熱采井油層保護(hù)工藝管柱的研制與應(yīng)用

凌凱

【摘要】河口采油廠熱采井注汽后，一旦需要檢泵作業(yè)和熱洗，因?yàn)橛统硐淳畨毫Ω?，加之入井液溫度低、地層壓力低等原因，容易造成入井液進(jìn)入地層，引發(fā)注汽后高溫地層冷傷害，致使油井產(chǎn)量降低。為此，研制并應(yīng)用了稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱來(lái)避免稠油井入井液對(duì)地層的冷傷害，進(jìn)而提高熱采高產(chǎn)周期，減少熱采作業(yè)費(fèi)用，提高注汽熱采效益。本文介紹了稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱的工作原理、操作規(guī)程及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】入井液 冷傷害 防倒灌 管柱

1 前言

河口采油廠熱采井359口，其中開井312口，年產(chǎn)油51.4萬(wàn)噸。統(tǒng)計(jì)2008-2010年熱采井注汽后生產(chǎn)期間，發(fā)生檢泵作業(yè)27口井，全部發(fā)生了冷傷害，普遍出現(xiàn)液量下降，油量急劇下降，含水快速上升的現(xiàn)象，平均日油由10.2噸下降到3噸，含水平均上升13.8%，其中有12口含水上升10%以上，最大的含水上升達(dá)到56%，單井產(chǎn)量平均下降70%，熱采井生產(chǎn)周期較正常轉(zhuǎn)周周期縮短164天。 入井液冷傷害是導(dǎo)致稠油熱采井產(chǎn)能急劇下降，影響熱采措施效果的主要原因。因此我們研制了稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱來(lái)避免稠油井入井液對(duì)地層的冷傷害，減少熱采作業(yè)費(fèi)用，提高注汽熱采效益。

2 稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱的工作原理

該裝置主要由封隔器、底閥、沉砂管組成，管柱組合（方向由下至上）：

FXf-150底閥+∮76mm油管×20m + FXY445-150注汽井高溫可撈式空心橋塞+∮76mm油管至井口。

2.1 FXY445-150注汽井高溫可撈式空心橋塞座封原理

FXY445-150注汽井高溫可撈式空心橋塞由送封工具、封隔、錨定、步進(jìn)鎖定等機(jī)構(gòu)組成，打壓座封時(shí)，當(dāng)壓力達(dá)到6MPa時(shí)啟動(dòng)活塞右行，推動(dòng)上錐體右行，降卡瓦脹出，卡瓦錨定于套管內(nèi)壁，膠筒壓縮封隔器環(huán)腔，當(dāng)壓力達(dá)到16MPa時(shí)，卡瓦錨定牢固，膠筒脹封完成。當(dāng)壓力達(dá)到20-22MPa時(shí)，送封工具與工具丟開。

主要技術(shù)指標(biāo)：（1）內(nèi)通徑：Ф76mm（2）工作溫度：≤350℃ （3）工作壓力：≤20Mpa （4）坐封壓力：20-23 Mpa （5）解封載荷：60-90KN 。

圖2 FXf-150防倒灌底閥示意圖

FXf-150防倒灌底閥結(jié)構(gòu)：FXf-150防倒灌底閥，由閥體、密封鋼球和彈性復(fù)位簧組成，設(shè)計(jì)8組球及球座，均安裝在側(cè)面，采用強(qiáng)制啟閉方式。

（1）上接頭-1：連接于橋塞下端公扣，其作用：支撐復(fù)位彈簧、聯(lián)接上端管柱。

（2）單流閥-2：裝于缸體內(nèi)部，在泵抽和彈簧彈力作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其作用：防止洗井液倒灌油層。

（3）缸體-3：裝載單流閥，公扣端連接沉降管，其作用：構(gòu)成采用通道，連接沉降管。

F X f - 1 5 0防倒灌底閥規(guī)格：外徑Ф150mm×長(zhǎng)度L298mm 內(nèi)徑Ф76mm 聯(lián)接扣型：上端31/2TBG母扣；下端31/2TBG公扣。

2.3 解封原理

解封時(shí)用∮62油管聯(lián)接專用內(nèi)打撈錨，下至橋塞位置碰撞抓鎖魚頂，上提即可解封。

2.4 沉砂管的優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)調(diào)研稠油注汽井的出砂情況，及防砂效果統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化沉砂管結(jié)構(gòu)為：絲堵+Φ88.9mm×20m。

3 稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱的技術(shù)特點(diǎn)

稠油熱采井油層管柱研制后，對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試，管柱施工示意圖見(jiàn)圖3。

（1）FXY445-150注汽井高溫可撈式空心橋塞、FXf-150底閥能長(zhǎng)期使用于井下，能夠滿足后期檢泵及其他維護(hù)作業(yè)的施工要求。

（2）該工具工作壓力20MPa，膠筒耐溫強(qiáng)度高達(dá)350℃，能夠滿足高溫井的使用要求。

（3）FXY445-150注汽井高溫可撈式空心橋塞設(shè)有抗阻機(jī)構(gòu)，工具遇軟硬阻不座封；解封時(shí)卡瓦強(qiáng)制收回，解封徹底可靠。

（4）FXf-150防倒灌底閥，球及球座安裝在側(cè)面，可避免落物掩埋球座打不開閥而影響正常采油生產(chǎn)。

圖3 稠油熱采井油層保護(hù)管柱示意圖

4 稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱的操作規(guī)程

（1）卡封管柱組合。卡封管柱結(jié)構(gòu)為：絲堵+Φ76mm×20m+FXf防盜灌底閥+Y445-150注汽井高溫可撈式空心橋塞。

（2）要求封隔器坐封位置避開套管接箍2m以上。

（3）用2 7/8TBG油管聯(lián)接橋塞下井，如中途遇軟阻可以反洗井，下井到設(shè)計(jì)位置。

（4）卡封。投∮50mm鋼球沉球至球座。油管正打壓10Mpa、12Mpa、15Mpa各穩(wěn)壓3分鐘，繼續(xù)打壓18Mpa穩(wěn)壓1分鐘，打壓至21Mpa，上提管柱丟手，下探3-4噸，工具無(wú)位移，證明座封可靠。

（5）如若出現(xiàn)坐封失敗或丟手不成功現(xiàn)象，則打撈后，分析失效原因，下入新的一套保護(hù)管柱，重新以上步驟。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益

（1）2011年實(shí)施稠油熱采井防倒灌工藝管柱30套，每套1.2萬(wàn)元，則投資30×1.2萬(wàn)元=36萬(wàn)元。

（2）減少熱采作業(yè)費(fèi)用。2011年熱采水平井作業(yè)為11井次，冷傷害為0井次，按2008-2009年檢泵作業(yè)冷傷害幾率為92.6%計(jì)算，可減少由于冷傷害注汽轉(zhuǎn)周10井次，可節(jié)約注汽作業(yè)費(fèi)用就可達(dá)10井次×70萬(wàn)元/井次=700（萬(wàn)元）。

則措施共創(chuàng)效：700萬(wàn)元-36萬(wàn)元=664萬(wàn)元。

6 結(jié)論

稠油熱采井油層保護(hù)工藝管柱的應(yīng)用，避免了稠油井入井液對(duì)地層的冷傷害，減少了作業(yè)次數(shù)，進(jìn)而提高熱采高產(chǎn)周期；同時(shí)減少了環(huán)保費(fèi)用，提高注汽熱采效益。