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        井下動態(tài)液面監(jiān)測壓井技術在J35-5井的應用

        2015-04-17 02:24:38朱克祥
        江漢石油職工大學學報 2015年1期
        關鍵詞:壓井液壓井環(huán)空

        朱克祥

        (中石化江漢石油工程有限公司井下測試公司,湖北 武漢430040)

        建南地區(qū)的含硫化氫天然氣氣井由于地層壓力虧空,經常給修井時的壓井施工作業(yè)帶來困難,加大了井控的安全風險。在以往大多采用“灌飽”的方式給地層不斷補充壓井液,即便是順利完成了施工作業(yè),但是氣井的產能卻下降了。針對建南地區(qū)的天然氣井,急需一個既能保證施工作業(yè)中的井控安全,又能盡可能少灌注壓井液的施工作業(yè)方法。因此,本文提出了EM液面監(jiān)測動態(tài)壓井技術。

        1 井下動態(tài)液面監(jiān)測技術

        施工作業(yè)中井控安全是非常重要的。由于地層的虧空,循環(huán)入井的壓井液常因為負壓而不會反出地面,而在井筒的某個深度相對穩(wěn)定成為井下液面。在沒有動態(tài)液面監(jiān)測技術之前,人們無法獲知井下動態(tài)液面的變化,不能做到以合理的壓井液、合理的方式進行灌注,為了抑制地層流體的上竄,往往采用高密度壓井液過量地進行灌注,這樣的做法對地層的傷害非常大。

        動態(tài)液面監(jiān)測的目的相當于用眼睛看井下液面的變化狀況,解決了漏失井環(huán)空液面的控制問題,可以確定合理的灌注密度、灌注量以及灌注時間。同時,對井筒動態(tài)液面的實時監(jiān)測從井口轉移到井下,提高了現(xiàn)場對油氣井控制的能力,能夠科學地進行灌注作業(yè),準確地計算地層壓力,確保井控安全、降低儲層污染和節(jié)約壓井液。

        常用的液面監(jiān)測方法有下鋼絲帶電子壓力計監(jiān)測和地面聲納液面監(jiān)測,前者需要專用帶鋼絲車輛,測試時間長、存在安全隱患、不能監(jiān)測環(huán)空液面;后者準確性不高、壓力高時就無法監(jiān)測。

        現(xiàn)場施工作業(yè)的動態(tài)液面監(jiān)測的要求是:誤差??;滿足現(xiàn)場作業(yè)實時監(jiān)測要求;操作簡便、對現(xiàn)場作業(yè)沒影響;能監(jiān)測動態(tài)液面;氣侵關井時,能進行高壓監(jiān)測。EM液面監(jiān)測系統(tǒng)基本符合了現(xiàn)場施工的多方面要求。

        EM液面監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理(圖1)是:①發(fā)射信號:發(fā)射槍通過壓差產生聲波在井筒中傳播、反射;②接收處理:EM液面監(jiān)測儀接收反射信號并分別處理;③信號解釋:計算液面深度。

        圖1 EM液面監(jiān)測工作原理圖

        2 井況介紹

        J35-5井是開發(fā)井,完鉆井深4 155m。預測其地層壓力26.34MPa、溫度92.5℃。該井酸壓后投Φ56.5mm球打壓3次,均未打開連通閥。分析認為:球卡在滑套上,導致油管流動通道及循環(huán)通道不通。采用套管生產方式投產,投產時油壓0MPa,套壓11.9MPa,在生產過程中產氣量基本保持穩(wěn)定,日均產氣量6.95×104m3,間斷性產少量水。

        2011年12月,該井在進行更換管柱施工作業(yè)時鋼絲在井口處提斷。不壓井作業(yè)起油管時,由于含硫氣井對不壓井設備的材質要求較高,現(xiàn)有作業(yè)設備抗硫等級較低,且在起管柱的放噴過程中,壓力、產量均上升,作業(yè)風險高,放棄不壓井起管作業(yè),維持套管生產現(xiàn)狀。不壓井作業(yè)后,油管阻塞未解除,井筒殘留兩個油管堵塞器,斷落鋼絲2 000m。2013年7月,對該井進行連續(xù)油管打撈鋼絲和射孔作業(yè),撈出落井鋼絲316.5m,在上提連續(xù)油管過程中,多次出現(xiàn)遇卡,最大遇卡噸位為19t不能解卡,起出后,發(fā)現(xiàn)馬達上部拉斷,井下落魚為:馬達Φ43mm×1.9m+ 扶正短接 Φ72mm×0.1m+ 內撈矛Φ38.1mm×0.61m=2.61m。隨后停止打撈作業(yè),繼續(xù)維持套管生產(圖2)。

        圖2 J35-5井井身結構圖

        隨著生產時間的延長,套管在長期生產的過程中由于遭受腐蝕,使安全風險進一步增加。同時該井不僅存在油管通道堵死、管內落物多,還有天然氣硫化氫含量高、地層漏失嚴重、無壓井循環(huán)通道等狀況,經過反復論證、考察,最終選定使用井下動態(tài)液面監(jiān)測壓井技術對J35-5井進行復產作業(yè)施工。

        3 施工關鍵點分析及處置措施

        3.1 動管柱前壓井

        在動管柱壓井前主要采取井下液面監(jiān)測動態(tài)壓井方法測取安全時間。通過實時使用液面監(jiān)測系統(tǒng)進行環(huán)空液面監(jiān)測的同時,泵車從油套環(huán)空擠入壓井液至套壓落零后,持續(xù)不斷的給油套環(huán)空補水,在井內無氣上竄的情況下觀察,測取有效安全時間并監(jiān)測環(huán)空液面的變化。

        2014年9月3日的施工情況:8∶30-9∶30反擠活性水33m3,泵壓5↓0MPa,排量350~500l/min;9∶30-4日8∶00用150l/min的排量從油套環(huán)空累計灌水100m3,井內無流體返出。此種壓井方法可以保證24小時的工作安全。通過環(huán)空液面監(jiān)測,液面基本維持在1 380~1 400m,根據(jù)液面監(jiān)測數(shù)據(jù)計算出漏失速度大概在每小時3.4m3。

        3.2 施工中壓井方案

        根據(jù)測得的有效安全時間,在施工中進行適當調整,增加一定的補水量,盡量縮短補水周期。同時,為了有效使用此種壓井方式,必須保證水源的給水供應。具體措施如下:①每天根據(jù)施工情況,每6個小時增大排量至350l/min,每次從油套環(huán)空擠入活性水30m3,每次擠入完畢后,仍保持50l/min排量進行持續(xù)灌水。②環(huán)空液面監(jiān)測,如液面深度有變化則根據(jù)實際情況進行補水。實際施工中按上述方案實施,壓井效果較好。同時根據(jù)實際情況,考慮到后期排水困難,在動態(tài)液面沒有大幅度下降的情況下,進行適當減少灌注量。

        4 結論與認識

        1)在易漏失地區(qū)修井作業(yè)施工過程中進行液面監(jiān)測,有利于保證井控安全,有利于節(jié)省堵漏時間,有利于為壓井作業(yè)提供依據(jù)。

        2)井下動態(tài)液面監(jiān)測技術操作簡便,對現(xiàn)場作業(yè)沒影響,監(jiān)測位置靈活,監(jiān)測誤差小,可以實現(xiàn)環(huán)空帶壓監(jiān)測。

        3)井下動態(tài)液面監(jiān)測可快速估算井底壓力,判斷井筒內液面變化情況,為下步措施進一步提供依據(jù)。

        [1]張朝暉.采油井動態(tài)液面測量技術研究[J].傳感技術學報,2007,20(5):1180-1183.

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