渤海油田油套同压井压井方法

林家昱 范白涛 孙连坡 霍宏博 李进

林家昱, 范白涛, 孙连坡, 霍宏博, 李进. 渤海油田油套同压井压井方法[J]. 石油钻采工艺, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
引用本文: 林家昱, 范白涛, 孙连坡, 霍宏博, 李进. 渤海油田油套同压井压井方法[J]. 石油钻采工艺, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
LIN Jiayu, FAN Baitao, SUN Lianpo, HUO Hongbo, LI Jin. A well killing method for the wells with same pressure of tubing and casing in Bohai Oilfield[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
Citation: LIN Jiayu, FAN Baitao, SUN Lianpo, HUO Hongbo, LI Jin. A well killing method for the wells with same pressure of tubing and casing in Bohai Oilfield[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043

渤海油田油套同压井压井方法

doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
详细信息
    作者简介:

    林家昱(1984-),2015年毕业于西安石油大学石油工程学院油气井工程专业,获硕士学位,现主要从事海洋石油的钻井技术研究与应用,助理工程师。通讯地址:(300459)天津市滨海新区海川路2121号。电话:022-66501133。E-mail:linjy14@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: TE28

A well killing method for the wells with same pressure of tubing and casing in Bohai Oilfield

图(3) / 表 (1)
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出版历程
  • 修回日期:  2018-11-01
  • 刊出日期:  2018-12-10

渤海油田油套同压井压井方法

doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
    作者简介:

    林家昱(1984-),2015年毕业于西安石油大学石油工程学院油气井工程专业,获硕士学位,现主要从事海洋石油的钻井技术研究与应用,助理工程师。通讯地址:(300459)天津市滨海新区海川路2121号。电话:022-66501133。E-mail:linjy14@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: TE28

摘要: 随着渤海油田不断向中深层开发,渤海部分油气井出现油套同压、套管带压、无循环压井通路的难题,为修井作业过程中起管柱带来风险。分析油套同压原因,查找管柱漏点位置是优选压井方法的关键。研究了测流体电阻法找漏、多臂井径成像测井、电磁探伤测井、井温噪音测井等11种方法,提出了适合油套同压井的漏点查找方法,并根据不同的漏点位置研究不同压井方法作用机理,提出分级优选压井方法,从而可顺利实现拆采油树、起管柱、安装井口防喷器等作业,对于油套同压、套管带压井动管柱作业具有一定指导意义。

English Abstract

林家昱, 范白涛, 孙连坡, 霍宏博, 李进. 渤海油田油套同压井压井方法[J]. 石油钻采工艺, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
引用本文: 林家昱, 范白涛, 孙连坡, 霍宏博, 李进. 渤海油田油套同压井压井方法[J]. 石油钻采工艺, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
LIN Jiayu, FAN Baitao, SUN Lianpo, HUO Hongbo, LI Jin. A well killing method for the wells with same pressure of tubing and casing in Bohai Oilfield[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
Citation: LIN Jiayu, FAN Baitao, SUN Lianpo, HUO Hongbo, LI Jin. A well killing method for the wells with same pressure of tubing and casing in Bohai Oilfield[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2018, 40(S1): 154-157. doi: 10.13639/j.odpt.2018.S0.043
  • 自1966年渤海油田发现第1口井海1井距今已有52年, 部分老井即将达到或超过设计周期, 套管带压问题日益凸显。由于生产油管、井下工具腐蚀穿孔、封隔器封隔失效、固井水泥环气窜等原因易造成油套同压现象, 若不能进行有效的压井作业使油套压下降并维持为零值, 贸然起管柱可能造成井涌甚至井喷失控风险。国外最早在20世纪80年代开始了气窜机理研究, 1999年, ADAMT.BOURGOYNE等对环空带压定义、起因、危害性进行了初步探讨[1], 而国内对于环空带压机理的研究才刚起步, 2002年, 高宝奎等研究了温度引起套管失效的条件[2], 2009年以后国内对气井油套环空带压问题的研究才逐步增多, 郭建华等从油套环空压力监测、井下漏点检测等方面开展了研究[3]。分析油套同压原因, 查找管柱漏点位置是优选压井方法的关键。针对上述问题, 研究了测流体电阻法找漏、多臂井径成像测井、电磁探伤测井、井温噪音测井等11种方法[4-8], 提出适合气井漏点的查找方法, 并根据不同的漏点位置对不同压井方法作用机理进行了研究。

    • 油气井一般由多层套管组成, 各层套管间由水泥环封固地层和套管, 中深层地质环境复杂, 固井对水泥抗温性要求较高, 产生油套同压[9]的原因主要有以下几方面:(1)生产油管、井下工具发生腐蚀、穿孔或裂缝; (2)设计或施工质量原因导致分层封隔器密封失效或生产管柱密封模块未能安装到位; (3)长时间生产后井下分层封隔器封隔失效; (4)套管腐蚀或穿孔; (5)水泥环出现气窜。

      油管、井下工具、套管的腐蚀穿孔, 在井筒完整性受到一定程度损伤破坏后, 需要根据不同的腐蚀位置, 确定压井方式。

    • 漏点位置影响压井方法选择, 如油管较浅部位发生腐蚀, 循环压井可采用连续油管压井, 将连续油管插入油管打开滑套位置或打孔位置; 封隔器以上较深部位发生腐蚀, 可考虑不采用油管打孔, 直接循环压井。通过大量的文献调研发现目前较为实用的找漏方法有:测流体电阻法找漏、木塞法找漏、封隔器找漏、超声波成像测井仪、井下视像找漏、同位素测井、流量测井、井温噪声测井、中子氧活化测井、多臂井径成像测井仪、电磁探伤测井11种(表 1)。

      表 1  各找漏方法的适用性分析

      渤海油田部分井储层疏松易出砂、井下情况较复杂, CO2含量高、腐蚀严重, 上述的11种找漏方法, 有些对油井类别、井下流体类型、井下环境、泵排量等都有较高要求, 其中多臂井径成像测井和电磁探伤测井较适用于渤海油田, 具有适用性强、检测准确性高、抗噪音、耐腐蚀、耐高温、操作简单安全等特点。

      多臂井径成像测井技术将多条测量臂贴紧套管内壁, 通过电阻变化值反映套管弯曲变形、断裂、穿孔及腐蚀等情况, 可测量出套管内壁1个圆周内最大最小直径及沿着每臂轨迹不同方位上的形变。在成像测井图上可以直观地看到套管展开图、包络图、最小直径图、最大直径图, 可定量读取套管形变量、腐蚀孔洞、管柱直径数据。

      电磁探伤测井仪基于法拉第电磁感应原理, 可在多种流体介质中通过电动势变化反映油套管厚度变化、裂缝及孔洞等情况。机械、化学、声波、放射性等方法只能检测单层管柱损伤情况, 电磁探伤测井是目前唯一能在油管中同时检测油套及套管两层管柱损伤情况的测井技术, 可通过纵向短轴探头、横向探头、伽马探头和井温探头检测套管损伤, 用温度探头感受井内流体温度变化, 伽马探头较深, 可具体读取套管损伤的具体位置、损伤部位的腐蚀情况、管柱壁厚数据等。

    • 司钻法、工程师法等常规压井方式要求能够正常关井, 而在溢流甚至井喷造成井内喷空或无钻具等情况下可采用反循环压井法、压回法、置换法等非常规压井方式(图 1)。油套同压井, 针对不同的漏点位置选择合理压井方法是成功压井的关键, 如油管较浅部位发生穿孔或断裂, 在压井处理过程中可视为井内管柱短、循环通路过短来处理, 在深部位存在孔洞, 可认为存在循环通路考虑直接循环压井。

      图  1  压井方法分类

      反循环压井法是将合适密度的压井液由环空注入顶替井筒中密度较小的油气水, 将井压住。在地面装备能满足注入能力的条件下, 可在较短时间内排出井内溢流, 适用于套管下深浅或套管漏点部位较浅、地层破裂压力较低的井, 对于漏点部位较深井, 存在压漏地层风险。

      压回法[10]将井内溢流采用较大泵压压回地层, 适用于套管下深较深或套管漏点部位较深、地层破裂压力较高的井, 对于套管下深较浅或套管漏点部位较浅、井筒存在裸眼段、地层破裂压力较低的井, 存在压漏地层风险。挤注法属于压回法的一种方法。

      置换法[11]具体做法为向井内泵入定量钻井液, 关井一段时间, 使泵入的钻井液穿过气顶下落, 然后放掉一定量的套压。套压降低值与泵入的钻井液产生的液柱压力相等。重复上述过程就可以逐步降低套压。适用于长裸眼段、井内无钻具或油管、钻井液喷空、无循环通路等情况下的压井作业, 压井作业较为安全。

      针对不同的油气井情况, 选择合理的压井方法, 具体选择过程可以参见图 2, 在压井成功后, 进行起管柱作业, 在处理起管柱中的复杂情况时可参考图 3

      图  2  压井方法优选

      图  3  起管柱流程

    • 2018年2月11日, 渤海油田X井生产时连续2次启泵未成功, 测得绝缘0 MΩ; 三相直阻AC为500 Ω, AB为3.8 Ω, BC为151 Ω。三相直阻不平衡, 初步判断动力电缆损坏或电机故障, 需检泵, 压井起出原井管柱。3月2日经正循环闭路洗井, 二次循环脱气压井后, 打开万能防喷器准备起钻时, 地热水及气体喷出, 紧急采取关闭万能防喷器和剪切闸板防喷器, 切断了井内管柱, 实现了井口的关断, 关井套压逐渐升至4.5 MPa。

      由于该井采油树服务管汇侧的套管翼阀已损坏无法打开, 不能进行反循环压井。切断井内管柱后, 井内无钻具不能形成循环通道, 无法进行司钻法、工程师法等常规方法压井, 考虑采用压回法或置换法进行压井作业。X井存在动态漏失6 m3/h, 不具备大排量、长时间挤注压井的条件, 考虑采用置换法压井。通过钻井四通用泥浆泵小排量挤入压井液, 等气体上升置换至井口, 随后通过泥浆泵放压口向泥浆池内放压, 返出为大量气体和地热水的混合物, 通过调节旋塞阀控制, 尽量保证返出全部为气, 每次放压20~30 min。经过17轮压井后套压降为0 MPa, 关井1 h读取套压仍为0 MPa, 后打开泥浆泵放压口向泥浆池内放压, 放压阀门全开, 返出无液无气, 此时套压维持0 MPa, 压井成功。先后打开单闸板半封、环形防喷器, 组下反扣反螺纹母锥、铣鞋等打捞落鱼管柱, 成功起出了井内管柱。

    • (1) 通过分析对比测流体电阻法找漏、木塞法找漏等11种漏点查找方法, 发现多臂井径成像测井和电磁探伤测井更适用于渤海油田, 其能在多种流体介质中使用, 且具有检测准确性高、抗噪音、耐高温、操作简单安全等优点, 并能定量读取套管形变量、腐蚀孔洞大小及位置、管柱直径等数据。

      (2) 针对油套管柱不同的漏点位置、套管下深、地层裸眼段长度等, 对常规及非常规压井方法进行分析对比, 并建立了压井方法优选图, 可更加方便快速地选择合理压井方法, 有利于提高压井成功率及后续的起管柱作业。

      (3) 对渤海油田X井经压井优选图分析, 采用置换法压井, 取得了良好的现场应用效果, 对渤海油田类似复杂井的压井作业具有借鉴意义。

参考文献 (11)

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