港西油田应用地应力理论开展套管强度设计的研究与应用

目前钻井工程中的套管设计主要参照SY／T5724—2008套管柱结构与强度设计标准,考虑套管的抗拉强度,抗内压强度和抗外挤强度三种条件。但忽略了在下完套管之后的开发过程中,地应力对套管的力学作用。港西油田自2010年起在套管强度设计上考虑了地应力的影响,提高易套损部位的钢级和壁厚,目前在100余口井上进行了应用,已初步见到了较好的效果。     

大港港西油田出砂对套损的影响分析

出砂一直被认为是港西油田套管损坏的主要因素。通过对港西油田出砂层位、岩性、厚度、出砂引起套损的力学机理及出砂引起套损力学条件等方面的研究和阐述,得出了港西油田出砂对套损的影响比例占套损影响因素20%的结论,对港西油田开展套损井的预防和治理具有积极的指导作用。     

大港港东油田套损机理及预防措施研究

大港港东油田1965年投入开发,目前处于开采的中后期阶段,随着开发时间的延长,套损套变现象日益严重,部分油水井因套变而停产或带病生产,造成了该油田固定资产和资源的双重浪费,影响了注采井网的完善和油田的高效开发.文中通过对港东油田套损基本特征、地质模式、工程因素、开发因素、力学机理等几方面的机理研究,得出了港东油田套损的主控因素是泥岩水化的新认识,并提出了具体的切实可行的套损预防措施.指导了该油田在套损预防方面的研究,其研究成果已用于港东油田稳产工程方案的编制,对该油田实现稳产增产、高效开发具有积极的促进作用.     

小集油田注水开发对套管强度的影响

小集油田是由多断块组成的复杂鼻状构造,于1982年正式投入开发,在采出油气的同时,注水保持地层能量是开发的主要形式,但由于长期注水开发,且是采取污水加清水回注的方式,使套管长期处于内外浸泡之中,降低了套管强度,影响了套管使用寿命。文中通过对小集油田注水造成泥岩水化及套管腐蚀的分析,研究了长期注水对套管强度的影响幅度,为今后小集油田的注水管理及套管防腐等提供理论依据。其中,泥岩水化对小集油田套管影响最为严重,即使水泥环完整,且钢级为P110、壁厚为9.17mm的套管,当地层强度下降超过20%后,套管屈服损坏;水泥环不完整时,钢级为P110、壁厚为10.54mm的套管,当地层强度下降超过10%后,套管亦发生屈服损坏。通过对腐蚀后的P110级套管强度进行测试,发现测量的实际套管管体屈服强度只有24MPa,是P110级套管强度的45.6%,是N80级套管强度的54.3%,是J55级套管强度的69.6%。     

高压注水井测调仪器多重柔性下入技术研究

在高压注水井中下入测调仪器,目前需要停注、泄压,并存在作业安全问题。设计了可倾斜液压举升加长防喷管和顶部液压防喷密封装置。分析测调仪器在高压注水井中的柔性下入条件,据此优化测调仪器下人装置的参数,即,防喷管长度4.5 m、铠装电缆直径3.5 mm、加重杆质量、仪器质量。应用证明,研制的测调仪器多重柔性下入装置可在35 MPa注水井中应用,操作简便、安全,对提高测试数据精度、防止环境污染和减少地层能量损失具有重要意义。     

沈家铺油田套损规律及套管优化研究

通过对沈家铺油田63口套损井数据统计分析,得到沈家铺油田套管损坏类型、深度、层位、寿命等基本规律。沈家铺油田套损以套管缩径变形为主,枣Ⅳ,枣Ⅴ油组为套损的集中层位。对于套损位置对应岩性分析,建立沈家铺套损地质模型,发现有73.4%套损点发生在泥岩层和沙泥层界面处。应用力学分析软件,对泥岩层套管受力模拟分析,分析结论指出沈家铺油田套管钢级低,建议应用P110壁厚为9.17或10.54的套管。     

福山油田流一段精细分层注水工艺技术研究

福山油田流一段受油层埋藏深、井斜大、水质差、腐蚀结垢严重、层间矛盾突出等客观因素制约,常规分注技术存在投捞测配遇阻、测调效率不高、管柱有效期短等问题。优选出适用于不同油藏特征的同心双管、桥式偏心、桥式同心3种主要精细分注技术。对配套的封隔器洗井通道进行改进,可避免固相颗粒进入洗井通道,造成封隔器失效,提高了其在福山油田的技术适应性。同时对分注工艺管柱配套的水井双向锚的承载性能进行模拟计算,在管柱蠕动载荷作用下,水井双向锚轴向最大位移为0.02 mm,能够满足工程要求。     

分层采注一体化工艺研究与试验

针对渗吸采油开发方式下,因采、注井转换作业,导致占井周期长,开发成本增加问题,开展分层采注一体化工艺研究。通过将新型液力反馈泵和新型桥式同心分层注水管柱集成,形成一种分层注采一体化管柱。实施油井转注及水井转采过程中,只需要将柱塞整体提出或下入到泵工作筒。现场在官东6X1区块分别试验2口两段一体化管柱分注井,1口采油井,实施井最大井深3 645 m,最大井斜23.95°,下泵深度最大1 810 m,配水器最大下深3 207 m,试验成功率100%,分注合格率100%。试验结果表明,该工艺可以同时满足直径φ50.8 mm柱塞及目前常用φ42 mm测调仪顺利起下,实现不动管柱注采转换目的。该工艺的试验成功对于低渗透油藏由传统水驱开发向渗吸采油开发方式转变,实现低渗透油藏的经济有效开发具有重要意义。     

小集油田套损层岩石强度影响因素分析

针对套管受力进行ansys有限元分析及套损部位岩心开展三轴应力实验,模拟分析套管受力变化情况,指出泥岩蠕变导致套管受力增加进而发生损坏。初步分析了诱导致泥岩发生蠕变的因素,包括含水率及压力等。