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        海上無人平臺(tái)不動(dòng)管柱洗井技術(shù)的應(yīng)用

        2021-10-20 03:00:52喬中山王太王寶軍隋成龍王翊民中海石油中國有限公司天津分公司天津300450
        化工管理 2021年27期
        關(guān)鍵詞:洗井倒角結(jié)垢

        喬中山,王太,王寶軍,隋成龍,王翊民(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300450)

        1 不動(dòng)管柱洗井技術(shù)

        1.1 技術(shù)特點(diǎn)

        不動(dòng)管柱洗井技術(shù)通過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,無需動(dòng)管柱,只需倒下井口流程,即可通過環(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 反洗工具介紹及試驗(yàn)

        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,無需動(dòng)管柱或解封;(2)反洗通道經(jīng)過環(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。

        1.3 反洗工具試驗(yàn)效果及評(píng)價(jià)

        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。通過模擬在粉泥等苛刻環(huán)境下,累計(jì)完成反洗閥組開關(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

        2 不動(dòng)管柱洗井技術(shù)在海上無人平臺(tái)的實(shí)施

        2.1 海上無人平臺(tái)及實(shí)施井簡(jiǎn)介

        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)無人值守井口平臺(tái),自2009年投產(chǎn)至今,經(jīng)過多年的開采,產(chǎn)能呈逐年遞減趨勢(shì),為滿足渤海某S油田開發(fā)生產(chǎn)的需要,完善開發(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。

        2.2 管柱組合

        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。

        2.3 實(shí)施效果及評(píng)價(jià)

        該不動(dòng)管柱洗井技術(shù)在無人平臺(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

        3 結(jié)語

        (1)該S油田的無人平臺(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。通過不動(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)高效開發(fā)。(4)對(duì)于長(zhǎng)期欠注井,通過洗井有時(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)致的一系列問題。

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