分注管柱失效原因分析及治理对策
分层压裂管柱失效原因浅析及治理对策探讨
分层压裂管柱失效原因浅析及治理对策探讨摘要:油田开发进入中、后期,层间矛盾越来越突出,油层污染越来越严重,而分层压裂是解除层间矛盾突出井油层污染最有效的措施之一,而在分层压裂过程中,分层压裂管柱失效是造成分层压裂失效的主要原因。
本文针对分层压裂管柱失效的问题油管、封隔器等方面,结合具体的典型井例进行了较详细分析。
关键词:分层压裂封隔器管柱失效随着油田开发的逐步深入,压裂作为油田开发最要的增产措施之一,对提高油田开发效果起着至关重要的作用。
油管和封隔器是分层压裂管柱最重要组成部分,它们直接决定着分层压裂的成败。
2013年我采油一队实施分层压裂45次,其中因管柱失效造成分层压裂失败24井次,占总压裂井次的53.3%,因此提高分层压裂管柱的有效性是解堵油层污染,增液增油前提条件之一。
对于油田实现长期稳产,高产具有十分重要的意义。
一、原因分析结合2013年分层压裂井,对管柱失效的原因进行了较深入的分析。
根据对压裂井失效的原因进行了统计分析,造成压裂管柱失效的原因主要由以下几个方面:1.油管刺漏管柱刺漏是造成压裂失败的主要原因之一,2013年,管柱刺漏造成压裂失败9井次,占压裂失败井次的37.5%。
分析管柱刺漏的主要原因:1.油管长期服役造成油管老化;2.在油井生产过程中,油管和抽油杆偏磨造成油管内壁存在磨损段;3.井下作业起下油管过程中,对油管丝扣造成了一定程度的损伤。
2.封隔器失效封隔器失效是压裂失败的最主要原因,2013年,封隔器造成失败15井次,占压裂失败井次的62.5%。
分析其主要原因如下:2.1封隔器密封件损坏随着压裂液对封隔器的侵蚀和封隔器在井下工作时间的延长,封隔器密封件的应力随时间逐步衰减。
应力衰减分两个阶段:第一阶段橡胶材料较松弛键的破坏和重新配置;第二阶段是牢固键的破坏和重新配置(化学衰减);其结果导致胶筒弹性减小,塑性增加。
另外由于管柱蠕动造成胶筒损坏,导致封隔器不密封而管柱失效。
分注管柱寿命影响因素分析及延寿对策初探
2021年5月第37卷第5期石油工业技术监督Technology Supervision in Petroleum IndustryMay.2021Vol.37No.5基金项目:国家科技重大专项“精细分层注采技术”(编号:2016ZX05011-004)。
作者简介:李永康(1984—),男,助理研究员,主要从事分层注水工艺技术研究工作。
■质量分注管柱寿命影响因素分析及延寿对策初探李永康中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院(山东东营257000)摘要为了更好地实现高含水期水驱油藏效益开发,胜利油田提出了相应的分注管柱延寿目标。
从横向上“地面系统-井筒系统-油藏系统”三大系统影响入手,同时结合纵向上“作业质量、政策法规、日常管理”等方面,对分注管柱延寿课题进行了立体分析,并结合油田实际,提出了分注管柱延寿的从易至难的相应实施对策。
关键词分注管柱;失效原因;高含水期;水驱Influencing Factors of Life of Layering Water Injection String and Countermeasuresfor Prolonging LifeLi YongkangPetroleum Engineering Technology Research Institute,Sinopec Shengli Oilfueld Company (Dongying ,Shandong 257000,China )Abstract In order to improve the development efficiency of water flooding reservoir in high water cut stage,Shengli Oilfield puts for⁃ward the goal of prolonging the life of layering water injection string.Starting from the influences of "surface system,wellbore system and reservoir system",combined with "operation quality,policies and regulations,daily management",the factors of influencing the life of layering water injection string are analyzed,and the countermeasures for prolonging the life of layering water injection string are put forward according to the actual situation of Shengli oilfield.Key words layering water injection string;failure cause;high water-cut stage;water flooding 李永康.分注管柱寿命影响因素及延寿对策[J].石油工业技术监督,2021,37(5):1-4.Li Yongkang.Influencing factors of life of layering water injection string and countermeasures for prolonging life[J].Technology Su⁃pervision in Petroleum Industry,2021,37(5):1-4.随着胜利油田进入特高含水开发阶段,注水开发成为油田稳产的主要方式之一。
三步法延长分层注水管柱有效期的控制管理
3 优化水 井设计提高设计质量 。一是规范设计 审核把关机制 ; ) 二 是优化设计T序和完井管柱 ,提高设计的科学性。 4)建立完善作业监督体 系,加强现场 监控 。为确保作业质量 ,确 立了重点工序重点监督 ,工艺所技术人员要到现场进行指导把关 , 实施 2 d 时监督方式 ,同时采取 了采油厂抽查 、矿作业组定期检查的措施 , 4, 基本实现 了作业现场重点 序的有效监督。 5) 建立健全规章制度 。采取旬度 例会 、月度例会 、阶段总结汇报 等下作会议制度,对各阶段的工作进行总结 , 安排下阶段工作。对 出现 的问题进行分析解剖 ,对工艺配套技术的应用进行讲评 , 对方案实施后 的 阶段 效 果进 行 评价 。
孤 岛油 田进入特高含水开发以来 ,地质动态调整频繁,受多层射孑 L 的影 响 , 向上渗透率级差 等因素造成停注层多 ,注水层间压差不均 纵 衡 ,形成管柱蠕动 ,使封隔器胶筒损伤 ,油管在井时间长 ,注水管柱漏 失 、结垢严重 ,导致分层注水管柱1 — 年的有效率仅为4 .%,严重影 .2 5 58 响了油田稳定生产。为了实现油田长期高效注水的 目的,我们力争通过 水井设计优化、注水工具 的改进 、管杜优化配套研究 、强化技术管理来 努力实现有效注水三年以上。
I 类型 I总井 数 洗井不 通井数 l 沉砂 底筛堵 l 1 6 2 1 1 [ 普通的 J 1 筛堵 7 1 2 6
比 例 3 % 9% . 5
32 注水管柱分类配套模式实施 . 1 防止管柱 向上蠕动 的配套模式 :X 一 油管锚+ ) S1 封隔器+ X G 配水器 + 沉沙底筛堵。
2 防止管柱向下蠕动的配套模式 :蠕动补偿器+ ) 封隔器+ X G 配水器+ 沉沙底筛堵。
2 建议 的 内容和措 麓
注采管柱锚定失效原因浅析
234油田开发过程中,如果注采管柱锚定失效,就会导致注采管柱发生弹性变形,加剧管柱损坏的速度,影响到井筒管柱正常生产运行,给油水井的生产带来安全隐患,有必要研究注采管柱锚定失效的原因,并采取必要的处理措施,解决失效的问题,不断提高油水井的生产能力,满足油田开发的需要。
1 注采管柱锚定失效的原因分析对注采管柱应用锚定设备,可以减少管柱的蠕动变形,延长管柱的使用寿命。
水力锚的应用,更好地完成细分油层的注水管柱补偿作用,提高分层注水的效果。
在管柱的下部设计机械定位装置,将井下管柱进行定位,利用水力锚的锚定作用,选择适宜的套管锚定段,确定封隔器的卡封位置,实现分层的效果。
管柱设计为上提解封,进行井下作业施工过程中,只需要上提管柱,达到管柱的起下,方便作业施工。
注采管柱的锚定装置主要是为了降低管柱变形的影响,而提高管柱的使用寿命。
而锚定装置一旦失效,就会失去抵御变形的能力,注采管柱恢复原来的弹性变形,很容易发生断裂、弯曲等事故,需要通过井下作业修井作业技术措施,才能够恢复管柱的正常运行状态,给油水井的正常生产带来隐患。
目前,注采管柱锚定失效大致原因有如下四点:(1)锚定装置本身出现质量问题。
比如水力锚锚爪密封圈损坏,造成压力漏失,锚定失效。
或由于水力锚的锚爪硬度达不到要求,无法牢固地锚定在套管内壁,造成滑脱;锚定装置防腐效果不理想,在井下液体的浸泡腐蚀下,锚定装置损坏,都会造成锚定管柱失效。
(2)套管原因造成的锚定失效。
由于套管管柱使用时间长、以及井下液体的长期腐蚀作用,降低管柱的承压能力。
同时,井下管柱的腐蚀和结垢也会造成锚定工具无法实现预期锚定效果,从而造成锚定失效。
(3)管柱设计原因。
有些管柱锚定失效是由于管柱设计原因造成的,比如管柱设计时没有错开套管接箍位置,锚定点正好处于套管接箍的点位,往往造成锚定管柱失效。
或者锚定管柱设计时,由于锚定装置的数量和锚定点的分布不合理,也容易造成锚定管柱失效。
(4)压力漏失原因。
注水井管柱失效分析与治理措施
注水井管柱失效分析与治理措施作者:张小妮李飞来源:《科学与财富》2016年第13期摘要:本文针对分层注水井管柱失效常见状态及在判断过程中存在的问题,提出了在判定管柱失效的主要方法。
通过常规资料分析和判断验证,提高管柱失效判断的准确性,建立连续的在线管柱检测制度,及时发现并治理失效井,提高分层注水效果。
关键词:分层注水井管柱失效判断验证资料分析水井管柱失效治理难度大主要是由于一方面判断难,另一方面资料录取难,失效管柱的存在,造成注水效果差,注采对应率降低,对应油井能量变差,同时增加了测调工作量。
因此必须提高判断分析准确率,有效治理失效井,确保保证注水效果。
1 管柱失效常见状态及原因失效管柱其常见状态有:测调遇阻、油管漏、大四通油管悬挂器串槽、砂埋油层或管柱、封隔器失效、配水器失效、底筛堵失效等。
造成管柱失效的主要原因,一是出砂严重,水井几乎口口井出砂,且出砂程度随着注水时间的延长而日益加剧,因出砂造成的砂埋油层、砂堵尾管、砂卡管柱及砂堵工具造成测调遇阻现象比例较大;二是套损井多,由于套管变形和结垢使得封隔器座封难度较大,加上管柱蠕动的影响,造成封隔器的有效坐封时间较短,极易失效。
另外,长期得不到改善的水质加剧了管柱结垢和腐蚀,极易造成管柱失效【1】。
2 管柱失效判断与验证方法水井管柱有效性判断,主要是通过资料分析判断和测调验证两个方面进行综合分析2.1 井下工具失效表现及验证方法2.1.1油管漏失水井井下油管丝扣松扣、油管材质差、强腐蚀等原因都会造成油管漏失,其漏失在不同部位会有不同表现,一般可分为两部分,一是在402配水器以上漏失,二是在第一级封隔器以下。
油管漏失后,在高温高压和强水力冲刷下,漏失部位会在短时间内刺大。
2.1.2 油管悬挂器串槽油管悬挂器串槽是指注入水经井口大四通直接漏入套管,其漏失表现及验证方法如下:2.1.3 封隔器失效封隔器失效验证主要方法如下:套压观测法:测试时,观察油压与第一层水量绘出指示曲线,套压与第一层水量绘出指示曲线,平行则封串,不平行封隔器工作正常。
钻柱失效分析及与预防措施
二、失效原因分析:
4、其他因素: 其他因素包括钻柱构件搭配以及加强管理与使用方面。 主要是由于人为操作、管理不当引。 钻杆、钻铤及其它钻柱构件的合理搭配,有利于改善钻 柱的受力条件,减少井下事故。钻柱管理与合理使用已成为 影响钻柱使用寿命的主要原因之一,主要有:不遵守钻井操作 规程;钻具存放期间无防腐措施;钻具组合结构不合理;钻具 下井前不进行无损探伤,使用中也很少探伤等。
二、失效原因分析:
2、环境因素: (1)钻井液:钻井液种类、pH 值、固相含量、流速、 温度和扰动情况等都对钻柱失效有不同程度的影响。 各类钻井液腐蚀性的大致顺序为:充气海水钻井液(KCl 聚合物钻井液、低pH 值聚合物钻井液、H2S 污染钻井液) > 低pH 值天然钻井液(淡盐水钻井液、淡水钻井液) > 高pH 值天然钻井液(石灰液钻井液) > 高分散性钻井液(水包油钻 井液、饱和盐水钻井液) >缓蚀剂处理的钻井液(油基钻井 液) 。 此外pH 值偏酸性、固相含量增多、流速越快、温度越 高、扰动越厉害,则钻柱腐蚀越明显。
二、失效原因分析:
2、环境因素: (4)硫化氢气体:钻井液中硫化氢的存在,特别是在交 变应力作用下容易引起钻柱的应力腐ห้องสมุดไป่ตู้开裂和腐蚀疲劳断裂, 随钻井液中硫化氢含量升高,钻柱的腐蚀疲劳寿命显著降低。 (5)其它腐蚀介质:包括氯离子 、硫酸根离子 、钙离 子 、碳酸根离子 、碳酸氢根离子 等, 其中以氯离子的影 响最为显著。由于氯离子半径小、穿透能力强,容易透过钻 柱构件表面膜内极小的孔隙,直接与金属接触。氯离子本身 并没有腐蚀作用,但氯离子有催化、促进腐蚀的作用。
三、预防措施:
1.正确选材:钻杆材料的化学成分、组织状态和强度级 别不同时,其寿命差别较大。钻柱材料要有高的韧性,G105 钢级以下的钻杆,通常要求材料的夏比冲击功不低于54J;在 满足提升强度的前提下,尽可能选用低钢级钻杆;对特殊井 况,应开发相应的产品。 2.改善工作环境:通过改善钻柱与钻井液接触的工作环 境可适当提高钻柱使用寿命,包括向钻井液中添加缓蚀剂、 推广使用内涂层钻杆、适当提高钻井液pH值等方法。 向钻井液中添加膦酸脂和磷酸酯混合而成的除氧剂,多 孔铁、碱式碳酸锌除硫剂和形成保护膜的有机缓蚀剂;内涂 层钻杆管体有很高的腐蚀疲劳强度和寿命,此外,为减少磨损, 钻杆接头喷焊耐磨合金带。
渤海某油田井下管柱腐蚀失效分析
氧腐 蚀一般发生在 中性或 弱碱性 环境 中 。失 效
油 管所在 井液 的 p = .~78 H 75 .,为 弱碱 性 ,当注 聚
母液 中有游 离态氧存 在时 ,油管 内、外壁金 属易发
生 吸氧腐蚀 ,油管表 面的溶 解氧腐蚀 是氧去极 化过
C 1
141 . 101 . | | O.4 2 0I7 2
腐 蚀 坑 底 部
a. t % wt% .
内壁
a. t % wt% .
外 壁
a. t %
表3
内容
Fe
现场不同溶液测试指标汇总表
注 水
O. 3
水 样
0. 4
聚合物
|
水 聚物
0. 4
的管 壁壁 厚 由外 向 内逐渐减 薄 ,这 说 明穿孔 是 由外 坑 ,各腐 蚀坑沿 轴 向呈链条状 ,在腐 蚀 区形成 了大 小相 间的 条带 。条带 的 中心腐 蚀尤其严 重 ,局 部形 向内逐渐腐蚀形成的 。孔洞呈马蹄形 ,边缘尖锐 ,
作者 简介 :石卫 国 (9 3 18 一),工程 师, 20 年毕业 于西南石 油学院机械设计及其 自动化 专业。 06
脚 … e匿
圜
渤海 某油 田井 下管柱 腐蚀 失效分析
石卫国 仇朝军 闰化云 刘 成 刘旭 文 杜贵林 李 晓成
( 中海油能源发展 股份 有限公 司上海采油技 术服 务分公 司,上 海 20 3 ) 00 0
摘 要 :渤海 某油 田油井为水 聚分注 管柱 ,管柱 涉 及渗 氮防腐 油管。近期 发现原 井起 出的渗
材料 质 量 及 原 子 百分 此
分层注水工艺管柱存在问题分析及防治
断 第 9卷第 2期
块
油
气
田
FAU 【 BIfCK (I & GAS Fl T I )L ElD
分 层 注 水 工 艺 管 柱 存 在 问题 分 析 及 防 治
齐德 山 吴 建 朝 于 鑫 水 素连
中原 袖 田舟 公 司采 油 五 厂 )
D—— 套 管 内径 ,ll li : l l
I: — 油 管 柱 深 度 . — m
1 2 2 封 隔器结 构设计 存 在问题 .. 现场 采用 的封 隔 器 . 其胶 筒 坐 封 后 的锁 紧形
式 均 采 用 锁 爪 类 型 坐 封 完 成 后 , 紧 机 构 有 2 锁
~
b )在 注 水 状 态 下 . 上 层 注 水 压 力 低 于 下 层 当 压 力 时 . 柱 产 生 虎 克 效 应 压 缩 变 形 、 旋 弯 曲 效 管 螺 应缩 短 变 形 、 胀 效 应 缩 短 变 形 . 柱 缩 短 鼓 管
现 场 一 般 采 用 Y3 l 14型 封 隔 器 与 偏 心 配 水 4一 1 器 配 套 的 工 艺 管 柱 ( 图 1 见 )
分 注井坐封 时 , 油管 内压力 高于 油套 环 形空 间压 力 , 油管产 生活塞 效 应 . 管柱 伸长
△xl 一 () 1
油 套 压 力 差 作 用 下 , 管 鼓 胀 效 应 缩 短 油
压 力时 . 空活 塞效 应的作 用力 使管柱 仲 长 环
一
㈩
1 2 1 封 隔 器 胶 筒 问 题 ..
式中
Байду номын сангаас
AX —— 注水 时 管柱 伸长量 . m;
Ap — — 注 水 压 差 . a 2 MP :
某油田井下管柱的失效分析
0 引言
20 年某 油 田在修 井过程 中 ,井下 管柱 发生开 09
裂 ,管线被提 出后 发现开 裂处腐蚀 严重 ,为 了查 清 腐蚀 失效 的原 因 ,现场截 取 了该 油管柱 作为研究 对
象 ,进行 了深入 细致的研 究 ,最 终得 出了该管柱 腐 蚀失效的原因 。
1失效部位描述
量的非金属夹杂物 。断 口、裂纹附近的金相组织未 见
异常和变化 ,组织为 :具有位向的回火索氏体 。 表1
工件名 称
检 测 依据 序 号
l
图4 样断 口低倍形貌 ( A 放大)
管壁厚度检测数据
井下管柱
GB, 3 7 .0 9 r 1 72 0
27 . 32 .
Taj 0 4 2 C ia i i 305, h ) n n n
Ab t a t T e d wn h l t g p o u e r c i g d r n e a rn l o o i i l . r u h t e sr c : h o — o e si r d c sc a k n u i g r p i g we l n s me o l e d Th o g n i f h
次 发生 。
关键词 :井下 管柱
中图分类号 :T 9 4 E 3
开裂
腐蚀 失效 分析
文献标识码 :A 文章编号 :1 0 -8 82 1 )40 1 -3 0 87 1 (0 20 -0 40
Th u eAn l sso r o i n Fa l r f eDo . o eS rngo o eOi ed e Ca s a y i fCo r so iu eo wn h l t i n S m l l Th i f
海拉尔油田分注管柱失效原因分析及治理对策探讨
海拉尔油田分注管柱失效原因分析及治理对策探讨【摘要】针对海拉尔油田分注管柱失效现象,从井下工具、井筒状况、层段配注、作业施工等方面进行了详细分析。
分析认为,管柱失效的主要原因有结垢遇阻、套变、层段或动态停注等,因此,本文就提高分注管柱的有效期从多角度提出了治理对策,对注好水、注够水以及实施稳油控水提供保障。
【关键词】分注管柱失效原因治理对策1 引言随着海拉尔油田的不断开发,层间、层内和平面矛盾越来越突出,已严重影响原油采出程度。
分层注水对提高油田开发效果至关重要,井下封隔器是分层注水的必要工具,它在井下的密封状态决定着分层注水的成败。
因此,提高封隔器密封性能,延长分注有效期是油田能够注好水、注够水的前提条件之一,对于实现油田长期稳产、高产具有十分重要的意义。
2 海拉尔油田分注管柱状况目前海拉尔油田共有注水井323口,笼统井173口,分层井150口,分注率46.13%,平均单井3.09段,3年以上未动管柱57口,占总井数的17.65%。
海拉尔油田目前分层注水管柱应用普通偏心、桥式偏心两种分层注水管柱。
普通偏心特点是流量测试必须采用非集流流量计,递减法测试,要求流量计量程必须大于全井注水量;桥式偏心特点是可采用双卡测单层,即可使用非集流递减法测试,又可采用集流式流量计实测单层流量。
2010年工艺设计244井次,因分注管柱失效而进行的作业重配共46井次,占总设计总数的18.85%,其中因套损问题造成的分注管柱失效5井次,占作业重配总井次的10.87%;因结垢遇阻造成的14井次,占总井次的30.43%;因封隔器不密封问题造成的17井次,占总井次的36.96%;其它原因10井次。
3 分注管柱失效原因分析调研国内外相关资料并结合海拉尔油田现场实际状况,造成分注管柱失效的原因主要有以下几个方面。
3.1 封隔器本身结构存在问题(1)封隔器胶筒方面。
海拉尔油田属于低渗透油田,注水压力较高,部分区块完井深度达2000m以上,井底温度高达90℃左右。
海上油田注水井分注管柱密封模块失效及对策研究
摘 要 :随 着 渤 海 油 田 “注 水 年 ”工 作 的 逐 步 推 进 ,部 分 老 井 或 多 次 修 井 后 的 注 水 管 柱 插 入 密 封 对 应 的 密 封 筒 密 封 失 效 ,不 能 真 正 的 实 现 分 层 注 水 的 目 的 ,甚 至 会 出 现 油 套 同 压 的 风 险 。 分 析 了 防 砂 管 柱 中 插 入 密 封 的 密 封 筒 失 效 情 况 ,提 出 了 在 不 需 动 外 层 管 柱 的 提 前 下 ,运 用 压 力 膨 胀 式 插 入 密 封 解 决 了密封筒失效的问题。针对大井斜且注水层段较长或 是层 间 矛 盾 较 为 突 出 的 井 况,应 该 从 分 注 工 艺上研究解决,而电缆永置式智能测调技术恰能解决 该 难题,其 不 受 大 井 斜 因 素 的 限 制 外,省 去 了 多 趟 钢 丝 作 业 的 工 序 ,可 实 时 同 步 对 井 下 各 个 层 段 的 配 水 器 芯 子 开 度 进 行 调 节 ,满 足 不 同 层 位 的 配 注 要 求 。 现 场 实 践 表 明 ,针 对 密 封 筒 失 效 后 采 用 压 力 膨 胀 式 插 入 密 封 或 改 变 注 水 工 艺 ,均 能 实 现 分 层 配 注 的 目 的 ,具 有 良 好 的 应 用 价 值 。 关 键 词 :海 上 油 田 ;注 水 井 ;密 封 筒 失 效 ;膨 胀 密 封 ;智 能 测 调 中 图 分 类 号 :TE952 文 献 标 识 码 :A 犱狅犻:10.3969/j.issn.10013482.2019.04.005
measurement
收 稿 日 期 :20181202 作者简介:杨 子(1987),男,工 程 师,主 要 从 事 海 上 油 田 大 型 修 井 施 工 管 理 及 监 督 工 作,Email:yz_petroleum@163.
水力压裂回接管柱失效原因分析及改进建议
石油地质与工程 PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING
文章编号:1673–8217(2019)06–0099–04
第 33 卷 第 6 期
水力压裂回接管柱失效原因分析及改进建议
王斌
(中国石化华北油气分公司概预算中心,河南郑州 450006)
摘要:水力压裂回接管柱压裂时受多种载荷作用,受力复杂,易发生屈服破坏。对东胜气田 A 井压裂施工时回接管
水力压裂利用地面高压泵组,将高黏液体以大 大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起 高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石 抗张强度时,在井底附近地层产生裂缝,从而改善 渗流通道,达到增产增效的目的。压裂回接管柱在 压裂施工时受力比较复杂,受压裂液内压、压裂液 静液柱压力、悬挂器或水力锚的反作用力以及弯矩
Abstract: Hydrofracturing tieback is easy to produce yield failure due to various loads and complex forces. This paper analyzes the deformation causes of the tieback string during fracturing of well A in Dongsheng gas field. Through ANSYS finite element software analysis, it is clear that the reason of deformation of the pipe column is caused by the stress exceeding its yield strength limit. The analysis shows that increasing the selfstrength of the tieback string and applying the annulus equilibrium pressure during fracturing can effectively reduce the damage risk of the tieback string, and puts forward some improvement proposals. Key words: Dongsheng gas field; tieback string; yield failure; finite element; balance pressure
现场分层注水井常见故障分析与处理
现场分层注水井常见故障分析与处理摘要:注水质量与油井产量有着密切的关系,因此现场注水井故障分析与处理发挥着重要的作用,日常的生产管理中要提高处理故障的能力,实现平稳注水、稳油控水,总结经验,才能不断地提升注水质量,解决注水井故障,保障油井产量的稳定,减少环境污染.关键词:分注井;故障分析;处理措施: 环境污染注水井的日常管理过程中,稳油控水是经常提到的概念之一,注水质量的好坏直接影响油井的产量,注水井在日常的工作过程中不可避免的产生各种各样的问题,造成注水合格率下降、注水水质不达标、注水井井口泄漏,管线穿孔等造成环境污染。
因此要对注水井故障进行分析,制定合理的处理措施,保障环境安全提高注水合格率。
1. 分析处理必要性地层能量通过注水可以得到补充,油层的注采关系通过注水也能实现平衡,进一步的保障油井的安全、可靠,避免油井产量递减速度过快,所以油井稳产的关键就是注水质量。
想要保障注水质量就要从源头进行分析研究,及时发现注水井可能存在的安全隐患,制定相应的处理措施,水从地面进入地下油层需要经过多个程序,注水井是最后通道,与注水质量密切相关,注入水得完成质量与油井的产量密切相关,日常的生产管理过程中对注水井故障分析需要及时准确,处理措施制定科学完善。
2 .注水井分类及常见故障2.1 注水井分类按照注水方式的不同,注水井可以分为正注、反注、合注,按照功能不同又可以分为分层注水和笼统注水。
2.2 注水井常见故障注水井的两个重要参数和指标就是注水量与注水压力,一旦注水井出现故障,以上两个参数就会发现明显的变化,因此注水井常见故障就要对以上两个参数进行分析研究,找到影响其变化的因素。
首先对仪表进行排查,对压力表进行校对和更换,对流量计进行清洗检查,如果不是仪表出现故障,就要对管线情况进行观察,是否有穿孔现象。
以及井下工具的工作情况是否正常,就需要对生产现场进行实地考察,将存在的风险及隐患落实清楚。
2.3 分注井其它故障分注井其它故障主要包括这几个方面,一是井下分注井封隔器密封问题,另一个是井下配水工具的问题,再有就是其它井下工具是否正常.这些问题也是分层注水井常见的故障。
分注井封隔器失效原因分析及防治对策
分注井封隔器失效原因分析及防治对策【摘要】为提高分注井密封性能,保证分层注水开发效果,对分注井封隔器失效进行了研究。
发现封隔器胶筒结构、免释放机构和管柱蠕动是封隔器失效的主要原因。
分别相应提出改进封隔器、优化设计锚定式分注管柱和提高作业质量等防治措施。
【关键词】分注井封隔器失效改进措施海拉尔油田属于复杂断块油田,断块多、情况复杂,层间、层内差异大,分层注水工艺技术是油田注水开发实现有效注水的重要手段。
井下封隔器若密封不严密,将降低分层注水效果。
提高封隔器密封性能对于恢复地层能量、保证海拉尔油田可持续开发有重要的意义。
2 封隔器失效原因目前海拉尔油田分注井主要井下工具为Y341-114(可洗井)封隔器和QSPX 桥式偏心配水器。
2012年共发现12井次分注井封隔器失效,失效层比例65%,平均井龄7年,平均注入量56m3,占注水量40m3以上注水井33%,影响高注入量分注井注水效果。
本文从封隔器、管柱、作业等方面逐一分析,落实导致封隔器失效原因。
2.1 胶筒结构不合理导致应力集中胶筒的密封是靠水力载荷压缩胶筒实现的,其密封质量的好坏关键取决于井壁与橡胶筒之间接触应力的大小。
当压缩完成以后,封隔器3个胶筒与套管的接触压力分布为:上胶筒接触压力最小,中胶筒和下胶筒的接触压力依次增大,所以下胶筒在密封套管环空上下压差中起到关键作用。
从单个胶筒来看,上胶筒所受轴向载荷较小,胶筒表面接触压力呈拱形分布。
而中间胶筒和下胶筒接触压力分布是胶筒下端接触压力大于上端接触压力,呈鞍形分布,并且下胶筒表面接触压力变化梯度远大于中胶筒表面的接触压力变化梯度。
现使用封隔器三个胶筒材质、硬度相同,且下胶筒较短。
显然这种结构无法避免和有效应对应力集中问题,令承压能力较差的下胶筒承受了最大应力,易导致封隔器失效。
2.2 封隔器释放不完全封隔器座封时,是靠压缩活塞两边空气腔和连通油管内部压缩传压空的活塞端面之间的压差,来推动压缩活塞上行压缩胶筒。
海上同心双管分层注水管柱失效原因分析
谢梦春,徐蕾,刘军生,等 . 海上同心双管分层注水管柱失效原因分析[J]. 石油工业技术监督,2021,37(7):42-44. Xie Mengchun, Xu Lei, Liu Junsheng, et al. Analysis of failure reason of offshore concentric double-pipe layering water injection string [J].Technology Supervision in Petroleum Industry,2021,37(7):42-44.
小结:通过该次验证可以证明,洗井后将封隔 器压力打至 22 MPa 并稳压合格,封隔器坐封完好并
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石油工业技术监督
且下封洗井通道关闭,仍然显示内外管串通,因此 下封隔器问题导致内外管串通的可能性较小。 3.3 密封工作筒密插密封情况分析
分析:密封工作筒(图 2)主要由两部分组成:密 封工作筒本体、密封插头(光杆)。上部接外管,密 封工作筒内部为密封圈结构;下部接尾管,内管尾 部为光杆密封插头。密封工作原理:密封插头进入 密封工作筒本体,密封圈与密封插头形成密封。如 果出现密封插头未插入密封工作筒本体的情况,将 出现密封失效内外管互串的现象;如果密封工作筒 内密封圈失效,将会导致内外管出现互串。
3 管柱失效原因分析与验证
3.1 双控安全阀密插密封情况分析 分析:考虑到内管单独注水时外管压力上升明
显,外管单独注水时内管压力上升缓慢,并且由于 从井口到双控安全阀管柱较短,所以如果双控安全 阀密插密封不严会导致以上情况,因此需要验证双 控安全阀(关闭时液体不能从下向上流动)密插是 否完好。
验证情况:将内管及外管放压至 0,将双控安全 阀压力泄压至 0,内管单独注水,内管压力 5.4 MPa, 外管压力为 0,外管注水流程取样口放空不出水,内 外管没有串通显示。将双控安全阀压力打至 26 MPa,双控安全阀开启,内管单独注水外管压力 迅速上升,显示内外管串通。
偏心分注管柱施工常见问题及应对措施探讨
类 问题 , 管 柱 试压 不 合 格 两 井 次 , 封 隔 器 不密 封 、 管
柱 无法 反 洗 井 、 调 配 投捞 遇 卡各 1井 次 ; 究其原 因, 现从 旅工 过程 分析 人手 进 行判 断 并给 出相 应 的解决 措施 , 确保 偏 心分 注管 柱符 合技 术 要求 。 2 . 2 . 1 封 隔器 不 密 封 。H1 —8井 采 用 一 级 两 段分
一
2 . 1 偏心 分 注管柱 施 工 常见 问题 2 0 1 3年苏 北 共 开展 了 6口井偏 心分 注 作业 , 单
个 封 隔 器 已座 封 ; 因此 , 用排 除 法 进行 检 查 , 首先
井 工 序 主要 包 括 通 井 、 刮管、 清洗井筒、 验套、 验窜、
下 偏 心分 注 管柱 ; 在 完 成 偏 心 管 柱 及 测试 调 配 过 程
① 按技 术要 求ຫໍສະໝຸດ 完成 偏 心分 注管柱 是 确保 有 效分 注 的关 键工 序 , 施 工 中必 须认 真落 实 ;②从 施 工 过
程入手, 探讨 了偏 心分 注管 柱 施 工 过程 中 出现 的常
注 管柱 , 打 压 座封 后 , 捞 出 下偏 死 水 嘴 , 正 注 清 水验 封 不起 压 , 套 管大 量 返 水 ; 下偏投死水嘴 , 再 次 打压
杆 震 击底 部 凡尔 促 使 固相 颗 粒脱 离 球 座 , 打 压座 封 试 压 成 功 。¥ 2 8 5井 采 用 双 封 两 级 三 段偏 心 分 注 管
柱, 正 注打 压 至 1 0 MP a , 套管返水, 再 次 提 升压 力 至
设 计 注水工 作压力 要 求 , 实 际座 封深 度 与设计 符 合 ; ② 注水 管柱 试 压合 格 , 漏 失量 不 超 过 5 m。 / d ; ③ 管 柱 可 以实 现反 洗井 ; ④ 满足 日常测 试调 配 的要求 。
分注井封失效存在问题及对策
分注井封失效存在问题及对策摘要:随着油田开发进入后期,细分注水在开发中显得越来越重要,注水分注率比例逐年增加。
确保封隔器稳定工作、延长封隔器有效期,是注水管理的首要任务。
当注水井因套管腐蚀变形,封隔器坐封环境变差,或注水管柱因洗井、测试、管线穿孔、停开井出现压力波动等情况时,容易引发封隔器失效,影响注水开发效果。
油田经过多年的开发,井下套管长期服役,出现破漏、变形情况日益增多,常规工具密封不严,锚定力过大,管柱解封困难,制约着注水井寿命。
通过对分注井封失效原因分析及对策研究,优化工艺管柱,取得了较好的效果。
关键词:注水,压力波动,封隔器失效一、存在的问题分析(一)注水压力高、压力不稳定,导致胶筒密封失效统计某油组的39口换封水井,平均注水压力达到28MPa,受到高压影响,出现封隔器有效期较短的问题。
封隔器有效期一年以内的井有8口,1-2年9口,2-3年10口,大于3年只有13口。
注水压力高,影响了注水管柱的有效期。
(二)管柱蠕动,导致胶筒密封失效当注水井因停注、测试或压力波动时,管柱受力状况发生变化,导致管柱蠕动,进而带动封隔器胶筒蠕动,直至封隔器失效。
该因素为引起封失效的主要因素。
(三)胶筒性能低,导致胶筒密封失效封隔器胶筒一般由弹性复合材料制备而成,压缩式封隔器胶筒是用的最普遍的一种。
封隔器胶筒作为封隔器的关键的弹性密封部件,其质量的好坏直接影响井下工具性能的高低,影响到措施的成败。
封隔器胶筒的使用工况是非常复杂和苛刻的:高温、高压、处于油水介质中,同时还受到硫化氢、酸等侵蚀,在这样的环境中,弹性体复合材料将会发生膨胀、老化等现象,致使材料硬度上升、强度下降、抗裂口增长能力降低,拉伸强度和伸长强度下降,导致封隔器胶筒密封件不耐高压失效。
(四)应力集中,导致胶筒密封失效胶筒在轴向压缩力作用下,当载荷大于50kN时,胶筒的工作面完全和套管壁相接触轴向压缩量达到了最大值,产生约束变形,肩部形成应力集中,没有肩部保护的情况极易产生破损失效。
分注井封失效防治技术研究及应用
分注井封失效防治技术研究及应用发布时间:2023-03-07T03:40:31.132Z 来源:《工程建设标准化》2022年10月20期作者:路利钦郭亮杨新前刘自明[导读] 精细分注是东部稀油老区挖潜增效的主要手段之一路利钦郭亮杨新前刘自明河南油田公分司采油一厂河南南阳 474780摘要:精细分注是东部稀油老区挖潜增效的主要手段之一,为保证精益注水开发效果,避免封隔器失效造成的无效注水,对封隔器失效的各种原因分别从注水压力、注水工具、管柱受力、井筒处理等方面进行分析和防治,以期达到设计要求的注水层段及注水量,实现水驱油田开发的最佳效果。
关键词:分注井封隔器失效治理随着油田开发后期,注水井套管结垢腐蚀、变形损坏日趋严重,严重制约着油田的注采开发。
精细分注是河南油田东部稀油老区挖潜增效的主要手段之一。
制约精细分注工艺的瓶颈因素是分注管柱因封隔器密封失效,水量不能按设计进入目的层段,严重影响水驱油田开发效果。
一、封隔器失效的原因2021-2022年因封失效维护作业133井次,其中压力波动原因61井次,占比46%。
1. 压力波动因素当注水井因停注、测试或压力波动时,管柱受力状况发生变化,导致管柱蠕动,进而带动封隔器胶筒蠕动,直至封隔器失效。
该因素为引起封失效的主要因素。
2.井筒因素由于射孔段套管腐蚀变形、扩径,封隔器密封环境恶化,容易造成封隔器失效。
2021-2022年,注水井实施井况监测38口井,结果显示射孔段套管均存在腐蚀扩径现象。
3.胶筒老化随着封隔器在井下工作时间延长(胶筒入井时间>900天),封隔器密封件应力随时间延长而逐渐衰减,橡胶材料弹性变小,塑性增加,管柱蠕动会造成胶筒损坏,导致封隔器不密封。
4.工艺因素油田经过多年的开发,井下套管长期服役,出现破漏、变形,部分井补贴加固后形成缩径“瓶颈”,常规工具不能通过缩径段,无法进行分注;部分井套管内径变大,出现“大肚子”现象,常规工具密封不严。
补贴加固井实施高压分注,对小直径注水封隔器不仅要求“下的去、封的严、起的出”,而且要求内通径大,满足投捞测试仪器、测井仪器顺利通过,同时能够适应井斜变化大的井况。
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浅谈分注管柱失效原因分析及治理对策
摘要:随着我国石油事业的不断发展,石油开采技术进入一个崭新的阶段,化学技术成果取得了可喜的成果,分层注水的广泛应用极大的促进了石油开采技术的发展,分层管柱注水对提高油田开采的效率起着十分重要的作用,光管柱注水应该指的是水井里面只下入油管,无任何其他的井下工具(封隔器、配水器之类的)对目的层进别是针对我国油田特点,加强油田勘探开发,提高油田开采率,加强环境特殊保护,需要更多新型、高效、无污染的注水管柱的使用。
关键词:分层管柱失效治理
治理分层管柱注水作为最常见的一种注水方式,它的特点是地下工具种类繁多、管内结构复杂、对压力的依赖程度大、运行时间长,所以,要想分层注水得到明显的注水效果,必须注意多种因素的有机结合。
比如,管内结构的调整,组配。
注水压由于压力作用导致波动加大,尤其是突然停止注水对管柱密封产生极大的影响。
本人建议采取平衡分层注水的方法,这样一来不但可提高密封性能,而且还有助于保护油层的目的。
一、分注管柱的定义
我国目前的油田注水方式主要有笼统注水、分层注水和光管柱注水、同心注水、偏心注水五种。
笼统注水的特点是是对多个层位区域笼统注水,注水区域极其广泛,没有对地下油田分开注水。
光管柱注水是指指的是水井里面只
有入油管,没有封隔器、配水器等其他井下工具,它的特点是直接对目的层注水,缺点是注水方式不灵活,带有很大的被动性,不容易对注水管道做出修改,而且不稳定。
偏心注水的问题是它的隔离阻塞装置牢固性很差,因此在工作中很容易出现停顿,影响了作业的进展。
测试注水法是边际递减效应的运用,它的缺点是人工作业,效率低下。
注水比较宽泛不利于细节的开展。
分层注水则很好的集中了上面几个注水方式的特点。
就是间接对多个地层区域通过封隔器和配水器隔开,根据层位的实际要求,注入适当的水量。
注水方式灵活多样,并且带有很强的稳定性,是常见的一种注水方式。
分层注水具有很强的隔离性能,注好水,注够水,好注水是分层注水的三大特点。
二、分层管柱注水工作原理
井下隔离器和配水器是分层注水不可或缺的两大工具。
隔离器起着最根本隔离目的。
它必须具有很强的密封性,具有很强的稳定性。
配水器也成配注器,遵守围绕降压这一原则。
这一原则对配水器的剪切率有很高的要求,配水器在工作过程中发挥着关键作用,它能够解决注水过程中的区域之间的矛盾,起着润滑剂的作用。
以大庆油田为例,大庆油田杏北经济技术开发区为非均质、多油层的砂岩性质的油田,经历30多年的分层注水开发,目前综合含水达到了70%以上,已经进入含水量指数偏高的开发中后期。
但是,由于非均质介质的油层平面上和纵贯性质的向上驱动状况的不均
衡传输,导致地下开发情况复杂程度加深,给分层注采技术的实施带来了很多难以克服的问题;随着油田整体开采时间的不断延长,套管损坏情况的比例在不断上升,这给分层注采技术的实施带来相当多的困难。
面对这种紧张的开发形势,大庆油田的研究技术人员经过多年的实际研究与研究开发发现,分层注水技术需要逐步形成一整套适合于高含水油田的分层注入、分层采出和套损井治理的技术和方法,使油田分层注采技术取得明显进展,实现油田的高产出、稳产出和采收率。
分层注水的工作原理是水通过隔离器上的注水管道流入井下,配水器不断地供给注水,形成水循环现象,保障补给充足。
它具有细致、精确、两大特点。
三、分层注水存在的问题
1.区域之间空间较大
管柱设计部符合实际需要。
管柱注水是由于处于地上和地下两个区域,所以要着重考虑区间压力差。
区域之间空间较大,容易形成较大的压力,影响注水。
所以,注水之前,应该测试关注的压力性能,确保注水工作的有效开展。
压力差异容易引起管柱的结构组成出现松动的现象。
空间上层压力较大时,管柱长度变长,影响注水时间。
空间下层压力较小时,管柱长度变短,容易造成管柱萎缩。
因此,应该注意管柱的交替注水,受力平稳,避免管柱的振动。
2.停止注水,注水断层
注水需要连续。
简短的注水,会影响管柱的使用性能。
因此,要
避免突然断水,这就需要保证储备水源的充足,当出现意外断水时,应紧急启动补水机制,最大限度的保证水源的不断。
3.隔离器内部设置不合理
隔离器里面的夹层如果过小,则会影响隔离器其他不部件的运作。
如果过大,则隔离器的密封精度没受到影响。
造成上下串通失败。
应该注意开采的适度,注意地下水网的驱动,注水的利用程度,注意压力面的活动情况。
4.部件设计不合理
部件一般情况下起着接连的作用,垫圈的老化,螺栓生锈等一些小的问题,会造成隔离器的运行速度降低,应及时的更换部件。
有效延长使用寿命。
5.管柱内部注水方式单一
分层注水井中采用了最为通常的分层注水管柱技术,它占分层注水的绝大部分。
但值得注意的是管柱内部利用防蠕动分层管柱占少数,严重制约效使用期限。
我们通过电磁定位检测发现:当下层注水与上层注水的空间间距管柱不大于1.1m;上层注水管柱伸长
0.8m,注水工作进行的频繁对管柱的蠕动造成了很大的影响,因此导致了注水分层的失效。
6.部件之间的相互运作
管柱如果出现过多的泥沙,则会降低注水的调配成功。
泥沙等一些杂物会造成测试遇阻,泥沙清洗不彻底,也会造成管柱失效。
四、解决分层注水失效的方案
1.设备的完善和修护
分层注水管作为地下注水的一种注水工具,它应该时时刻刻得到更新和维护。
应该对注水管进行合理的实际与检测。
注意注水管的适应性和限制性,根据注水管的特点,最大限度的满足注水工艺的可行性。
好的注水管应该种类多、型号全,这是保障注水管有效运行的前提条件。
2.有力的外部条件
应该注意地下环境,井下应该保持通风,通畅,不影响作业施工。
对于一些堵塞,污垢情况要及时作出处理。
也要保持隔离器和配水器的干净和整洁。
以胜利油田为例,胜利油田油藏资源丰富,共有注水井912口,注水层1710个,其中分注井比比例较高。
但是由于注水井况的不断恶化,注水工具落后差等一些内外部原因,使分层注水管柱有效期明显减短,影响了油田的正常生产。
针对胜利油田失效比例高、区域之间空间加大、隔离器和配水器等一些关键技术落后、设备严重老化等问题,胜利油田研究人员人员立刻对分层注水工艺进行技术改进,分析影响分层注水管柱使用寿命的原因,极大的拓展了分层注水的使用性能的有效期。
具体是两个方面的改进,一是关于隔离器和配水器的性能改进目的是防止防止管柱上下之间的松动,使这一问题得到技术层面的解决,注水管柱的使用期限得到延长。
二是一些零部件进行了更换,提高了工作效率。
3.复杂的地质环境
对于油田的注水开发方式的选用,也取决于油田所处的地质环境。
比如地质的颗粒结构的大小、孔洞的粗细、防腐蚀性能、地质的敏感程度、地址的湿润等因素都会影响注水方式。
好的地质环境有利于提高注水的有效性,而对于一些地质环境相对较差的来说,则不利于注水的开展。
4.人为因素的影响
一些人为方面的主观因素也会影响到注水效果。
比如,由于专业知识的缺乏,研究人员未能很清晰的对地下的空间层次做一个清楚的划分,地下油田覆盖面交替重复,密度大。
注水区域布置不合理,过度的开发等等。
五、分层管柱注水的技术效果评价
分层管柱注水的主要技术特点:分层注水管柱采用确定目标、支撑与水源补偿的结构特征。
通过控制注水管柱的上下部之间的相互支撑,很大程度上制约了管柱的振荡,提高隔离器和配水器等工具的可靠性。
水力纽扣和水柱卡槽均是低压启动,能有效预防压力对管柱内部的影响。
管柱上部配备了补偿器,目的是补偿温度的流失和压力制约下的伸缩,创造良好的的受力条件。
依据旋转效应和卡槽效应,使空间内的移动有序进行,提高了封隔器和配水器的密封性能和使用期限。
分层管柱注水作为最常见的一种注水方式,它的特点是地下工具种类繁多、管内结构复杂、对压力的依赖程度大、运行时间长。
所
以,要想分层注水得到明显的注水效果,必须注意多种因素的有机结合。
比如,管内结构的调整,组配。
注水压由于压力作用导致波动加大,尤其是突然停止注水对管柱密封产生极大的影响。
本人建议采取平衡分层注水的方法,这样不但可提高密封性能,而且还有助于保护油层。
六、结束语
本文通过对分注管柱的定义、存在的问题和解决问题的办法的分析,阐述了我国分注管柱方法目前的机遇和即将面临的挑战。
指出了分注管柱注水的评价准则。
该准则具有明确的指导性,可以很大程度上避免分注管柱注水的失效,具有很强的理论引导作用,应该紧密的结合实践发挥作用。
参考文献
[1]刁素,朱礼平,黄禹忠,刘林,王兴文,王毅.不动管柱分层压裂技术在低襂气田中的应用[j].天然气技术与研究,2009(1).
[2]李建雄,户贵华,吴桂英.分注管柱失效原因分析及治理对策探讨[j].石油机械,2009(13).
[3]单朝新,马勇;李友军,王扩军.不动管柱分层压裂在dk22
井的试验应用[j].吐哈石油,2007(4).
[4]孙宇.油田真空加热炉的改进[j].油气田地面工程,2011(5).。