喬中山,王太,王寶軍,隋成龍,王翊民(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司,天津 300450)
不動(dòng)管柱洗井技術(shù)通過(guò)采用專用反洗井工具配合配水器,在保持原有注水管柱狀態(tài)的情況下,無(wú)需動(dòng)管柱,只需倒下井口流程,即可通過(guò)環(huán)空注入反洗水進(jìn)行反洗作業(yè)。該工藝簡(jiǎn)化了洗井作業(yè)流程,節(jié)約了作業(yè)時(shí)間,降低了生產(chǎn)成本[1]。
反洗工具密封功能多樣可靠耐用,具有如下特點(diǎn):(1)實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱即可完成反洗井作業(yè),節(jié)約作業(yè)時(shí)間及成本;(2)反洗作業(yè)可重復(fù)進(jìn)行,洗井后不影響正常注水作業(yè),有效減少注水井環(huán)空帶壓?jiǎn)栴};(3)增大洗井通道,滿足高洗井排量;(4)工具的密封模塊具有長(zhǎng)效耐磨、防垢、自潔防堵的特點(diǎn)[2]。
1.2.1 反洗工具密封模塊
密封模塊功能設(shè)計(jì)要求:(1)使用可反洗密封模塊進(jìn)行密封,可直接反洗,無(wú)需動(dòng)管柱或解封;(2)反洗通道經(jīng)過(guò)環(huán)空封、反洗密封模塊,可實(shí)現(xiàn)大排量沖洗;(3)可重復(fù)進(jìn)行反洗,反洗后不影響正常注水,環(huán)空不帶壓;(4)具有長(zhǎng)效耐磨、防垢、自潔防堵等特點(diǎn)。
反洗密封結(jié)構(gòu)組成:由傳壓孔、反洗閥芯、反洗進(jìn)水孔、反洗出水孔、反洗環(huán)空等結(jié)構(gòu)組成。
作用原理:(1)注水時(shí),反洗閥芯上端壓力大于下端,可確保閥芯關(guān)閉通道。(2)反洗井時(shí),洗井液從下反洗進(jìn)水孔流入,推開(kāi)反洗閥芯,由上反洗出水孔進(jìn)入反洗環(huán)空。
1.2.2 反洗工具反洗閥芯
反洗工具擁有獨(dú)特的雙層套件反洗結(jié)構(gòu),采用硫化環(huán)密封,無(wú)橡膠密封件,其中反洗閥芯采用高精度的氧化鋯陶瓷材質(zhì)閥件,耐磨性、防垢能力強(qiáng),具有自潔功能[3]。反洗工具設(shè)計(jì)9組閥芯,增大了洗井通道,閥芯當(dāng)量面積為:452 mm2(24孔),1 170 mm2(39孔),能夠滿足30 m3/h洗井排量。
按照油田安全生產(chǎn)的要求,為了進(jìn)一步確定管柱及配套井下工具的性能,確保其能夠滿足油田注水的實(shí)際需要,需要對(duì)其進(jìn)行陸地試驗(yàn),通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)其性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明設(shè)計(jì)的工藝管柱及相關(guān)井下工具能夠滿足海上油田使用要求,為海上油田注水開(kāi)發(fā)提供了有效手段。本次陸地試驗(yàn)主要進(jìn)行了反洗閥組模擬結(jié)垢清潔試驗(yàn)和整體管柱反洗試驗(yàn),具體試驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果如1.3.1和1.3.2所述。
1.3.1 反洗閥組結(jié)垢模擬清潔試驗(yàn)
海洋注水管柱結(jié)垢成份以Ca2+、Mg2+垢為主,為加快結(jié)垢的速度,本試驗(yàn)加大了模擬水的礦化度,采用石灰+海水模擬地層水,采用升溫煮沸方式加速結(jié)垢。
試驗(yàn)效果:常規(guī)金屬水嘴結(jié)垢附著牢固,無(wú)法沖洗清理,而陶瓷閥芯鈣鎂垢附著在陶瓷壁上,附著力小,沖洗后即可脫落,如圖1所示。
圖1 模擬閥芯結(jié)垢清潔示意圖
1.3.2 整體管柱反洗試驗(yàn)
通過(guò)對(duì)整體管柱在三組不同排量下進(jìn)行反洗測(cè)試,具體如表1所示,其中在30 m3/h的排量下,整個(gè)反洗系統(tǒng)泵入壓力2 MPa,滿足大排量洗井的需求。通過(guò)模擬在粉泥等苛刻環(huán)境下,累計(jì)完成反洗閥組開(kāi)關(guān)20次的反洗試驗(yàn),管柱正向密封良好,反洗閥組可靠性較高。
表1 反洗試驗(yàn)壓力-排量記錄表
目前,反洗工具共有3種型號(hào),可滿足防砂封隔器密封筒3.88″、4.75″、6″這三種型號(hào)配套使用,如表2所示,管柱抗拉強(qiáng)度50 t,能夠滿足常規(guī)注水管柱解封拉力要求。
表2 不同型號(hào)反洗工具對(duì)應(yīng)參數(shù)表
此次應(yīng)用不動(dòng)管柱洗井技術(shù)的是渤海S油田的一個(gè)無(wú)人值守井口平臺(tái),自2009年投產(chǎn)至今,經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采,產(chǎn)能呈逐年遞減趨勢(shì),為滿足渤海某S油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的需要,完善開(kāi)發(fā)井網(wǎng),有效提高井網(wǎng)控制程度及油田采收率,需要在該無(wú)人平臺(tái)內(nèi)掛6個(gè)井槽(全部為單筒雙井),共實(shí)施12口調(diào)整井,并在鉆完井作業(yè)施工前對(duì)該C平臺(tái)進(jìn)行了適應(yīng)性改造,以滿足內(nèi)掛井槽的需要[4]。應(yīng)用此不動(dòng)管柱洗井技術(shù)的為該無(wú)人平臺(tái)的C16井,C16井是一口定向分層注水井,共兩層,該井井深2 675 m,最大井斜63.65°@1 417.29 m,射孔段2 299.8~2 316.7 m,2 586.6~2 606.4 m,完井方式為9-5/8″套管射孔+6-5/8″優(yōu)質(zhì)篩管簡(jiǎn)易防砂,油藏設(shè)計(jì)最大配注量為428 m3/d,最大注入壓力12 MPa,初期注水量為50 m3/d。
注水管柱組合:2-7/8"EUE單流閥+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+橋式同心配水器1#(打開(kāi)下入)+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+可反洗隔離密封+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+橋式同心配水器2#(打開(kāi)下入)+2-7/8"EUE 6.5# N80倒角油管+可反洗定位密封+ 3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+9-5/8"水力錨+3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+2.813"液控滑套+3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+2.813"井下安全閥+3-1/2"EUE 9.3# N80倒角油管+雙公油管短節(jié)+油管掛。
該不動(dòng)管柱洗井技術(shù)在無(wú)人平臺(tái)C16井成功實(shí)施,完井質(zhì)量及注水量均達(dá)到預(yù)期目標(biāo),在設(shè)計(jì)初期注水50 m3/d的配注量下,油壓1.5 MPa,套壓0 MPa,如圖2所示。
圖2 C16井日注水曲線圖
(1)該S油田的無(wú)人平臺(tái)C平臺(tái),應(yīng)用反洗井工藝,可減少注水井修井頻次(修井作業(yè)需就位鉆井船),每減少一次節(jié)省費(fèi)用數(shù)百萬(wàn)。通過(guò)不動(dòng)管柱反洗井配套技術(shù)研究及C16井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,完井質(zhì)量及注水量均達(dá)到預(yù)期目標(biāo),為后期推廣至其他平臺(tái)提供保障。(2)不動(dòng)管柱洗井技術(shù)配套工具及整體管柱結(jié)構(gòu)通過(guò)理論研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),形成一套可供參考的完整工藝流程,研制了配套的反洗井定位密封和隔離密封等配套工具,工具性能穩(wěn)定,能夠滿足抗拉、層間分隔、反洗井等功能,為后續(xù)工具優(yōu)化及新工藝研發(fā)提供支持。(3)針對(duì)常規(guī)注水井進(jìn)行不動(dòng)管柱反洗井,能夠有效清潔井底的雜質(zhì)和水垢,防止管柱和注水層位的堵塞,降低了檢管周期,減少水井作業(yè)費(fèi)用 。實(shí)現(xiàn)注好水、注夠水的目標(biāo),保持地層能量充足,實(shí)現(xiàn)渤海油田優(yōu)質(zhì)高效開(kāi)發(fā)。(4)對(duì)于長(zhǎng)期欠注井,通過(guò)洗井有時(shí)并不能達(dá)到預(yù)期效果,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)具體井采用不同的洗井方法,不能一成不變 。在注水井施工和管理過(guò)程中,盡可能優(yōu)化管柱結(jié)構(gòu)、采用新工具,保證注水和反洗一體化管柱有效應(yīng)用,并建立長(zhǎng)效反洗井工作制度,避免水井長(zhǎng)期欠注導(dǎo)致的一系列問(wèn)題。