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        蘇橋儲氣庫老井評估及利用工藝初探

        2015-05-29 03:27:22楊艷河北華北石油天成實業(yè)集團(tuán)有限公司河北任丘062552
        化工管理 2015年27期
        關(guān)鍵詞:老井井段固井

        楊艷(河北華北石油天成實業(yè)集團(tuán)有限公司,河北 任丘 062552)

        潘眾 丁建東(中國石油華北油田公司采油工程研究院,河北 任丘 062552)

        孫兆海(中國石油華北油田公司二連分公司,河北 任丘 062552)

        蘇橋地區(qū)位于京、津、冀中心區(qū),臨近陜京二、三線,為應(yīng)對京津冀地區(qū)季節(jié)調(diào)峰和事故應(yīng)急供氣,經(jīng)過多輪地質(zhì)、工藝、安全等的論證,將已投產(chǎn)近30年的5個油氣藏改建為儲氣庫。在對老井各項資料進(jìn)行評估過后,形成一套老井評估及利用技術(shù)方案。

        1 老井利用的評估工藝

        有效的老井初選能夠減少評估作業(yè)工作量。通過研究老井鉆井井史、老井固井質(zhì)量綜合解釋圖、老井試油及修井作業(yè)資料,初步排除那些蓋層井段固井套管變形嚴(yán)重、套管腐蝕嚴(yán)重、井筒情況復(fù)雜的老井,再對其它擬利用老井進(jìn)行評估。

        老井能否利用,主要是對老井生產(chǎn)套管的質(zhì)量和套管外環(huán)空的密封性的評估。評估的主要方法是測井:全井段高靈敏度井溫+持水率+壓力+流體密度+自然伽馬+磁定位組合測井。了解儲層段井溫、壓力及井下管串情況,判斷井下可能存在的竄、漏等情況。

        2 油層套管剩余強(qiáng)度計算

        2.1 抗有效內(nèi)壓強(qiáng)度計算

        對于油層套管發(fā)生腐蝕的井段,可得內(nèi)壓Ps?:Ps?=К2×Ps

        К2為腐蝕蝕管柱抗內(nèi)壓承載能力降低系數(shù);Ps為新管柱最大應(yīng)力等于管材屈服極限時的有效內(nèi)壓。對于管柱內(nèi)表面有普遍腐蝕損傷的有層套管,К2由下面的公式【1】確定:

        ?d為測試井段的最大腐蝕磨損量;? d=dn-df;A、B、C、D為系數(shù);dn為額定壁厚;df為剩余壁厚。

        對于比值δn/Φ≤0.06的管柱,只有當(dāng)u的取值滿足0.5≤u≤70%,δn的條件時此公式才正確;而對于比值δn/Φ>0.06的管柱,只有當(dāng)u的取值滿足0.5≤u≤80%δn的條件時此公式才正確。Φ為管柱外徑;u為所測試井段內(nèi)的最大腐蝕量:u=δnδf。

        計算油層套管剩余強(qiáng)度時需滿足以下條件0.1≤К2≤1.0。

        Ps的數(shù)值根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)中的公式【2】確定。抗內(nèi)壓強(qiáng)度安全系數(shù)(n2)根據(jù)下列關(guān)系式確定:n2=Ps? /Pie,其中:Pie為有效內(nèi)壓。

        Pie=P2i-P2o,其中:P2i為內(nèi)壓力;P2o為外壓力。

        內(nèi)壓力(P2i)可確定為井口最大工作壓力。而外壓力(P2o)的取值,在無水泥固井區(qū)域等于到指定深度的鉆井液液柱壓力,而在水泥固井區(qū)域則等于到指定深度的水柱壓力。在缺少有關(guān)油層套管外物體密度數(shù)據(jù)的情況下,外壓力(P2o)按照比重為1.08×103kg/m3的液體的靜液柱壓力計算。

        2.2 抗有效外壓強(qiáng)度計算

        對于油層套管發(fā)生腐蝕的井段,由以下公式確定腐蝕的油層套管的極限壓力PL?[1]。

        該極限壓力根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)中的公式【2】確定??雇鈮簭?qiáng)度安全系數(shù)(n1)根據(jù)下列關(guān)系式確定:n1=PL?/Poe,其中:Poe為有效外壓,

        Poe=P1o-P1i,其中:P1o為外壓力;P1i為內(nèi)壓力。

        外壓力(P1o)在無水泥固井區(qū)域等于與水泥環(huán)等高的鉆井液液柱壓力,而在水泥固井區(qū)域則等于與水泥環(huán)等高的水柱壓力。在缺少有關(guān)油層套管外物體密度數(shù)據(jù)的情況下,外壓力(P1o)按照比重為1.08×103kg/m3的液體的靜液柱壓力計算。內(nèi)壓力(P1i)等于在強(qiáng)度計算深度處的氣液混合物壓力。

        3 老井利用工藝方案

        3.1 利用老井的分類

        根據(jù)油層套管完好程度,氣密性,腐蝕性、變形情況,固井質(zhì)量及所處不同構(gòu)造部位,把老井分為不同的類型:注采氣井,采氣井,觀察井,蓋層監(jiān)測井。

        3.2 封隔器座封井段的優(yōu)選

        封隔器座封井段的選擇關(guān)系到油套環(huán)空的密封性和管柱的安全性。封隔器座封井段最好能同時滿足以下條件:油層套管的腐蝕小,座封井段外固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì),座封井段位于蓋層內(nèi)且位于連續(xù)的優(yōu)質(zhì)蓋層段。

        3.3 管柱設(shè)計及封隔器類型優(yōu)選

        根據(jù)老井的特點考慮到再次修井作業(yè)的可能性,建議老井采用回收式封隔器完井管柱,管柱上配套有井下安全閥、滑套、帶安全接頭的回收式封隔器、棘爪式球座、坐落短節(jié)等工具。

        4 結(jié)語

        4.1 老井降低了建庫的成本,在整個儲氣庫生產(chǎn)運行階段發(fā)揮著重要的作用,因此老井的評估及利用評估方法必須科學(xué),施工過程必須嚴(yán)格。

        4.2 老井利用必須考慮到再次修井作業(yè)的可能性,建議采用回收式封隔器完井管柱。

        4.3 老井在利用后,必須加強(qiáng)環(huán)空壓力、油層套管腐蝕情況等監(jiān)測。

        [1]北高加索天然氣科學(xué)研究院,特殊生產(chǎn)條件下受損套管的計算規(guī)則,俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)СТО,2007.

        [2]A.I.薩諾揚娜主編,石油行業(yè)用管手冊,礦藏出版社,1987年.

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