辽河油田稠油热采井套损问题及防治

辽河油田是一个以稠油开采为主的油田，稠油产量占总产量的70％。伴随着稠油热采的进行，稠油热采给钻完井技术带来了新的挑战，即在热力开采过程中发生了大量的套管先期损坏的问题。经过大量调查研究找出了影响套管先期损坏的原因。在研究分析造成套管先期损坏原因的基础上，研究了各种预防套管先期损坏的技术，从初期的N80套管、提拉预应力、水泥浆返到井口到现在的热应力补偿器、TP100套管、TP120外加厚套管等的应用。在长期治理热采井套管先期损坏问题中，应用综合治理技术，有效地减缓了热采井套管先期损坏速度。     

TP100H套管在超稠油热采井中的应用

针对热采井套管损坏日益严重，制约热采油井正常生产这一问题，研究开发了适合于超稠油热采井需要的TP100H套管，经现场应用效果明显，可使套管损坏率下降20个百分点以上，从而保证了热采油井的正常生产。     

稠油热采井套损防治措施及计算理论

研究了稠油热采井套损机理,给出了管柱提拉预应力和下入套管热力补偿器两种套损防治措施计算理论。模拟计算表明:设置提拉预应力时,管柱需提拉的最小预应力和最小拉伸长度随管柱温度的升高而先升高后降低;下入套管热应力补偿器时,管柱需要的最小补偿伸长量随管柱温度和长度的增加而增加,但增加趋势变缓。该计算理论可用于指导热采井套损防治的方案设计和施工作业。     

热采井套管损坏机理及控制技术研究进展

调研和分析了稠油生产中套管损坏机理及控制技术的研究进展情况，并简要介绍了目前所使用的地描预应力固井技术。同时，提出今后需要进一步深入研究的内容，主要包括温度对套管强度的影响、交变应力对套管损坏的影响及合理的预应力计算方法等。     

注汽工艺管柱对热采井套损的影响

针对多轮次蒸汽吞吐的情况下 ,胜利油田热采区块套损井数逐年增多的问题 ,分析了不同隔热性能的隔热管对套管温度、热应力分布的影响 ,表明提高隔热管的隔热性能可有效降低套管温度和热应力 ;对隔热管接箍区和封隔器附近套管的温度和热应力进行了计算分析 ,发现在这两个区域套管壁的温度和热应力均大大高于管体区平均值 ,该段套管容易损坏。在此基础上 ,提出采用新型注汽工艺管柱结构、采用高真空隔热油管和改进接箍结构等防止套损技术措施     

稠油热采井套损修复技术探讨

分析了根据稠油热采井在生产过程中易出现套损的情况,并根据目前热采井套损后,采取的常规修复方法是大修作业,对套管进行补贴,该技术修井周期长,费用高;为此根据我们研制的化学堵漏剂,分析研讨了该技术在稠油井进行套管补贴的可行性,运用化学堵漏剂已经成功的在稀油井实施了套管补漏,经过现场试验,证明对套管补漏是可行的。     

稠油热采井小套管修套技术

结合稠油热采井套损特点、措施挖潜类型及井筒技术状况,开发配套了小套管修套及相关配套工艺技术。该技术具有工艺简单,套损治理彻底,综合成本低,有效期长等优点。河南油田稠油热采井小套管修套技术配套应用了?101.6 mm无接箍小套管,在小修装备条件下提高了套损井修复率;应用化学堵剂固井,提高了固井质量;通过优化小套管下入深度,实现套损治理、预防、层段封堵一体化,提高了套损井修复率,降低了套损井修复费用。该油田现场应用小套管修复套损井62口,工艺成功率100%,阶段累计产油38223 t。     

稠油热注热采井口热应力补偿装置

一种稠油热注热采井口热应力补偿装置。解决了套管、油管和采油树等因受热膨胀而产生位移的问题。其特征在于：套管上端对应固定内壁有凸台的对接件，在对接件外固定焊接件的一端，焊接件的另一端固定在支墩上；对接件内置有一个补偿节，在补偿节和对接件内凸台的上部之间形成的腔内向上依次置有垫圈、密封环及高压密封环，     

稠油热采井注汽及油层出砂对套管的影响

对胜利油田单二区块稠油热采井注汽及油层出砂进行了有限元数值模拟研究,得出如下结论:(1)油层注汽引起岩层温度升高,套管应力增加,易造成套管轴线偏离,发生错断;(2)热采井出砂严重时,出砂区域地层软化,地层骨架失去承载能力,出砂区域内套管轴向应力为压应力,当超过极限应力时,易发生套管弯曲变形、错断和缩径;(3)随着出砂量的增大,套管射孔孔眼应力集中系数增大,当孔边应力达到套管材料的屈服极限时,会导致孔眼塑性破坏。     

稠油热采井套管的预应力分析

以暴露于热蒸汽中的目的层套管为研究对象,根据弹性力学理论,首先给出了套管在热应力和非均匀地应力作用下的三轴应力表达式,然后利用对套管施加预应力来降低套管的轴向热应力,使得套管的有效应力控制在相应温度下套管的最小屈服极限内为原则,得到了热采井套管三轴预应力设计方法,并对辽河油田常用的N80钢级套管进行了预应力设计分析,给出了该套管在不同注汽温度和井深条件下所应使用的径厚比及相应的预应力值。研究表明,拉预应力在一定范围内有利于提高套管的安全性,传统的单轴预应力设计方法具有明显的缺陷,建议以后稠油热采井在进行预应力设计时应考虑热应力和实际非均匀地应力的共同作用,以及油层出砂对套管产生的影响。     

完井套管粘砂工艺技术在辽河油田的应用

为了提高固井质量,达到防窜、封窜以及防止井身结构损坏的目的,提出完井套管粘砂工艺技术。其工艺原理是在完井套管表面除锈后,用特种粘砂胶均匀粘上一层粒径约3mm的砂粒,在砂层表面喷上一层喷涂胶,再在加热炉内经150℃高温固化120min。完井粘砂套管具有选择附着物的特点,可使第1界面的胶结强度比光套管提高3～8倍。现场应用表明,该技术固井质量均合格,其合格率达到100%。     

辽河油田稠油井套管损坏原因分析与治理措施

通过对辽河油田油水井套管损坏情况的全面调查与分析，找出了造成辽河油田稠油井套管损坏的主要原因，并提出了相应的预防措施；针对套管损坏的不同程度，提出了相应的修复复产治理技术，即套管加固密封工艺技术、爆炸整形修井工艺技术、套管补贴工艺技术、取换套管工艺技术、套管内例钻工艺技术、电潜泵和电缆打捞磨铣工具的研制等。实践证明，这些技术能够针对辽河油田的实际情况，有效预防套管损坏井的发生和恢复部分因套管损坏严重而停产的油水井的生产，为油田稳产、上产创造有利条件。     

胜利油田水平井完井及采油配套技术

经过"八五"以来的科技攻关和技术配套,胜利油田水平井完井技术取得了长足的进步,由单一的固井射孔完井发展为适应不同油藏类型的多种完井方式,形成了疏松砂岩油藏水平井裸眼防砂完井一体化技术、水平井砾石充填防砂完井技术、鱼骨状分支水平井完井技术、低渗透油藏水平井分段压裂技术等.同时,水平井开采技术发展迅速,可实现水平井分段优化射孔、任意层段卡堵水和选择性采油技术,特别是针对采用裸眼防砂完井技术的水平井,开发了高效注蒸汽热采技术,满足了胜利油田选择性开采的需要.另外,还研究形成了水平井井下管柱打捞技术,以解水平井修井工作的燃眉之急.水平井完井及采油配套技术系列,在稠油、断块和整装等不同类型油藏规模化应用中获得了较好的经济效益.分析了目前胜利油田水平井开发过程中存在的主要问题,阐述了今后技术发展的方向和攻关目标.     

RT-Ⅰ型热采套管头的研制与应用

针对稠油热采井预应力固井中存在的问题，研制了一种适用于稠油热采井预应力固井的新型套管头。该套管头结构设计合理、操作简便，首次在国内实现了热采井带防喷器进行有控条件下的预应力固井。使用表明，该套管头能确保预应力固井工艺的实施效果和有效控制井下套管受热伸长，保证了油田对安全生产的要求。文章着重介绍了新型套管头的结构、工作原理、套管悬挂载荷的计算、室内试验、推广使用及效果分析。     

热采井出砂套管损坏机理的有限元分析

热采井出砂套管损坏机理已成为桐油热采生产中迫切需要解决的问题。油层大量出砂造成的空洞、塌陷等引发套管弯曲，局部热应力集中，使套管应力增加而损坏。文章采用三维有限元法，对辽河油田杜84段二区内的若干口井，按照出砂量的不同进行数值计算．得到了热采井套管、水泥环、射孔与油层的应力场分布规律及套管的应力与出砂量的变化关系，并得出了热采出砂井套管损坏的机理。