渤海油田注水井油套带压问题探析

注水井环空带压已逐渐成为渤海油田开发面临的重要问题之一,较高的环空套压对井口设备和作业人员都构成较大的安全威胁。鉴于此,以渤海A作业公司为例,对其环空带压注水井进行了统计与分类,总结了注水井环空带压产生的原因,并通过数值计算、数据统计和室内试验等方法对具体原因进行了剖析。分析认为,注水管柱的变形和注水管材的结垢腐蚀是注水井环空带压的两大主要原因。结合注水管柱变形计算模型,研究了注水管柱变形造成环空带压的两种情况,提出了密封装置临界插拔次数和行程的概念,指出密封工具的疲劳损害是其密封失效的主要原因;通过注水水源的Sl值测量和金属挂片腐蚀试验,证实了地下水源会造成金属材质注水管柱结垢腐蚀。基于注水井环空带压原因分析,从事前预防、管理制度创新和事后补救等3个方面提出了应对措施及建议。研究结果对解决渤海油田注水井环空带压问题具有一定的指导意义。     

盐穴储气库井注采外环空带压问题探讨

盐穴储气库在注气排卤阶段和生产运行阶段,由于管柱本身或工艺方面原因,注采管柱外环空有时会出现带压现象,该问题若处理不善有导致安全生产事故发生的可能。本文针对环空带压这一问题进行了简要分析,并阐述了一种环空泄漏速率的计算思路,最后结合现场工艺提出了关于环空带压问题的处理方法与防治措施,为环空带压问题的最终解决提供了一定的参考与借鉴。     

注入条件下注水井环空带压原因分析及对策

注水是海上油田稳产增产最经济有效的开发手段,但在注水井作业过程中油套环空带压现象频繁发生,严重影响注水效果,同时给井筒带来极大的安全隐患。鉴于此,以渤海油田某注水井为例,分析注水井环空带压的主要原因为:在活塞效应、鼓胀效应、温度效应及摩阻效应等综合作用下,注水管柱变形过大,导致插入定位密封拔出顶部封隔器密封筒。综合考虑注入量、注入压力、注入温度、井深和分层情况等关键影响因素,开展注水管柱受力变形敏感性研究,制定了3个针对性措施:(1)插入密封带锚定;(2)油管携带生产封隔器;(3)下入生产封隔器分层。现场应用结果表明:措施后的6口注水井环空套压均为0,未出现环空带压现象。该研究成果对注水井现场作业具有指导和借鉴意义。     

带压作业装置在油田水井上的应用

在油田生产中,存在大量的高压水井,难以实现正常的维修作业,导致部分水井停注,影响油井产量和注水开发效果。带压作业技术是利用特殊的修井设备,在油、气、水井井口带压的情况下实现管柱的安全无污染起下作业。通过改进带压作业设备,完善带压作业配套工艺,杏南油田成功实现带压作业技术,保持了地层压力,解决了注水井泄压难,污油污水排放难问题,实现了安全环保作业,取得了较好的经济效益和社会效益。     

气密封检测技术在储气库井应用研究

国内油气田天然气井随着天然气开采出现大量环空带压现象,造成严重安全隐患,据资料统计环空带压现象90%左右由螺纹泄漏引起[1]。特殊扣油套管受到螺纹类型、加工误差、材质选择、运输磕碰、不规范操作、密封脂的选择等方面的影响,都可能导致螺纹出现气体泄漏[2]。在金坛盐穴储气库已投产注采井运行过程中,已经有4口井出现环空带压,给储气库的安全运行带来一定的安全隐患。利用气密封检测技术对金坛储气库注采完井管柱螺纹进行密封检测,有效剔除泄漏管柱入井,避免因螺纹泄漏引发环空带压。目前该技术在金坛储气库4口井注采完井作业中成功应用,为储气库的长期注采运行提供了安全保障。     

冀东油田高压注水带压作业管柱的研制与应用

为在高压注水井中应用不压井、不放喷作业技术,研制了高压注水带压作业管柱。该管柱主要由Y341注水封隔器、单流偏心配水器、多功能洗井阀、筛管和丝堵等组成。多功能洗井阀底部设有底堵,能保证在入井过程中管柱密封,地层水不会从管柱底部进入管柱;配水器上开设了偏心孔,可沟通上、下层注水通道,平衡密封段上、下压差,提高了测试仪器下井的安全性。现场应用结果表明,高压注水带压作业管柱成功实现了带压作业,提高了注水时效和水井利用率,保护了地层能量,提高了作业效率,具有良好的推广应用前景。     

双层套管锻铣技术在环空带压弃井中的应用

中东波斯湾海域某探井出现环空带压,弃井期间多次尝试在气源层射孔挤注处理环空带压问题,未获成功。在气源层上部锻铣?244.475 mm与?339.725 mm双层套管,并在锻铣井段内注防气窜水泥塞,通过负压测试等证实了可以利用水泥塞实现对气源层的有效封隔。现场应用表明,环空带压井弃井作业中运用多层套管锻铣注水泥塞技术能够彻底解决射孔挤注难以处理的环空带压问题。     

分布式光纤储气库井找漏技术应用

储气库井投产运行后,在交变应力载荷长期作用下,井筒密闭性失效,从而引起储气库井环空带压,对储气库的安全运行构成威胁。基于环空带压机理分析,阐述了储气库井环空带压的产生原因,总结了多层管柱条件下分布式光纤检测的步骤和方法。通过对比分析传统测量和分布式光纤检测的特点,确立了环空带压检测设计流程及监测方案设计原则。储气库井多重环空带压检测的成功实施,验证了分布式光纤检测不同类型漏失的可靠性,为合理制定环空带压治理方案提供了充分依据。     

新型环氧树脂在四川壳牌区块弃井项目的应用

气井环空带压问题是全球普遍存在的问题,四川壳牌项目是高温高压气井,部分井由于生产或固井等原因造成A、B环空带压,永久弃井要求至少设置两道永久井屏障,必须治理环空带压问题。其中少数井采用多次挤水泥封堵效果较差,水泥浆在治理环空带压问题存在极大困难。新型环氧树脂具有穿透微间隙能力强、抗压强度高、韧性好等特点。采用阶梯式挤注环氧树脂的方式,在四川壳牌区块的多口井成功封堵环空气窜,治理环空带压问题,为四川壳牌区块弃井项目解决了关键问题,为以后治理环空带压和提高井筒长期完整性提供了借鉴。     

高压油水井带压作业工艺研究

高压油水井带压作业工艺适用于油套压力在20MPa以下的油、水井带压施工作业，不压井、不放喷、带压安全起下管柱。该装置由油管堵塞器、井控密封系统、加压举升系统、附属配套系统、液控操作台及相应工具组成。该装置成功地解决了油套环空及油管内部的密封问题，实现管柱带压作业。该工艺技术在大庆、吉林等油田成功地完成了450口井的带压维修作业，取得了较好的经济效益。     

基于压力恢复测试的气井油套环空泄漏程度评价

"三高"(高温、高压、高产)气井在开发过程中越来越多地出现环空带压问题,环空带压预示着井筒发生泄漏,井筒完整性受到削弱,威胁气井安全生产。气井井筒完整性失效最根本的原因就是管柱发生泄漏。在借鉴已有研究成果的基础上,利用平衡原理,计算环空泄漏点深度;基于环空压力现场诊断测试曲线,建立了一种环空泄漏程度评估方法。该方法通过拟合现场实测数据,可预测环空压力的发展趋势,评价环空井筒泄漏的速度和泄漏点的等效直径。该方法对环空异常带压的诊断评估、环空压力的控制具有重要意义。     

吉林油田CO2驱注气井环空压力测试曲线的数值分析方法

吉林油田CO2驱区块注气井当前普遍存在较高的环空持续带压现象.环空持续带压预示着井筒发生泄漏,井筒完整性受到削弱,这将对生产和环境带来一系列的危害.对环空压力测试曲线的诊断对评估、控制环空压力带来的风险具有重要意义.为了解决此问题,针对CO2注气井环空压力的形成,建立了相应的数学模型,研究了环空液柱压缩系数、侵入区域压力、气顶高度、水泥环渗透率以及泄漏点大小对环空带压的影响规律,从机理上分析了环空持续带压的原因,该数值分析方法,现场实践证明真实可靠.该方法可通过拟合现场实测数据,预测环空压力的发展趋势,并估计环空井筒泄漏的速度甚至泄漏的位置.     

南海深水高温高压气井最大环空压力允许值计算方法

深水高温高压气井普遍存在环空带压现象,而深水井通常采用水下井口,使得B、C环空无法进行泄压操作,导致深水高温高压气井在生产过程中存在安全风险。同时,现有的环空带压计算模型并未考虑腐蚀和温度对井下管柱强度的衰减作用,得到的环空带压计算值偏高,无法指导现场生产。因此,针对深水高温高压气井环空带压问题,基于深水环空带压管理推荐做法及深水井特殊情况,综合考虑地层压力衰减、产量调整、高温及腐蚀等因素对管柱强度的影响,分析环空各组件承压等级及管柱强度在深水高温高压气井实际生产过程中随服役年限的变化情况,建立了深水井高温高压气井最大环空压力允许值计算方法,同时基于最大环空压力允许值得到了环空压力管控图版,并开展了实例计算。计算结果表明：深水高温高压条件下,受地层高温影响,在早期生产过程中,最大环空压力允许值主要受生产套管强度影响,到后期生产过程中,由于地层压力衰减,封隔器上下压差增大,最大环空压力允许值主要受封隔器承压等级影响,随服役年限的延长,当环空压力出现异常时,应当通过环空泄压操作保持环空压力在最大环空压力允许值区间内,保证气井安全生产。本文研究成果可为深水高温高压气井环空带压管理方案制定提供...     

气井带压作业关键技术与展望

气井带压作业技术是目前国际上气田开发中一项重要的完井和修井技术,可避免常规压井作业造成的储层伤害,具有保护储层、降本增效等突出的技术优势。针对气井带压作业中环空动密封耐磨件使用寿命短、管柱内密封工具压力等级低、管柱飞出及压弯风险高的突出技术难题,通过开展环空动密封压力控制技术、管柱内密封压力控制技术、防管柱飞出技术及防压弯管柱技术四方面研究,研制了井口压力35MPa下使用寿命超1200m的动密封耐磨件及70MPa管柱内密封工具,建立了管柱受力中和点的计算公式及极限抗弯长度计算模型。研究成果成功突破了环空动密封、管柱内密封等技术瓶颈,形成了气井带压作业关键技术,在中国石油长宁—威远、长庆油田及中国石化涪陵等区块累计应用逾千井次,极大提高了气井带压作业技术能力及作业效率,增产效果明显。研究认为,形成的气井带压作业关键技术为常规气井修井、页岩气井大规模完井提供了有力的技术支撑。     

海上油田注水井液控式环空安全封隔器的研制与应用

针对埕岛油田现有环空安全封隔器无洗井通道因而难以满足开发要求的问题,在分析国内外环空安全工具优缺点的基础上,研制了具有2条独立液路（分别控制洗井和坐封机构）的液控式环空安全封隔器。该封隔器的顶部液路控制洗井机构,液压强制开启洗井,液控管线泄压后由双重弹簧控制滑套,强制关闭;中部液路与底部液路相通,控制该封隔器与管柱油层部位的分层液控封隔器同时坐封;该封隔器设计有坐封锁紧机构,在紧急情况下,液控管线意外泄压胶筒也不回缩,以达到控制环空安全的目的。基于三维井眼中管柱受力分析计算模型,根据环空安全工具的下入深度,确定了洗井结构中心管的抗拉强度,并对液控式环空安全封隔器的性能进行了分析验证。该封隔器在42口注水井进行了现场应用,结果表明,完成坐封后的滑套多次洗井作业,套压始终为0 MPa,可有效保护海洋生态环境。研究认为,液控式环空安全封隔器不仅可以解决埕岛油田现有环空安全封隔器无法解决的问题,也可以满足其他海上油田安全环保开发的要求。      

高压分注井全过程带压作业管柱

针对高压分注井带压作业过程中存在的管柱内堵塞器投堵位置不确定、油管内密封工具耐压低、分注工具段内无法堵塞密封、不能实现全过程带压作业的问题,研发了高压分注井全过程带压作业管柱。该管柱下入后,无需投捞,双密封洗井阀地面加压即可启动注水阀;通过配套高压自密封配水器和预置式油管堵塞器等工具,解决了油管内分注工具段封堵问题,实现了分注管柱起出过程的整体密封;通过管柱底部配套双密封洗井阀,解决了分注管柱下入过程的密封问题,还可满足反洗井工艺要求。高压分注井全过程带压作业管柱在冀东油田累计应用60井次,最大施工井斜56. 7°,工具最大下深4 285 m,满足50 MPa内分层注水需求和21 MPa内带压作业需求。应用该作业管柱可缩短作业周期,提高作业效率,降低施工成本。研究结果可以为注水井带压作业管柱的设计提供参考。     

海洋深水高温高压气井环空带压管理

中国南海高温高压油气藏开发过程中,井筒环空带压问题突出,一旦超过允许值将会影响安全生产。为了保证气井的正常生产,需要确定环空压力的合理范围,为此基于ISO 16530-1:2017标准和API RP 90-2的推荐做法,研究并建立了考虑管柱承压能力和关键节点校核的深水高温高压气井环空带压控制值计算模型以及一套环空压力管理图版。研究结果表明:①管柱承压能力计算主要针对环空对应的油管和套管;②关键节点校核计算主要针对井口装置、封隔器、井下安全阀和尾管悬挂器等;③建立了环空最小预留压力计算模型,以确保对深水高地层压力或井底高流压气井的环空施加一定的备压,保证井下管柱和工具在合理环空压力范围内正常工作;④以某深水气井为实例进行了计算与分析,得到了考虑和不考虑壁厚减薄情况下随投产时间变化的各环空带压控制值。结论认为,所建立的模型及图版应用于海上深水高温高压气井,使用简便、可操作性强,可以为深水高温高压气井及类似井的井筒环空压力管理提供借鉴。     

一种超短隔离封隔器总成设计及测试

在完井作业过程中,油藏对注水井注入量的要求越来越高,配注量超过1000m³/d的注水井越来越多,目前的防砂管柱工艺技术已经不满足大排量注水需求。针对以上7″套管井在防砂和注水方面存在的问题,结合现场细分层系的技术需求,研制了超短隔离封隔器总成,可以实现2m以内的盲层段,长度较常规隔离封隔器缩短了54.8%,经验证环空耐压可达5000psi,满足现场作业要求。     

辽河油田带压作业技术的完善与应用

以往油田进行带压油、气、水井作业施工前,需要先放压或压井,再作业,存在成本浪费、地层污染、复采复注时间长等问题。带压作业是利用特殊修井设备,在油、气、水井井口带压情况下,实施起下管杆、井筒修理及增产措施的井下作业技术。辽河油田经过十年的完善升级,施工能力从12MPa升级到42MPa,完善了水井、油井、气井、热采井、大修井等系列施工装置,形成了油管、注水工具、特殊管柱和完井管柱等系列压力控制技术。该技术具有保护油气层,保护套管,降低费用,提高单井产量,确保安全环保等优点,有较高的推广价值。     

储气库井油套环空注保护液和氮气柱对比

为了有效解决地下储气库注采过程中管柱内外压力变化给管柱安全性带来的问题,针对地下储气库气井管柱注采过程中温度、压力的波动特征,采用热力学与传热学理论,根据环空注满保护液与环空注入一段氮气柱2种情况分别建立了储气库管柱内外压力平衡模型,分析计算了2种模型的管柱内外压力及变化差异,重点研究了环空注氮气柱的最佳长度,绘制了氮气柱长度与封隔器下入深度最佳组合图版。研究结果表明:相同条件下环空注氮气可将注采过程中环空压力减少50%~90%,最佳氮气柱长度为封隔器下深的1/20~1/15;氮气柱长度越长,环空压力值越低;油管流体温度、油管内压力的敏感性分析表明,温度对环空压力变化影响较大;油套环空里注入合理的氮气柱长度可以防止储气库井管柱破坏和封隔器失效。