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一、概况
齐40块构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡南段,欢曙上台阶上倾部位,开发目的层为莲花油层,油藏埋深-625m~-1050m,原始地层温度36.8℃,压力8.5MPa,原油密度0.9686g/cm3,50℃地面脱气原油粘度2639mPa•s,含油面积7.9km2,地质储量3774×104t。
工业化转驱以来,产量大幅提升,断块核实日产油上升7个百吨台阶,由转驱前的1245吨上升到2009年10月最高1931吨。2010年由于单层汽窜严重,油井大面积汽窜,区块产量下降。截止目前全区有过高温井史油井130口(345井次)。目前因高温关井5口,因高温掺水生产的34口井。
针对蒸汽驱开发过程中存在的单层汽窜现象,在科学分析汽驱生产动态的基础上,针对生产井重点开展了高温机械封窜工艺技术研究与应用,在实施过程中以拟制单层突进,扩大蒸汽波及、提高动用程度为根本出发点,通过生产井封堵汽窜层,有效的提高蒸汽的波及体积,提高油井的生产能力。
二、高温机械封窜技术研究与应用
2010年以来我们通过油层物性、井温测试数据分析优化高温封窜管柱设计、通过高温封窜配套工具研制,设计了可拟制单层突进的高温封窜管柱,有效的解决了高温单层突进,提高了蒸汽的波及体积以及油井的生产能力。
1、高温封窜管柱设计
堵底部高温汽窜层管柱:高温可钻桥塞封堵底部汽窜层,将热量限制在高温可钻桥塞以下。
2、高温封窜配套工具研制
(1)高温可钻桥塞的改进
封堵底层的高温可钻桥塞主要由锚定机构、锁定机构、坐封机构、解封机构、密封件等几部分组成。通过将耐高温桥塞下入到油井内的指定位置,通过泵车液压推动活塞,在卡瓦支开的同时,耐高温密封件受挤压变形并与油井套管内壁贴合在一起,阻止油井底部高温流体向桥塞上部的低温流体传到热量,确保蒸汽驱生产井的正常高效生产。
(2)封夹层耐高温封隔器的改进
普通应用于7in直井的封隔器内径通常为Ø76mm,不能满足过泵生产的需求,为此,对耐高温封隔器的内部结构改进,在满足良好密封性、坐封性、解封性要求前提下封隔器的最大内径由Ø76mm增加至Ø100mm。实现了过泵生产的需要。
耐高温封隔器零部件皆经表面化学热处理,然后在进行精密加工,具有良好的耐磨、耐腐蚀性,并能保证与中心管的精密配合。特制的密封件耐腐蚀性能好、更耐磨损,耐高温性能尤为突出,大大延长了耐高温封隔器的工作寿命。耐高温封隔器属于压重式封隔器,通过管柱的上提下放将封隔器扶正块由短轨换到长轨完成封隔器坐封,坐封过程简单快捷,通过上提管柱将封隔器扶正块由长轨换到短轨,从而耐高温封隔器解封,解封负荷在50~60kN,解封灵活,不易卡井。
(3)封夹层大通径悬挂器的改进
普通应用于7in直井的封隔器内径通常为Ø76mm,不能满足过泵生产的需求,为此,对耐高温封隔器的内部结构改进,在满足良好密封性、坐封性、解封性要求前提下封隔器的最大内径由Ø76mm增加至Ø100mm。实现了过泵生产的需要。
耐高温悬挂器零部件皆经表面化学热处理,具有良好的耐高温、耐腐蚀性。密封件采用美国杜邦耐高温材质,耐腐蚀性能强、更耐磨损,耐高温性能尤为突出,大大增强了耐高温悬挂器的密封效果。
该套悬挂器通过泵车液压坐封,下接头连接4in油管,耐高温悬挂器、4in油管和耐高温封隔器共同作用,将其窜层的高温流体限制在汽窜层内,避免高温流体流到油套环空之间,避免了汽窜层的高温流体与底层低温流体之间的传热,在降低蒸汽驱生产井井口温度的同时,解决了抽油泵的气锁问题,提高了抽油泵的泵效,确保了蒸汽驱生产井持续高效的开产,为蒸汽驱的稳产提供了有效的技术保障。
(3)耐高温安全接头的改进
安全接头是连接在井内管柱上的一种易于脱开、打捞的安全工具,它安裝在管柱需要脱开的位置,可同管柱一起传送扭矩和承受各种复合应力,井内发生故障时通过井口操作完成作业管柱的脱开、打捞,为预防及解除井下事故提供保障的工具。
常规安全接头由公接头、母接头和上下“O”形密封圈组成,公、母接头用销钉连接,当上提管柱负荷大于校核的销钉的剪切力时,管柱就在安全接头处脱开,为解除井下事故提供有利条件。为此,针对常规 “O”形密封圈在高温环境下容易失效的特点,将“O”形密封圈替换成石墨环,大大增强了蒸汽驱高温封窜技术的安全可靠性。
三、现场应用情况及效果分析
2011年我们通过油层物性分析,结合井温测试资料、井口温度、油井日产变化情况,对单层汽窜油井实施高温机械封窜工艺措施,累计实施14井次,增液3.71×104t,增油10268.4t。
典型井分析
齐40-8-25井是齐40块蒸汽井组内一口生产井,该井于2010年9月14日高温汽窜关井,井温测试930m处温度达到170℃,2011年4月18日对该井实施高温机械封窜,封堵井段925-945.7m,莲Ⅰ15m/6层。
措施后已累计生产422天,平均日产液14.9吨,日产油4.4吨,井口温度50℃,取得良好效果
四、经济效益评价
2010年以来齐40块高温机械封窜汽工艺技术14井次,措施投入102万元,增油10268.4t。,创效1136.85万元,投入产出比为1︰11,经济效益显著。
五、技术创新点
1、蒸汽驱高温生产井机械封窜技术,保证了高温汽窜井正常生产,扩大了蒸汽平面和纵向的波及体积。
2、高温机械封窜管柱优化设计,实现了生产井不同高温汽窜井段的有效封堵。
3、高温机械封窜封隔器密封件的改进,采用耐高温、抗腐蚀的材质,提高了汽窜管柱的封堵效果,延长了使用寿命。
4、耐高温封隔器、大通径悬挂器的改进,内径Ø76mm增加至Ø100mm,实现过泵生产的需要。
5、高温安全接头“O”形密封环采用石墨替代普通材质,提高了耐温性、耐腐蚀性,增强了高温机械封窜的安全性。
六、结论
针对齐40块蒸汽驱全面转驱后,油井大面积汽窜,单层汽窜严重,导致高温掺水生产井和高温关井增多。根据生产需要,开展了高温机械封窜工艺技术研究。高温封窜工艺技术能够有效拟制单层突进,保证油井正产生产,扩大蒸汽的波及体积,提高油层的动用程度,为齐40块高效开发提供了技术保障,具有较强应用推广价值。