油井免修期影响因素分析与措施探究

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

王旭鹏

中石化胜利油田东胜公司高青采油管理区

摘要

油田进入开发后期,油井综合含水不断上升,油井结蜡和地层出砂现象日益严重,在开发过程中,油井的生产受到结蜡、出砂等因素的影响而出现蜡卡、砂卡、断脱等故障,造成躺井,降低了油井免修期,影响了油井的开发效益。因此,通过对作业频繁井的调查,找出影响油井正常生产的原因,并采取有针对性的解决措施,做好延长油井免修期的工作具有十分重要的意义。因此,本文就油井管理工作为研究方向,对油井免修期的延长进行了详细的阐述。


关键词

油井管理;延长油井免修期;技术对策;开发效益

正文

    油井免修期的长短对于采油工作的开展有着决定性的影响,可以毫不夸张地讲,一旦油井免修期较短,那么油井的出油率必然十分低下,影响整体的经济效益,两者之间是因与果的关系。然而,受到一系列因素的影响,当前油井的免修都较为短暂,如何延长油井的免修期成了当前油井管理工作人员较为关注的话题。

1、近年来躺井原因分析

油井检泵周期的确定,依据油井的生产状况来决定。油井生产一定时间后,由于生产周期原因而导致的检泵作业属于油井正常检泵周期。目前由于地质和工程因素的影响,大部分井都无法达到正常检泵周期而躺井,需进行检泵作业。

1.1油井结蜡结垢影响 

油井在生产过程中,随着流体不断从井底采出,原油内的成分由于温度降低,析出蜡块,并逐步集结,结蜡现象一般出现在油井上半部分。油井结蜡导致抽油杆在上下行冲程内摩阻增加,当析出量到达一定程度后,蜡块集结使得油管内流动通道变小,影响了抽油泵工作效率,实施检泵作业。对于结蜡严重的井,蜡块的聚集,摩阻增加,上提负荷可能会无效,甚至需要进行大修作业解卡,严重影响了修井作业速度。

1.2油井出砂影响 

在油井生产过程中,随着地层流体采出,储层内流体减少,岩石之间挤压作用下降,岩石骨架结构发现变化导致地层出砂,油层出砂后,砂石在井筒内堆积,造成沙埋储层,堵塞流体流通通道,使抽油泵失效;另外,固井时水泥浆返高有限,部分井上部套管与储层之间未形成封闭区域,随着开采年限的增加,套管被腐蚀破损,未固井套管井段或者固井质量不佳的井段与地层间的固体颗粒进入井筒聚集,导致储层被埋;井筒内的砂砾随着流体进入泵筒,造成抽油泵固定凡尔密封不严,泵效降低,油井产油量减少,需要停抽检泵。这类井大多是泵漏失,通过产量对比和示功图可发现异常情况。

1.3杆断管漏影响 

由于泵筒内异物的增加,使得抽油杆应力的增加,是导致抽油杆被拉断的主要原因;油管腐蚀结垢和穿孔,以及抽油杆偏磨是也是导致油管管漏和杆断的原因。随着油井开采进入中后期开发阶段,高含水导致井筒内部几乎被地层水充满,原油对油管和抽油杆表面的润滑作用降低,各类腐蚀性物质腐蚀油管杆,导致腐蚀结垢的问题越来越严重。另一方面,目前江汉地区的油井大多为斜井,斜度甚至达到了90°,在抽油机正常工作期间,抽油杆上下活动,在大斜度位置,抽油杆与油管相互摩擦加剧,管杆磨损严重,甚至出现穿孔,油管漏失导致产量减少,进行停产检泵。

1.4油井工作制度不合理影响 

油气开采过程中,伴随着地层能量的不断消耗,地层供液量越来越小,还按照原来的工作制度进行生产,由于供液不足,油井产量逐渐降低,造成泵、管杆、工具之间的干磨,加速工具的磨损。因为载荷因素的影响,抽油杆的应力分布也发生变化,进而导致抽油杆发生疲劳而断脱。此外由于动液面的变化,会对井底压力造成影响,加速油层出砂或者结蜡结垢,从而影响缩短油井的检泵周期。

2、免修期因素

2.1周期性检泵

近三年期间年平均检泵、热洗冲砂210井次,其中年正常检泵井占作业总井次的30%,也就是平均每年周检井有60井次。

2.2非正常检泵

通过对非正常检泵作业的原因进行分类追踪,发现造成作业次数频繁的主要原因是:结蜡、出砂、结垢、疲劳、偏磨、作业施工质量以及不合理的工作制度等因素,其中结蜡和出砂这两项因素占作业总次数的90%以上,它们是造成作业井次居高不下,作业费用与日俱增的主要原因。

一是井筒结蜡。油井井筒结蜡的主要原因是:原油含蜡率逐渐上升是造成油井结蜡的直接原因。原油中含有较多的沥青质。轻质烃的脱出,部分油井原油中轻质成分快速脱出,导致蜡的过饱和及胶质及沥青质的沉淀。油井进入后期开采阶段,产液量、液温降低,加剧了结蜡现象的发生,结蜡点不断下移。

二是地层出砂。油井地层出砂的主要原因是:疏松地层出砂:由于油层埋藏较浅,上覆岩石的压实作用较弱,岩石骨架结构比较松散,抗破坏能力较差,加之注入水对岩石胶结物的破坏,使之容易出砂。套坏引起的非生产层出砂:老油田一个最严重的问题就是套损、套坏井所占比例相当大(超过70%),现场表现为出红泥浆和细粉砂,造成泵卡、停井。管井不当出砂:对油井管理不善,频繁地开关井,造成地层激动,使稳定的砂桥破坏,都会造成地层出砂。

三是杆柱断脱。造成油井杆柱断脱的主要原因是:脱扣:抽油杆的上扣力矩不够,或因接头有碰伤、端面有污物,致使连接端面压不紧;杆柱受力不均匀,产生弯曲变形。断裂:在卡泵和杆柱组合不当时,杆柱承受的最大应力超过允许值;由于硫化氢气体以及地层水的腐蚀,使杆体表面形成裂纹,致使抽油杆腐蚀疲劳;杆体表面有凹痕,褶折等应力集中源,造成应力集中;井身弯曲,抽油杆下行时弯曲或油管弯曲,使抽油杆与油管摩擦。油井均生产多年,多井管杆超出服役年限,疲劳工作致使发生抽油杆断脱;断脱发生频繁的井多为大冲次的排液井。

3 提高油井免修期措施

3.1清防蜡措施

采用热洗清防蜡、化学药剂清防蜡、和机械清防蜡三种清防蜡措施。现场操作主要以热洗和井口加药、超导车热洗、井筒灌热水为主。一是在热洗清防蜡方面,根据油井的日产水平、开采层系、含水情况、井筒漏失情况,将油井分为ABC三类管理,对不同类别的油井采取不同的洗井方案。对地层压力较高,含水70%以下的油井采取定期热油洗井;对排液井采取定期用热水洗井;对产量低、动液面深的低产油井,根据示功图和液量变化采取不定期的热水洗井。二是在井口加药方面,采用油基型清防蜡药剂加入油套环空中的方法进行清防蜡,并根据油井的含水、液量、生产情况分为两类,对不同油井采取不同的加药方案。对液量和含水平稳的油井采取定期定量的加药方法;对液量和含水不平稳的油井根据生产变化采取不定期不定量的加药方法。三是井筒灌热水,即定期往井深较浅的井内灌入热水后,溶解井筒内凝结的蜡晶体,然后通过抽油泵排出井筒,从而减少蜡在井内的结晶量,延长油井免修期。四是引入利用亲水转化膜防蜡剂进行防蜡试验。此药剂能改变钢材表面的润湿性,使之变成亲水型,减缓蜡在钢材表面的结晶。五是引入微生物清防蜡技术,应用效果明显,如井因井筒故障,无法实行进攻性措施,在应用微生物清防蜡技术后,使该井增油近100吨。

3.2对油井出泥浆出砂等现象的治理

在油井的工作过程里,要考虑到油井所处位置其水文地质是否砂子较多,针对砂子较多的油井,在工作模式上要合理调整,特别是要冲砂,或者是结合各种防砂器、激光割缝防砂器等进行防砂、控砂。对于容易出现泥浆的油井,轻度出现泥浆等现象,可以采取无固定凡尔泵的生产方式,特别是结合螺杆泵对泥浆的出口进行封堵。油井如果容易出现泥垢固结等现象,这时应该采取酸洗井筒等方式解决靠近油井地带出现的堵塞,以及避免在结垢之后对泵产生腐蚀性影响。

针对其他的原因,对油井的内部环境造成影响的,应该形成定时的检查和清理制度,比如油井如果出现结蜡等现象,这些方面都应该具体根据不同油井的水文地质条件制定合适的油井清洗周期,严格控制好对油井的清洗质量,并且针对特殊的情况增加防蜡剂等,以此来延长油井的免修期。

3.3增强日常维护和故障处理

在油井的日常维护过程中,管理人员要保障油井的各项技术参数的登记是科学并且真实的,而且还应该对油井的生产资料进行定期检查,如果油井出现异常的现象,要及时记录或者到现场核实具体参数等情况。在油井的清洗管理上,为了避免油井清洗不到位,或者是造成一系列的油井清洗故障,油井的管理人员应该对油井的清洗过程进行管理,要提高油井清洗的质量,通过清洗排除污垢等对油井造成的腐蚀和磨损,从而延长油井的免修期。从另外一个方面看,还应该强化对油井的工作制度优化,特别是对于管杆磨损的日常管养,提高油井管杆的使用寿命。在油井使用到具体的寿命周期阶段,还应该根据油井的磨损状况,适当的调整各种管杆的直径以及抽油机的冲程数量进行调整。总而言之,在管理过程中应该对油井的各项设施冲程数量进行参数登记,并且及时地调整这些参数所造成的具体问题。对于出现不正常现象的油井要及时处理。比如出现油泵账号异常的邮件,要及时进行排查,主要的排查方式是采取连续憋压等方式。通过了解油井在这种技术排查条件下所产生的具体情况,对其进行产量变化的监测,针对性地采取热洗等手段。如果出现油井,产量变化明显,则应该及时对其设计进行调整,并且及时对油井进行维修。此外,还应该对不正常的油井源头进行排查,了解油井出现故障的主要原因,一般而言是采取洗或者碰等模式,通过这种方式将油井的故障在萌芽状态中进行消灭,一般只要常态化进行故障排查,并且及时对故障进行排除,一般能够延长油井的免修期。

4 结束语

在强化油井的管理过程中,要注重对油田油井的地质现象进行充分调查,在设计阶段就应该考虑到免修期延长的问题。在油井的使用过程中,要严格地按照操作规程及时记录油田油井的各项参数,根据油田油井的参数,调整免修期阶段的维护策略。在对油井进行日常管理是管理团队的技术力量要到位,对于油井的具体情况要熟悉并且了解,在设计阶段对于相关参数登记不够详实全面的条件下,还应该到现场进行进一步了解,从而对油井的状况有充分的把握。在油井的各项日常管理和养护的过程中,要尽可能通过精细化的方式来提高油井的免修期,节约能源消耗,增加效益。通过延长免修期,还可以让油井的工作效能得到提升,从而提升油井的综合效益。

 


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