工藝技術(shù)對比（見表三）2）補貼工藝的現(xiàn)場應用情況 我們利用襯管補貼工藝施工4口井，其中對孤東281-1井進行了補貼施工，該井139.7mm套管,層位:S3,井段:3

11、456.1-3460.0米,漏點2310.10米,補貼前，由于套管漏失，一直高含水，采用襯管補貼后，套管試壓20.0Mpa合格, 投產(chǎn)后日產(chǎn)油4.8噸，含水降到17.5%，取得了較好的效果。 近年來，我們采用波紋管補貼工藝在孤東油田3口井上進行了施工（見表四），特別是在6-24-2514油井上施工效果較明顯，該井油層套管177.8mm，漏點614.38-614.90米，由于套管漏失嚴重，地層大量出粉細砂，防砂工藝無法實施，造成該井長期不能正常生產(chǎn)。該井補貼后，采用干灰防砂措施后，恢復了生產(chǎn)，目前累計產(chǎn)油1640噸。井號井別套管內(nèi)徑(mm)漏 段(m)補 貼 段 (m)補貼后通徑(mm)試壓(M

12、Pa)效果26-495水159.4425.0-426.2423.5-427.515212.0合格24-2434油159.4928.5-928.6925.5-930.715212.0合格24-2514油159.4614.4-614.9612.3-616.315212.0合格表四：波紋管補貼工藝施工情況統(tǒng)計表 3）補貼工藝施工的技術(shù)關(guān)鍵 補貼施工的關(guān)鍵問題是要找準漏點，目前孤東油田套管找漏常用的方法有同位素找漏及封隔器找漏，同位素找漏由于受套管接箍連接處附著的油泥對同位素吸附作用的影響，測得的曲線峰值多，漏點不易判斷，而用封隔器找漏，所找漏點誤差較小，目前多用封隔器確定漏點。 2000年以來我們利

13、用化學封堵工藝對油層套管深部漏失的井實施封堵22口井，套管清水試壓12.0MPa均合格，成功率100%，同時配合分割高壓充填防砂工藝，使22口井恢復了生產(chǎn)，平均單井日增油4.2噸，日注水180m3。 2、化學封堵工藝的應用3、表層套管內(nèi)換油層套管工藝的應用 2000年以來，對表層套管內(nèi)漏失的油層套管采取了換套管工藝，現(xiàn)場實施21口井，成功率100%，經(jīng)過我們多口井的現(xiàn)場應用，已配套完善出了一套適合孤東特點的換套工藝，具體操作步驟是： 壓井通井找漏卡封套管倒扣套管對扣起出卡封管柱試壓通井換環(huán)形鋼板裝好井口4、過泵卡封工藝 該工具有上下封隔器組成，中間可根據(jù)設(shè)計要求配備不同規(guī)范的管子，達到卡漏下泵

14、生產(chǎn)的目的。二)油層套管彎曲變形治理 油層套管彎曲后，嚴重限制了分層注采及防砂措施的實施，目前還沒有有效的修復油層套管彎曲的工藝方法，為了挖掘這部分井的生產(chǎn)潛力，我們在機械整形、打通道等修套工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)完善了“FP”防砂，預充填雙層割縫管，高壓充填防砂、液體化學防砂、不留塞化學防砂等用于套管彎曲井的防砂工藝方法。“FP”防砂是大排量、高攜砂比的一種顆?；瘜W防砂和機采排砂工藝相配套的工藝方法，它對填補虧空，恢復油層對上覆巖體的部分支撐能力有一定的作用，該技術(shù)已在現(xiàn)場應用9口井，成功率 100%。對于彎曲位置在油層井段部位的井，采用預充填雙層割縫管及繞絲高壓充填防砂工藝，現(xiàn)場實施23口井，成

15、功率100%。在水井上采用液體化學防砂工藝實施15口井，取得了較好的效果。三）油層套管縮徑損傷的治理 套管縮徑治理技術(shù)主要有脹管器整形和爆炸整形兩種方法。2001年我們采用爆炸整形技術(shù)在孤東油田8-20-X6井上進行了施工，該井射孔后，在射孔井段發(fā)現(xiàn)套管縮徑，決定采用爆炸整形技術(shù)，但因為爆炸能量與實際需要量的關(guān)系難以掌握，爆炸整形的效果并不明顯. 三）油層套管縮徑損傷的治理 1、沖脹法（1）原理：利用鉆柱傳遞動力，使梨形脹管器在鉆桿及配重鉆鋌快速下放作用下產(chǎn)生向下的沖擊擠脹力，對套管變形、錯斷部位進行沖擊（頓擊）、擠脹。在連續(xù)不斷的沖擊、擠脹作用下，變形、錯斷部位套管逐漸被擠脹而恢復到原徑向尺

16、寸或基本恢復、復位到原徑向尺寸。 三）油層套管縮徑損傷的治理 1、沖脹法（2）施工步驟洗井、壓井，安裝作業(yè)井口。試提原井管柱，倒出原井管柱。檢測套損狀況。選擇整形方式與工具，下整形工藝管柱。整形，更換大一級差脹管器整形。通井驗證脹管效果。 三）油層套管縮徑損傷的治理 2、旋轉(zhuǎn)碾壓法 （1）原理：利用鉆具傳遞轉(zhuǎn)盤扭轉(zhuǎn)動力帶動旋轉(zhuǎn)碾壓整形工具（偏心輥子整形器和三錐輥子整形器）轉(zhuǎn)動，在一定的鉆壓下，旋轉(zhuǎn)對變形部位的套管整形碾壓、擠脹，在不斷的連續(xù)碾壓、擠脹作用下，變形部位的套管逐漸恢復到原徑向尺寸。 三）油層套管縮徑損傷的治理 2、旋轉(zhuǎn)碾壓法 （2）施工步驟洗井、壓井，安裝作業(yè)井口。試提原井管柱，倒

17、出原井管柱。檢測套損狀況。選擇整形方式與工具，下整形工藝管柱。整形，更換大一級差整形器整形。通井 三）油層套管縮徑損傷的治理 3、旋轉(zhuǎn)震擊整形法（1）原理：利用鉆桿及配重鉆鋌傳遞轉(zhuǎn)盤扭轉(zhuǎn)動力，帶動旋轉(zhuǎn)沖擊式脹管轉(zhuǎn)動，因工具結(jié)構(gòu)設(shè)計中整形頭為一螺旋形曲面等分成三個高低不同折臺肩，故而鉆柱轉(zhuǎn)動一周，工具的錘體即對整形頭有三次震擊，從而對變形部位產(chǎn)生三次沖擊擠脹。 三）油層套管縮徑損傷的治理 2、旋轉(zhuǎn)碾壓法 （2）施工步驟洗井、壓井，安裝作業(yè)井口。試提原井管柱，倒出原井管柱。檢測套損狀況。選擇整形方式與工具，下整形工藝管柱至變形井段以上1-2m，開泵循環(huán)。下放鉆柱使工具接觸變形點，上提鉆柱使開式下?lián)?/p>

18、器處于半開半閉狀態(tài)。低轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)鉆柱工具，整形。更換大一級差工具繼續(xù)進行整形，直至完成設(shè)計要求。用鉛模通至人工井底。 三）油層套管縮徑損傷的治理 4、燃爆整形法及步驟(1)原理：將具有一定綜合性能的炸藥用管柱或電纜送到井內(nèi)預整形復位井段后，經(jīng)校深無誤，投撞擊棒或接通電源，引爆雷管炸藥。炸藥爆炸后產(chǎn)生的高溫高壓氣體及強勁的沖擊波在套管內(nèi)的介質(zhì)中傳播，當沖擊波和高溫高壓氣體達到套損部位套管內(nèi)表面時，則產(chǎn)生徑向向外的壓力波。這種壓力波使套損井段的套管向外擴張，從而達到整形復位的目的。 三）油層套管縮徑損傷的治理 4、燃爆整形法及步驟 (2)施工步驟1）洗井、壓井，安裝鉆臺。2）起原井管柱或倒出原井管柱

19、，打撈落物。3）核對套損狀況及深度。4）藥性、藥量及引爆方式選擇。5）組裝整形擴徑工具，下整形工具。6）引爆雷管炸藥整形擴徑。7）檢測整形、擴徑效果，通井。8）沖洗碎彈片。9）打撈套損點以下落物。10）通井至人工井底，檢測整形井段，為下部加固方式選擇提供依據(jù)。 目 錄一、開發(fā)現(xiàn)狀 二、油層套管損傷的機理三、套損井綜合修復治理技術(shù)四、套損井防治措施 針對孤東油田套損井變形機理及已套變井現(xiàn)狀，做好以下兩方面的工作： 一是做好套管損壞的預防工作 二是加大對已發(fā)生套損井的修復治理力度 四、套損井防治措施 1、油層套管損傷的預防措施套管損壞的預防措施主要應作兩方面的工作 一是如何防治套管受力超過套管屈服極限強度 二是提高套管強度來增強承載能力。1）提高鉆井完井施工質(zhì)量,滿足地層應力的需要提高鉆井固井質(zhì)量，確保油層套管與地層環(huán)空內(nèi)的水泥環(huán)固結(jié)良好 建議在油層部位及油層上界井段50m范圍內(nèi)采用P-110鋼級的套管為防治套管接頭絲扣處密封失效，可采用