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摘要:油田开发过程中,伴随着开发时间的延长,油井井下技术状况异常复杂,套变、套断、出砂出泥浆、结垢腐蚀等情况逐年恶化,大幅提升油井正常生产及免修期水平存在一定的困难。要提升老井免修期,重点在小修工程设计的优化与管理,本文通过研究油井小修工程设计方法和技术,对老油井提升免修期起到关键作用。
关键词:油井;免修期;方案设计
1.油井小修工程优化设计必要性分析
工程方案质量主要由方案设计质量、材料质量、施工质量及采油管理四方面综合影响,由于这四个环节目前存在着众多问题,一个环节有问题,致使整个油井工程方案及管理存在问题,导致作业后油井免修期短,造成油井作业费用及管理难度的提升,因此有必要对油井小修工程设计进行优化和管理。
2.油井小修工程设计优化与管理
建立阶段管理模式及技术,由上述四个环节转变为节点控制,主要由井况诊断和分析、故障识别、参数设计、工序设置、举升配套技术、建立设计管理体系。
2.1转变井况分析模式,建单井评价体系
原来模式为人工查询:井井修井台帐查作业原因、因素等;油井基础数据查最大井斜角、造斜点;查历次作业监督记录井筒描述等。
现在模式为网络综合分析:建立单井井身轨迹数据库,认清井身状况,建立单井井下技术状况图,认清井筒状况,建立单井井液资料库,认清井液状况。
建立单井井身轨迹数据库,认清井身状况.通过建立油井井身轨迹平台,平台主要包括科学设计,内容主要包括新井杆柱附件、老井评价调整,解决了避免笼统使用的问题;预测与预警部分主要是建立受压井段预测、偏磨井段预警,主要是建立提示危险井段的目的;分段配置部分主要是建立油井泵与井斜的配置、腐蚀偏磨配置,提高耐磨性能;磨损分析模块主要是建立描述表观原因和偏磨实质因素分析,认识偏磨实质问题,通过上述油井井身轨迹平台的建立与应用,有效从源头上解决设计过程中方案的准确性。
(1)建立单井井下技术状况图,认清井筒状况
油井井况图是以图幅的形式,直观展示该井各种井下状况所发生的位置、井段、程度。目的是通过井况图清晰描述井下情况,实现油井个性化治理;图形组成有井身轨迹曲线、磨损、结垢、腐蚀、结蜡柱状图;程度划分为一般井段和严重井段,用不同颜色区分。
(2)建立单井井液监测资料库,认清井液状况
调查监测:现状调查:结垢或腐蚀周期、速度、厚度、井数、区块分布等;资料收集:收集钢种、油、气、水、污水、水源水的基础数据;样品收集:收集典型井的油样、水样和油井垢样、管线垢样。
测试研究:水质化学成分检测分析:确定水样各种离子含量,确定水样矿化度、水型和结垢倾向测定和结垢趋势判定等;细菌和气体检测分析:确定硫酸盐还原菌、铁细菌、异养菌含量;确定溶解氧、硫化氢、二氧化碳含量;水质配伍性试验:测定结垢速度、种类、垢量;结垢产物成分分析:确定垢样组成、含量,分析结垢主要原因;结垢试验及机理研究:对结垢机理研究,确定结垢主要影响因素。
药剂筛选:阻垢剂、防腐剂的筛选;阻垢率、防腐率等测定;药剂的适应性评价;配伍性能能评价;药剂综合性能评价。
应用实例:测试某采油厂八个区块24口井,跟踪监测235口井。明确了八个区块腐蚀结垢类型;特别是六队腐蚀主要以硫酸盐还原菌为主,伴随轻微的电化学腐蚀;筛选出合适杀菌剂。
采油xx队:2017年之前每年检泵平均97井次,治理后降为50井次左右,下降48.5%。免修期从2017年314天延长到640天。平均年减少作业费130万元,减少材料费和减少影响产量等创效228万元。
2.2转变故障识别模式,建单井诊断体系
原故障识别模式:一是经验法,凭经验判断,一般仅对典型的故障有效;二是模板法,建立典型故障井示功图图版,诊断井与之对比分析;三是綜合法,示功图、憋压、生产现象等综合判断,但对不出液井容易误诊。
现故障识别模式:一是建立全部井诊断图版,形成单井病例;二是建立疑难井诊断图版,分析特征规律;三是完善故障井诊断模式,特征识别判断。现有的故障分析模式与原故障分析模式主要区别在于,原模式针对性差,现有 的模式快速准确进行判断。
(1)建立全部井诊断图版,形成单井病例
组成:标准图版、各类故障图版。内容:基础数据、日产液、示功图、动液面、电流、压力、井口呼吸、作业核实等。
原则:选用不同故障类型典型图、同故障类型不同特征的典型图。
(2)建立疑难井诊断图版,分析特征规律
2.3转变参数设计模式,实行一体化设计
原模式:一是经验法,凭借经验谁,一般对一个参数调整,缺乏系统设计理念;二是API法,API法,以载荷最低作为选择机采参数的依据,即优先考虑使抽油机受力小的采油参数。三是能耗设计,不仅满足产量要求而且能耗低、系统效率高、经济效益优。现模式一是建立较高偏磨周期和系统效率一体化设计系统,包含分析泵效与能耗关系,确定经济泵效,分析偏磨与井身关系,井身调整参数。通过现在一体化的设计思路和方法,建立防磨与系统效率兼顾的一体化设计模式。通过以下五个步骤的分析与分析,确定合理的参数与生产方式。建立模型:以合理流压为基础,建立供、排液及两者关系模式;产量预测:不同泵、参数下产液、油量预测;指标预测:不同组合耗电量、系统效率、轴向载荷、载荷比预测;评价:对不同参数组合偏磨周期、系统效率效益评价;参数确定:通过上述分析与对比,找出最佳参数组合及确定生产方式。
2.4优化工序设置
原有的模式:一是超过一年未探作业井必须探砂面;二是措施井必须有探砂、刮套工序;三是死油多井每次作业时热水冲洗井筒;先转变为:一是根据油井出砂速度,合理减少探砂次数,而死根据油井结垢速度,合理确定清垢次数;三是根据油品物性温度,合理确定清洗参数。
依据上述原则:根据分析油井出砂速度和出砂分布区域,2018年减少探砂27井次。2018年新井投产68口井,使用试井车软探砂面11口井,减少了光管探砂11井次。2018年缩径管柱压裂井共计38口,取消刮套24井次。2018年对高结垢措施井直接扫钻12井次,避免刮套和打印12井次。
热水到达死油段温度高于死油段蜡熔点的采用热水冲洗井筒,共实施14口井。热水到达死油段温度低于死油段蜡熔点的,采用加清蜡剂、刮蜡与热水冲洗相结合的方式,实施4口井。
2.5 转变举升配套模式,适应性分析调整
原模式:一是仅对井筒防治设计基本不考虑地面设计;二是泵及附件设计与井况结合较少;三是扶正器设计间距、井段和井况基本不考虑。
转变模式:一是举升方式进行评价和调整,适应井下工况,油井举升方式和参数对检泵周期有着直接影响。
举升方式和参数要适应井下技术状况。适应性分析要围绕深井泵、井身轨迹和生产参数进行。对于井斜造成的杆管偏磨:二是泵及附件工具进行调整呢个,适应井下工况;三是扶正器选用优化调整,适应井下工况。直井段不加装扶正器;造斜段全程加装扶正杆,并在侧向力偏大的位置配套安装扶正接箍;
稳斜段适当放大扶正杆的安装间距,每隔三根或五根常规抽油杆加一根扶正杆,对于拐点大处加装扶正接箍。
2.6完善设计管理体系,搭建新设计平台
搭建采油工程数据库建设,数据包括基础数据,主要由静态、动态和历史数据构成;建立应用系统,实现数据网络化,提升工作效率,提高资料利用率。
3.效果及结论
1)井筒管理水平显著提升,油井免修期逐步延长,某XX老区达到672天,同比前年延长92天;
2)定量定性定工序和油井准确诊断减少作业环节,作业占井周期明显下降,同比前年降低22%,同比去年降低7.2%;
3)现有的模式,有效提高了井筒管理和工程方案效果和质量。
关键词:油井;免修期;方案设计
1.油井小修工程优化设计必要性分析
工程方案质量主要由方案设计质量、材料质量、施工质量及采油管理四方面综合影响,由于这四个环节目前存在着众多问题,一个环节有问题,致使整个油井工程方案及管理存在问题,导致作业后油井免修期短,造成油井作业费用及管理难度的提升,因此有必要对油井小修工程设计进行优化和管理。
2.油井小修工程设计优化与管理
建立阶段管理模式及技术,由上述四个环节转变为节点控制,主要由井况诊断和分析、故障识别、参数设计、工序设置、举升配套技术、建立设计管理体系。
2.1转变井况分析模式,建单井评价体系
原来模式为人工查询:井井修井台帐查作业原因、因素等;油井基础数据查最大井斜角、造斜点;查历次作业监督记录井筒描述等。
现在模式为网络综合分析:建立单井井身轨迹数据库,认清井身状况,建立单井井下技术状况图,认清井筒状况,建立单井井液资料库,认清井液状况。
建立单井井身轨迹数据库,认清井身状况.通过建立油井井身轨迹平台,平台主要包括科学设计,内容主要包括新井杆柱附件、老井评价调整,解决了避免笼统使用的问题;预测与预警部分主要是建立受压井段预测、偏磨井段预警,主要是建立提示危险井段的目的;分段配置部分主要是建立油井泵与井斜的配置、腐蚀偏磨配置,提高耐磨性能;磨损分析模块主要是建立描述表观原因和偏磨实质因素分析,认识偏磨实质问题,通过上述油井井身轨迹平台的建立与应用,有效从源头上解决设计过程中方案的准确性。
(1)建立单井井下技术状况图,认清井筒状况
油井井况图是以图幅的形式,直观展示该井各种井下状况所发生的位置、井段、程度。目的是通过井况图清晰描述井下情况,实现油井个性化治理;图形组成有井身轨迹曲线、磨损、结垢、腐蚀、结蜡柱状图;程度划分为一般井段和严重井段,用不同颜色区分。
(2)建立单井井液监测资料库,认清井液状况
调查监测:现状调查:结垢或腐蚀周期、速度、厚度、井数、区块分布等;资料收集:收集钢种、油、气、水、污水、水源水的基础数据;样品收集:收集典型井的油样、水样和油井垢样、管线垢样。
测试研究:水质化学成分检测分析:确定水样各种离子含量,确定水样矿化度、水型和结垢倾向测定和结垢趋势判定等;细菌和气体检测分析:确定硫酸盐还原菌、铁细菌、异养菌含量;确定溶解氧、硫化氢、二氧化碳含量;水质配伍性试验:测定结垢速度、种类、垢量;结垢产物成分分析:确定垢样组成、含量,分析结垢主要原因;结垢试验及机理研究:对结垢机理研究,确定结垢主要影响因素。
药剂筛选:阻垢剂、防腐剂的筛选;阻垢率、防腐率等测定;药剂的适应性评价;配伍性能能评价;药剂综合性能评价。
应用实例:测试某采油厂八个区块24口井,跟踪监测235口井。明确了八个区块腐蚀结垢类型;特别是六队腐蚀主要以硫酸盐还原菌为主,伴随轻微的电化学腐蚀;筛选出合适杀菌剂。
采油xx队:2017年之前每年检泵平均97井次,治理后降为50井次左右,下降48.5%。免修期从2017年314天延长到640天。平均年减少作业费130万元,减少材料费和减少影响产量等创效228万元。
2.2转变故障识别模式,建单井诊断体系
原故障识别模式:一是经验法,凭经验判断,一般仅对典型的故障有效;二是模板法,建立典型故障井示功图图版,诊断井与之对比分析;三是綜合法,示功图、憋压、生产现象等综合判断,但对不出液井容易误诊。
现故障识别模式:一是建立全部井诊断图版,形成单井病例;二是建立疑难井诊断图版,分析特征规律;三是完善故障井诊断模式,特征识别判断。现有的故障分析模式与原故障分析模式主要区别在于,原模式针对性差,现有 的模式快速准确进行判断。
(1)建立全部井诊断图版,形成单井病例
组成:标准图版、各类故障图版。内容:基础数据、日产液、示功图、动液面、电流、压力、井口呼吸、作业核实等。
原则:选用不同故障类型典型图、同故障类型不同特征的典型图。
(2)建立疑难井诊断图版,分析特征规律
2.3转变参数设计模式,实行一体化设计
原模式:一是经验法,凭借经验谁,一般对一个参数调整,缺乏系统设计理念;二是API法,API法,以载荷最低作为选择机采参数的依据,即优先考虑使抽油机受力小的采油参数。三是能耗设计,不仅满足产量要求而且能耗低、系统效率高、经济效益优。现模式一是建立较高偏磨周期和系统效率一体化设计系统,包含分析泵效与能耗关系,确定经济泵效,分析偏磨与井身关系,井身调整参数。通过现在一体化的设计思路和方法,建立防磨与系统效率兼顾的一体化设计模式。通过以下五个步骤的分析与分析,确定合理的参数与生产方式。建立模型:以合理流压为基础,建立供、排液及两者关系模式;产量预测:不同泵、参数下产液、油量预测;指标预测:不同组合耗电量、系统效率、轴向载荷、载荷比预测;评价:对不同参数组合偏磨周期、系统效率效益评价;参数确定:通过上述分析与对比,找出最佳参数组合及确定生产方式。
2.4优化工序设置
原有的模式:一是超过一年未探作业井必须探砂面;二是措施井必须有探砂、刮套工序;三是死油多井每次作业时热水冲洗井筒;先转变为:一是根据油井出砂速度,合理减少探砂次数,而死根据油井结垢速度,合理确定清垢次数;三是根据油品物性温度,合理确定清洗参数。
依据上述原则:根据分析油井出砂速度和出砂分布区域,2018年减少探砂27井次。2018年新井投产68口井,使用试井车软探砂面11口井,减少了光管探砂11井次。2018年缩径管柱压裂井共计38口,取消刮套24井次。2018年对高结垢措施井直接扫钻12井次,避免刮套和打印12井次。
热水到达死油段温度高于死油段蜡熔点的采用热水冲洗井筒,共实施14口井。热水到达死油段温度低于死油段蜡熔点的,采用加清蜡剂、刮蜡与热水冲洗相结合的方式,实施4口井。
2.5 转变举升配套模式,适应性分析调整
原模式:一是仅对井筒防治设计基本不考虑地面设计;二是泵及附件设计与井况结合较少;三是扶正器设计间距、井段和井况基本不考虑。
转变模式:一是举升方式进行评价和调整,适应井下工况,油井举升方式和参数对检泵周期有着直接影响。
举升方式和参数要适应井下技术状况。适应性分析要围绕深井泵、井身轨迹和生产参数进行。对于井斜造成的杆管偏磨:二是泵及附件工具进行调整呢个,适应井下工况;三是扶正器选用优化调整,适应井下工况。直井段不加装扶正器;造斜段全程加装扶正杆,并在侧向力偏大的位置配套安装扶正接箍;
稳斜段适当放大扶正杆的安装间距,每隔三根或五根常规抽油杆加一根扶正杆,对于拐点大处加装扶正接箍。
2.6完善设计管理体系,搭建新设计平台
搭建采油工程数据库建设,数据包括基础数据,主要由静态、动态和历史数据构成;建立应用系统,实现数据网络化,提升工作效率,提高资料利用率。
3.效果及结论
1)井筒管理水平显著提升,油井免修期逐步延长,某XX老区达到672天,同比前年延长92天;
2)定量定性定工序和油井准确诊断减少作业环节,作业占井周期明显下降,同比前年降低22%,同比去年降低7.2%;
3)现有的模式,有效提高了井筒管理和工程方案效果和质量。