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注水井管柱套管防腐新举措

时间:2013-10-25 14:44 来源:

注水井对于油田的稳定和高效生产具有十分重要的意义。埕岛油田馆陶组馆上段油藏自2000年起正式进入注水开发阶段,注水井在生产开发和作业施工过程中发现了诸多问题,如:冬季注水水质较差,井筒沉积泥砂堵塞注水工具,欠注现象严重;井筒斜度大,油层井段长,分层效果差;油管腐蚀穿孔问题;油管内壁结垢缩径以及套管破损问题等等,这昭示着还有很多工作需要技术工作者去研究和解决。

注水井井下油管工具腐蚀结垢状况 

油管腐蚀状况  通过对已连续注水生产2~5年的水井井下管柱解剖分析,发现问题较多,既有工具的腐蚀,也有注水油管的结垢、腐蚀、穿孔,甚至是套管破损问题。以下是几口具有代表性的水井解剖情况介绍。

CB1B-4井,该井2002年2月25日转注水,初期常压笼统合注,注水层段Ng4142+3441+2层;2004年5月19日水井检修作业,笼统合注改为二级三段分注(I:Ng4142+3;II:Ng4444;III:Ng51+253),全井日注量114m3,本次作业前已累计注水量14.71×104m3。因在403位置测试遇阻,不能正常进行吸水剖面测试,因此决定进行检修作业,同时补射Ng1+23。

该井于2006年7月7日至7月14日作业,起原井发现,第13根(安全阀下第1根)渗氮油管腐蚀严重,共发现大小穿孔6处(见图1)。

CB251A-6井,该井2000年11月23日开始注水,常压同心配水,注水方式为一级二段(第一层段Ng42层,第二层段Ng52+354层),全井日配注量165m3,日注水量168m3,已累计注水20.8×104m3。因该井使用SK-54油管,并且5年未检修,因此决定对该井进行检修作业,同时补射Ng1+23。该井于2006年8月27日~9月3日作业,起出原井发现,工具提升短节多处穿孔。

CB251单井,该井2001年12月8日转注水。常压笼统合注,全井日注水量121m3,作业前已累计注水9.8×104 m3。后因测试工具在打压球座处遇阻,不能正常进行吸水剖面测试;同时该井地质要求改分层注水,决定重新作业。2006年6月6~13日进行检修作业,期间发现,1.9in SK-54冲管丝扣部分腐蚀严重(见图2)。

油管结垢状况CB1B-4井,部分渗氮油管内、外壁均出现严重结垢(黄褐色)现象;内壁结垢严重时产生缩径现象(见图3)。

CB251单井,2-7/8inSK-54油管外表面呈现碳黑色;1.9inSK-54冲管内外壁碳黑色结垢。

井下工具腐蚀状况  个别注水井井下注水工具存在严重腐蚀现象(见图4)。

套管破损井情况分析  在CB251D-5水井检修作业拔滤过程中出现了“套管破损断脱”现象,造成了该井后续作业被迫停止以及作业成本的大大增加,该井目前待大修处理。该井于2002年6月15日转注,至本次作业已接近5年时间,属常压笼统合注,注水层位Ng364445层,日配注量80m3,日注水量84m3,累计注水10.45×104m3。

该井2007年4月29日开工作业,起原井过程中发现,原井渗氮油管腐蚀现象严重,多处穿孔(见图5)。

在实施套铣滤砂管过程中,当下Φ152mm+Φ140mm组合连续套铣筒4根(总长36.55m)至476.94m时遇阻。初步怀疑为套管有轻微变形。

套管破损处吐泥沙,5月19日,下Φ48mm冲管3根底带空心杆笔尖,探砂面深度1,613.54m,后冲砂至防砂丝堵1,636.10m,起钻过程中发现井口有溢流,反洗压井(洗井液30m3,泵压2.0MPa,排量400L/min,洗深1,577.59m,出口洗井液29.8 m3,砂0.2m3。反挤洗井液12.0m3,泵压3.0MPa,排量400L/min)。继续起管柱,有遇卡显示,上提管柱大钩负荷升至220kN。复探砂面深度已涨至1,576.09m。至5月20日再次探砂面已涨至1,519.06m,地层已全部被填埋。

为进一步验证遇阻处套管变形情况,分别下Φ152mm×6.02m套铣筒、Φ152mm×5.5m套铣筒、Φ152mm×3.3m套铣筒、Φ150mm×3.6m通刮器,验证套管,均在476m附近不能正常通过。

5月27日下油管481.00m,清水40.0m3正洗井,泵压2.0MPa,排量166L/min,出口返清水40.0m3。电缆绞车输送鹰眼摄像仪至475.3~478m井段拍摄,同步清水正挤协助摄像,经过对所拍摄影像进行分析,结论是该井套管断脱,落鱼深476.94m。

管柱套管等工具防腐措施

加强井下油管、工具的防腐处理及加工质量,提高产品使用寿命;建立注水油管、注水工具从出厂检验、现场检查、第三方检验等的全方位的质量监控体系,从而保证注水管柱的质量。

强化操作工人技术熟练程度和现场监督责任心,严格按照施工技术要求,把好每一道作业施工工序,尤其是管柱、工具下井过程中的保护,避免磕碰损伤防腐层,保证下井后的工具防腐质量。

应根据季节变化,把握注水源头水质;并通过注水井流程增加过滤环节,以保证地层注好水。通过在水井管柱中增设过滤装置,以提高注入水水质,同时方便生产过程中泥砂沉积物得到及时清理。通过水井起原井解剖情况,应进一步确立水井检修周期,确保水井及时维护。

研究采用新型注水工具、油管,同时改用脱油污水、或水源井水回注,延长水井寿命。应进一步加大新型注水工具、防腐油管(稀土锌铝共渗油管技术、环氧粉末油管涂料技术、钛纳米油管涂料技术、玻璃钢内衬油管技术)的研究使用,同时随着油田含水的升高,考虑采用污水回注、或打水源井以改善注入水质量,延长水井使用寿命,提高油层保护效果,降低水井检修率(见图6、图7比较)。

改进防砂技术,提高油井免修期,同时在高压施工过程中,要采取有效的油套管环空封隔措施,以减少高压对套管的损伤。提高固井质量,优选水泥浆配方和固井工艺,提高顶替效率和套管居中度,提高第一和第二界面胶结质量,有效封隔油气水层,防止发生层间互窜,在不改变现有固井施工手段和工艺的基础上,通过技术革新和应用先进技术,适当增加油井的水泥封固长度。

严格管理套管进货渠道,同时采用先进的套管检验仪器,提高套管检验水平、抽检率,除对套管接箍、管体表面质量、几何尺寸、螺纹参数加强检验外,还应进行整体性能和无损检验,以确保下井套管质量合格。

目前埕岛油田注水井所采用的防腐油管、工具等除涂料油管抗腐蚀效果较差外,渗氮油管、Ni-P防腐工具均能满足注水要求。从提升短接、悬挂器锈蚀状况看,必须做好水井全井管柱防腐工作。试验结果表明,腐蚀产生的铁离子及注入水中的铁离子很容易形成胶状液体,对储集层孔隙喉道造成堵塞,应引起足够重视,并提前做好防范措施。建议加大水井套管的检测(可采用光纤井下电视测试系统或鹰眼视像系统,检测内容主要包括:套管内径、壁厚、破损情况、射孔孔眼状况等)。

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