張磊，李傳昌，梁珀，王波，馬海粟

（1.中國石化華東分公司采油廠，江蘇泰州225300；2.中國石化華東分公司工程技術(shù)管理處，江蘇南京210019）

射采聯(lián)作工藝在蘇北工區(qū)的應(yīng)用

張磊1，李傳昌2，梁珀1，王波1，馬海粟1

（1.中國石化華東分公司采油廠，江蘇泰州225300；2.中國石化華東分公司工程技術(shù)管理處，江蘇南京210019）

針對蘇北工區(qū)復(fù)雜斷塊油氣藏壓力系統(tǒng)復(fù)雜、強(qiáng)水敏的油藏特點(diǎn)，改進(jìn)桿式泵、采用延時分級起爆技術(shù)以及尾聲彈檢測技術(shù)，成功應(yīng)用于陳2-2井，形成了蘇北工區(qū)射采聯(lián)作工藝。該工藝具有簡化現(xiàn)場施工工序、降低修井成本、減少污染等優(yōu)點(diǎn)，從而改善開發(fā)效果。

射采聯(lián)作；延時分級起爆技術(shù)；蘇北工區(qū)

射采聯(lián)作技術(shù)是指新井投產(chǎn)或老井上返生產(chǎn)時，TCP射孔與下泵采用一趟管柱完成。該工藝適合于高壓、高氣油比、低滲透地層以及強(qiáng)水敏性地層，工藝可實(shí)現(xiàn)射孔、下泵作業(yè)一體化，既簡化了施工工序，又降低修井成本，并能有效防止井噴事故，還能避免對地層的二次污染，是一種經(jīng)濟(jì)適用的工藝[1]。該工藝在全國多個油田推廣應(yīng)用，并針對油藏的不同特征，形成了相應(yīng)的配套技術(shù)[2-5]，如河南油田研發(fā)了射采聯(lián)作泵，大慶油田套管液壓引爆、油管液壓引爆及油管內(nèi)投棒引爆三種射采聯(lián)作工藝，江蘇油田為滿足小泵校深需要研發(fā)了放射信號強(qiáng)、外徑32 mm的GR校深儀等。

蘇北工區(qū)斷裂系統(tǒng)發(fā)育，受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場控制，不同級次的斷層縱橫交錯，將油藏切割成許多“塊”，各塊之間的油水關(guān)系十分復(fù)雜，含油氣性差異大，形成了儲量規(guī)模小、含油面積小的復(fù)雜斷塊油藏。而縱向上新生界地層發(fā)育齊全，發(fā)育有泰州組等8個含油層系。其中阜三段、戴一段等主力層系地層水敏性強(qiáng)，水敏傷害指數(shù)達(dá)46%～78%，強(qiáng)水敏地層受到外來水傷害時造成油井產(chǎn)液量下降；壓力系統(tǒng)多樣，部分區(qū)塊為異常高壓或異常低壓系統(tǒng)。開展適合蘇北工區(qū)的射采聯(lián)作工藝研究，對于強(qiáng)水敏性地層減少入井液造成的污染，高壓地層防止井噴具有重要意義。

1 聯(lián)作管柱功能設(shè)計(jì)

1.1 保證抽油泵的安全

TCP射孔時，當(dāng)射孔器引爆時，爆炸會產(chǎn)生巨大的震動力，往往會破壞采油泵的密封性，導(dǎo)致施工失敗。因此，保證抽油泵的安全對于工藝的成功至關(guān)重要。

1.2 滿足校深的需要

蘇北工區(qū)油藏類型多樣，油藏埋深1 600～3 500 m不等，油層厚度薄。因此，要求下泵深度與射孔段距離大于300 m時，能滿足過泵較深的要求，目前蘇北工區(qū)應(yīng)用的校深儀器外徑為38 mm。

1.3 滿足射孔效果檢測的要求

對于埋深超過2 800 m的井，隨著地層壓力和溫度的上升，往往會影響到射孔發(fā)射率，槍間的傳爆有時會出現(xiàn)斷爆,而不能全部打開投產(chǎn)的油層。對于這一情況地面施工人員無法及時判斷，只有待下次作業(yè)起出射孔槍后才能檢查其射孔發(fā)射率,因而導(dǎo)致生產(chǎn)油層不能及時、有效地得以投產(chǎn)，影響投產(chǎn)效果。對于處于滾動開發(fā)階段的油田，發(fā)射率低而又無法評價時會影響到后期產(chǎn)建。

1.4 管柱結(jié)構(gòu)簡單可靠、節(jié)約成本

設(shè)計(jì)的管柱結(jié)構(gòu)要求簡單可靠，以適應(yīng)不同井況下的需要。在選擇工具時盡量不增加管柱的額外費(fèi)用，以最大程度節(jié)約成本。

2 聯(lián)作技術(shù)改進(jìn)

2.1 抽油泵的改進(jìn)

目前市場上有針對射采聯(lián)作工藝開發(fā)的射采聯(lián)作泵，但成本較高，每臺3萬元以上。為不增加成本，優(yōu)選頂部固定桿式泵，并對桿式泵密封方式進(jìn)行改進(jìn)，采用全金屬密封以增加在射孔時的抗沖擊性。改進(jìn)的桿式泵每臺價格僅7 000元左右。桿式泵泵座內(nèi)徑58 mm，滿足校深儀器通過的需要。改進(jìn)后的桿式泵結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 射采聯(lián)作桿式泵結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure of rod pump of joint operation of perforation and production

為了驗(yàn)證射孔彈起爆時的瞬時沖擊波對抽油泵的影響，應(yīng)用管柱受力分析軟件對泵的受力進(jìn)行了分析及校核。蘇北工區(qū)戴一段等主力油藏能量相對充足，泵掛通常位于1 300～1 500 m。當(dāng)泵掛深度位于1 400 m時，?38桿式泵各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及泵受力計(jì)算結(jié)果分別見表1、表2。

表1 Ф38mm桿式泵各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Table 1 Various technical description of Ф38 mm rod pump

表2 泵受力計(jì)算結(jié)果Table 2 Calculation results of pump bearing

從表2的校核結(jié)果可以看出，泵在起爆瞬間所受壓力200 kN（≤302 kN），外壓21.15 MPa（≤43.2 MPa），?38mm桿式泵各項(xiàng)指標(biāo)都在許用范圍內(nèi)，因此，在理論上該管柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求，泵不會發(fā)生變形及損壞。

2.2 延時分級起爆緩震技術(shù)的應(yīng)用

延時分級起爆技術(shù)即射孔槍被分為幾級，每一級的引爆時間比上一級滯后一定的時間，射孔的震動力分級釋放減緩了對管柱的沖擊。

2.3 尾聲彈射孔檢測技術(shù)

應(yīng)用尾聲監(jiān)測技術(shù)是一種常用的射孔監(jiān)測技術(shù)，它可以準(zhǔn)確判斷射孔器的發(fā)射狀況。尾聲監(jiān)測技術(shù)是利用檢測儀、尾聲彈信號來判斷射孔器引爆情況,將尾聲彈接在射孔槍串的最下端,只有當(dāng)最后一支射孔槍起爆后,尾聲信號彈才能被激發(fā),地面檢測儀通過安裝在井口的傳感器收集信號,根據(jù)信號的頻率、周期來區(qū)分射孔器發(fā)射和尾聲信號彈起爆的信號,從而判斷射孔器是否完全發(fā)射。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

射采聯(lián)作工藝在陳家舍陳2-2井新井投產(chǎn)時應(yīng)用成功。

3.1 陳2-2井基本情況

陳2-2井是陳家舍構(gòu)造的一口開發(fā)井，陳家舍構(gòu)造位于溱潼凹陷西北部斜坡帶，為一受北東向主干反向正斷層及北東東向反向正斷層控制的斷塊構(gòu)造（圖2）。陳2-2井是繼陳家舍構(gòu)造探井陳2井投產(chǎn)后的第一口開發(fā)井。陳2井投產(chǎn)后自噴生產(chǎn)，兩井相距300 m，陳2-2井存在自噴可能，但產(chǎn)量相對較低，自噴時間短，仍需下泵生產(chǎn)。

圖2 陳家舍構(gòu)造井位部署Fig.2 Well geometric arrangement of Chenjiashe structure

3.2 施工過程

為了達(dá)到縮短作業(yè)周期，避免壓井對產(chǎn)層造成污染的目的，對該井進(jìn)行射采聯(lián)作作業(yè)，使射孔完井與新井下抽油泵用一趟管柱完成，施工過程如下。

1）2014年3月17日8:00—14:00下射采聯(lián)作管柱，磁定位后完成射采聯(lián)作管柱：尾聲彈+射孔槍+起爆裝置+篩管+?73 mm加厚油管3根+厚壁篩管+?73 mm加厚油管74根+桿式泵泵座+?73 mm加厚油管129根+懸掛器。

2）3月17日14:00—18:00下抽油桿，桿式泵碰泵后，試抽正常。

3）3月17日18:00—19:00組裝好井口,套管反打壓至10 MPa點(diǎn)火射孔。

4）投產(chǎn)。

整個施工過程安全、順利，較常規(guī)投產(chǎn)工序減少了一趟上提TCP射孔管柱及一趟下泵管柱，合計(jì)減少起下管柱3 200 m，節(jié)約作業(yè)時間10 h，節(jié)約作業(yè)費(fèi)用1.5萬元。

3.3 投產(chǎn)效果

陳2-2井射采聯(lián)作投產(chǎn)后，初期日產(chǎn)油13 t，含水10%左右，目前日產(chǎn)油10.5 t，含水維持在10%左右，投產(chǎn)3個月，累計(jì)產(chǎn)油量1 088 t。生產(chǎn)至2014年6月，該井動液面為244 m，在產(chǎn)量相當(dāng)?shù)那闆r下，明顯高于同區(qū)塊同期投產(chǎn)的未采用該工藝的井，見表3。

表3 2014年6月陳家舍油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)Table 3 Production data of Chenjiashe oil field in June 2014

4 結(jié)論

1）優(yōu)化的射采聯(lián)作工藝滿足蘇北工區(qū)作業(yè)的要求,簡化了施工工序,縮短作業(yè)周期,陳2-2井作業(yè)成本較常規(guī)工序節(jié)約1.5萬元，采用改進(jìn)的桿式泵代替射采聯(lián)作泵，節(jié)約成本2.3萬元。

2）陳2-2井與區(qū)塊其他5口井相比，產(chǎn)量相當(dāng)?shù)那闆r下，動液面較高，表明射采聯(lián)作工藝在蘇北強(qiáng)水敏油藏應(yīng)用，減少了入井液對近井地帶的污染，有利于充分發(fā)揮油層的產(chǎn)能。

[1]唐禮驊.射采聯(lián)作技術(shù)在江蘇油田的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011，21（22）:102-103.

[2]張夢華，陳光.射采聯(lián)作負(fù)壓射孔工藝在塔河油田高溫、高壓井的應(yīng)用[J].油氣井測試，2010，2（19）:68-69.

[3]張甲勇，王振朝，王富強(qiáng)，等.射采聯(lián)作工藝技術(shù)在濮城油田的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012，22（2）:102-103.

[4]申增廣，李影，姜楠，等.射采聯(lián)作技術(shù)在大港油田采油二廠的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，12（11）:22-24.

[5]許嘉慶.射采聯(lián)作工藝技術(shù)在尕斯庫勒油田的試驗(yàn)應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010，20（9）:147-148.

（編輯：尹淑容）

Application of joint operation of perforation and production in Northern Jiangsu work area

Zhang Lei1,Li Chuanchang2,Liang Po1,Wang Bo1and Ma Haisu1
(1.Oil Production Plant,East China Company,SINOPEC,Taizhou,Jiangsu 225300,China; 2.Engineering and Technology Management Department,East China Company,SINOPEC,Nanjing,Jiangsu 210019,China.)

∶Aiming at the fault block reservoirs in Northern Jiangsu work area with complex reservoir pressure systems and strong water sensitive formations,a new technology of joint operation of perforation and production was developed by improving rod pump and us?ing blasting with delay initiating and end perforation charge checking technology.It has been successfully applied in well Chen 2-2. This method can simplify construction process,reduce the cost of workover,decrease pollution and improve the performance.

∶joint operation of perforation and production,blasting with delay initiating,Northern Jiangsu work area

TE257.1

A

2014-06-06。

張磊（1986—），男，助理工程師，采油工藝研究。