稠油井低成本修井作業技術

張 波

(長城鉆探物資公司，天津 300457)

引言

稠油井開采主要有蒸汽吞吐、蒸汽驅及火燒油層等開采方式。蒸汽吞吐是稠油開采中最普遍應用的方法，也是目前我國主要的稠油熱采方式。稠油井在開采過程中，造成管柱砂卡、沖砂作業漏失嚴重等問題。根據稠油井生產中發生的各種故障，經過多見的研究與應用，下面介紹幾種低成本修井工藝技術。

1.液壓井下力產生器解卡技術

在稠油井生產過程中，由于套管變形、砂、蠟及管柱彎曲變形等原因造成的卡鉆事故，作業時必須大力上提管柱解卡。而目前修井機多數安全負荷為80KN，最高的為120KN，而解卡上提拉力往往超過這一最大工作載荷，發展更大能力的修井機是不經濟也不實用的。液壓井下力產生器解決了這一實際難題。

1.1 組成結構

液壓井下力產生器由座封懸掛工具、液壓提升工具、沖洗打撈工具三部分組成，可提供500KN 的直接作用力。

1.2 工作原理

在工具下到魚頂后，沖洗魚頂，下放工具打撈，落物撈獲后，上提管柱至修井機容許工作載荷，井口打壓，座封懸掛工具卡在套管上，繼續增大井口壓力，液壓提升工具開始工作，活塞在液體的推動下，向上移動，帶動打撈工具上提落物解卡。

在解卡過程中，可反復打壓、放壓，靠液壓活動下部打撈工具，若解卡則起鉆，若不能解卡可退出打撈工具。

1.3 現場應用及效果

在高35－012 井作業過程中，用該裝置配合小修作業機打撈被卡管柱，解卡施工過程中地面提拉400KN，水泥車泵壓達到25MPa，靠液壓活動20min，未能解卡。將地面提升拉力增加到450KN，逐步提高泵壓活動解卡，當泵壓增大到32MPa 時，打撈管柱有解卡跡象。在泵壓20MPa 反擠水3m3 后，地面提拉450KN，泵壓32MPa 活動20min 解卡，撈獲井內全部落魚。

近年來累計現場應用35 井次，均達到了理想效果，該技術具有廣泛的應用前景。

2.漏失井沖砂工藝技術

2.1 結構原理

漏失井機械沖砂工藝系統包括井底噴頭、雙封隔器、油管、伸縮調整接頭、液流控制閥、簡便活動沖砂接頭。

其中:液流控制閥連接在沖砂單根油管上，用上提沖砂管柱的方式，控制上流控制閥和側流控制閥的開關，不需停泵即可連續連接油管，達到連續沖砂的作用;封隔器屬自封型，能夠成功封堵射孔井段，實現在不污染油層的前提下，徹底清除井筒內沉砂;雙層管柱由內外管連接在B－F 型封隔器和E－F 型封隔器之間，使沖砂液、攜砂液不流經射孔井段，在雙層管柱中建立沖砂循環通道。

2.2 工藝原理

利用封隔器將油層上下封堵，上下封隔器之間的雙層管柱結構形成防污染沖砂循環系統;地面液流控制組合閥利用上提沖砂管柱的動作控制上流和側流閥的開關，以保持地面不停泵即可聯接油管，從而達到防油層污染連續沖砂的目的。

2.3 應用實例

海8－26 井 該井在探砂面時于1693.0m 處遇有砂橋，洗井后進行沖砂。沖砂管柱入井順序為:沖砂頭+Z－F 下封隔器+3″油管15 根+B－F 上封隔器+導流控制閥(此中間在油管內下入2″油管15 根+2 根調整短節+伸縮控制接頭)+3″油管(井口座上自封)+液流控制閥+出口接軟管線進沉砂罐。地面水泥車管線接套管大四通后，開始進行沖砂(見表1)。

表1 海8－26 井沖砂作業施工參數

當第一根油管沖到底后，無需停泵，直接提起一根事先連好的油管+液流控制閥(軟水龍帶也連好)，油管與第一個液流控制閥上接頭聯接上緊后，上提油管，靠井內油管的重量將液流控制閥上的剪釘剪斷，活塞下行，關閉側向閥，打開上流閥，實現真正意義上的不停泵連續沖砂。

重復上述動作，直至沖砂到井底。

這口井沖砂進尺累計140m，返出砂量2.7m3。

2.4 工藝特點

①既能成功封堵漏失井段以達到最佳沖砂效果，同時避免了對地層的污染。

②不停泵連續沖砂，減少了操作風險，提高了工序一次成功率。

③大大縮短了沖砂施工時間，節約了施工成本。

3.注采沖防一體管柱技術

在稠油、超稠油開發生產中，遼河油田1999年以前采用的蒸汽吞吐主體采油工藝生產管柱為:注汽管柱采用∮114.3 ×62mm 真空隔熱管+伸縮管+熱敏封隔器，采油管柱為∮89mm 油管+∮57mm 越泵+∮36mm 空心桿。因此，完成一次熱采作業通常需要6 道工序，多則要達到12 道工序以上，這種采油工藝存在著:

①工序多，成本高;

②光油管生產，井筒熱損失大，電加熱能耗高;

③封隔器隔熱效果比較差，不利于保護套管，易造成管柱及工具被卡事故;

④沖砂作業完成后需要起出管柱。

為解決這一問題，研究開發了注采沖防一體管柱技術。

該工藝技術的核心是由氮氣隔熱技術、注采一體保溫油管和桿式泵三個單項技術組成。

3.1 氮氣隔熱

采用氮氣隔熱取代封隔器隔熱，隔熱效果良好，并由此解決了封隔器隔熱存在的密封效果不佳、多數井不能敞套管注汽的問題，避免了封隔器卡封處的熱應力集中對套管造成的損害，同時避免了封隔器卡井事故的發生。

3.2 注采一體保溫油管

注采一體保溫油管是注采防沖一體管柱的關鍵技術之一。它采用真空隔熱預應力技術生產，外管為∮114mmN80 油管，內管采用∮76mmN80 油管，滿足與∮57mm 桿式泵配合的要求，內外管環空填充鋁箔等隔熱材料，提高隔熱性能。同時，在轉抽生產過程中，能夠起到保溫作用，減少產出液體的熱能損耗，降低電能消耗。另外，由于內徑增大，不僅滿足了采用∮57mm 桿式一次管柱泵進行采油生產的要求，而且還可降低注汽時的注汽摩阻，在一些注汽壓力高的油井上，該管柱顯示出一定的優勢。

3.3 桿式一次管柱泵

一次管柱泵是實現不動管柱的關鍵技術之一。通過總結以往的經驗教訓，選擇采用∮57mm 頂部錨定式桿式泵，耐溫超過300℃，基本解決了桿式泵長期以來的坐卡和密封兩個技術難題。

3.4 技術優勢

注采沖防一體管柱技術現場試驗成功，在遼河油田現已大面積推廣，其技術優勢如下:

①整體配套管柱大大減少作業工序，避免了起下隔熱管柱、起下沖砂管柱、起下采油管柱的工序，降低了作業成本。試驗井周期平均節約作業費3.68萬元，周期平均采油877 噸，噸油作業成本下降41.9元，下降幅度為39.5%。

②整體配套管柱可以大幅度降低電能的消耗。每口井平均每周期節約電費2.09 萬元，平均噸油成本較電熱桿耗電下降23.8 元，下降幅度為55.9%。

③克服了常規方法轉抽時因作業而影響油井采油時率的缺點。1 個吞吐周期可縮短作業時間3—4天，有利于油井及時轉抽生產。

④由于不用起下油管，同時起桿式泵時可將油管內的原油泄入井內，減少了井場污染。

4.結論

經過多年的稠油井修井作業的研究實踐，現已形成了以液壓井下力產生器解卡技術、漏失井沖砂工藝技術和注采沖防一體管柱技術為主的稠油修井作業系列技術，有效解決了稠油井在開采過程中，造成管柱砂卡、沖砂作業漏失嚴重等問題。根據稠油井生產中發生的各種故障，為遼河油田稠油開發生產提供了技術保證。

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