老油田套破井治理措施探讨

随着我国油田开发技术水平不断提高,石油资源生产效率和质量不断提升。然后在这种良好的发展趋势下,长期以来油田开发过程中伴随的套管损坏问题日趋严重。套破井造成注采井网失调,水驱动效率降低,剩余储量无法开采,导致动态监测资料无法有效获取,修井次数较多,措施难度大,严重影响油田稳定生产和开发。因此,本文对老油田套破井的治理措施进行探讨,主要是为保证老油田生产和开采正常稳定运行提供可靠依据。     

辽河油田稠油井套管损坏原因的初步分析

注蒸汽开采稠油是当前应用最广泛、效益较高的稠油开采技术,但高温下套管的寿命是至关紧要的问题。文中收集了辽河油田194口损坏井的情况,分析了稠油热采井损坏的原因;并用套管试样,进行了井内温度的模拟试验研究,最后提出了综合防治套管损坏的建议。     

秦家屯油田油水井套损原因分析

随着秦家屯油田大面积开发,油水井套损的趋势逐渐加重,根据研究区15口套损井的情况,从区块分布、岩性、射孔、固井质量、腐蚀情况、注水开发等不同方面进行统计,找出相应的规律,结合秦家屯油田油藏开发概况,得出泥岩吸水膨胀、蠕变及滑动造成套管损坏是秦家屯油田套管损坏的主要原因;其它因素加剧了套管损坏的程度。套损原因的明确,为后期预防与治理套损井提供了基础。     

气田高压注水过程中井身应力分布特征的流-固耦合分析

套管对于维持井壁稳定有十分重要的作用。但是在高压注水井中,日益严重的油田套管损坏现象使得套管损坏机理研究已经成为当前油气田注水急需解决的问题。以四川盆地中部气田水回注井的井筒为分析对象,建立了考虑注水压力、岩石孔隙压力及三维地应力的仿真模型,将井筒分解为由地层、水泥环、套管和射孔段组成的整体系统,在不同注水压力条件下,分别对套管、水泥环、地层岩石的应力场分布进行了流-固耦合体的有限元模拟计算。根据计算结果,可分析各组成部份的应力变化特征,从而得出注水井的安全注入压力,对于防止套损及水泥环、地层破裂现象具有重要指导意义。     

注蒸汽吞吐井井筒应力的数值计算方法

将注蒸汽吞吐井井筒温度场的计算结果引入井筒应力分析模型中,利用有限元分析软件ANSYS计算了不同约束条件下的井筒应力。计算结果表明,最大热应力都发生在套管内壁,且超过了N80套管的热弹性屈服极限;最大热膨胀都发生在温度变化过渡区,当套管周围掏空时,其热应变达到了2%,远远超过材料弹性极限应变值(0 3%),这是导致热采井套管变形损坏的主要原因。     

油页岩层岩性特征及地应力与套损关系研究

在油田开发过程中,套管损坏的研究是一个重要问题。油页岩层是发生大面积套损的主要岩层。研究该岩层套损发生机理及影响因素显得尤为重要。通过开展油页岩层的岩性研究、岩体地应力方向研究,并应用测井解释成果确定套管损坏方位,指出了套损与地应力的关系并阐明了油页岩层的套管损坏机理。研究结果为油页岩部位套损井治理及预防提供了理论上的参考依据。     

吉林油田套损井状况及检测技术

由于套管受到外力、化学腐蚀等因素的作用而引起套管变形、损坏、直接影响油田油、气产量及注水效果、油井使用寿命。随着国内外套损井数量越来越多,套管损坏状况检查已经越来越重要了。套损井的检测及预防已成为油田开发中的重点工作。吉林油田套损治理也迫不容缓。本文简单介绍了吉林油田套损情况及现有检测技术。阐述吉林油田套损检测技术取得的成绩以及今后发展的方向。     

注蒸汽吞吐井井筒应力的数值计算方法

将注蒸汽吞吐井井筒温度场的计算结果引入井筒应力分析模型中，利用有限元分析软件ANSYS计算了不同约束条件下的井筒应力。计算结果表明，最大热应力都发生在套管内壁，且超过了N80套管的热弹性屈服极限；最大热膨胀都发生在温度变化过渡区，当套管周围掏空时，其热应变达到了2％，远远超过材料弹性极限应变值(0．3％)，这是导致热采井套管变形损坏的主要原因。     

基于有限元建模技术确定注水井安全注入压力

针对气田水回注过程中,注入压力过高容易诱发套管损坏、水泥环破裂、注入水窜漏等安全、环保问题,开展了气田水回注安全注入压力计算方法研究。通过对注水过程中套管、井壁水泥环和地层受力分析,结合岩石力学实验获得的弹性模量、泊松比、抗压强度等力学参数,利用有限元法,建立考虑流固耦合的注水井有限元模型,模拟注水条件下套管、水泥环与地层的应力分布,综合确定注水井理论安全注入压力;该方法在四川盆地川中地区气田水回注井生产管理中得到了应用,可以为回注井规划部署提供重要依据。     

热采井套管损坏机理及预防技术措施综述

据科学数据统计,我国已成为世界第四大稠油生产国。所产石油量约占全世界总石油资源的25%~30%。油田稠油资源量丰沛集中在个别城市地区,在我国石油产量中占有相当大的比重。稠油主要采用热力开采的方法,可分为蒸汽吞吐开采、蒸汽驱开采和蒸汽辅助重力驱等,受高温影响,热采井的套损现象十分突出。该文详细介绍了稠油热采井套管损坏的原因以及预防套管损坏的技术措施,为稠油开采提供技术指导。     

基于应变的热采井套管设计方法

提出基于应变的热采井套管设计方法,确定基于应变的设计准则,通过建立三维弹塑性有限元模型,模拟分析热采井多轮次生产过程中应力和应变变化规律,并以胜利油田A井为例进行实例设计。结果表明,该设计方法密切结合热采井"注-焖-采"生产过程,可考虑多轮次循环温度载荷对套管的损伤程度,通过计算多轮次生产条件下套管上的累积塑性应变,依据热采井生产轮次要求及应变准则,科学灵活地设计套管,可以为热采井套管柱设计提供新思路。     

海上油气井油层套管井口装定载荷设计

综合考虑钻完井和投产采气过程未固井段套管强度和稳定性问题,提出一种海上油气井油层套管井口装定载荷设计方法,建立多层管柱耦合系统计算力学模型,确定钻完井过程套管轴向载荷计算方法,综合考虑温度场、压力场和压力端部效应给出投产采气后套管轴向载荷计算公式,并以中国南海某气田为例进行油层套管井口装定载荷设计。结果表明:套管强度不是限制海上油气井油层套管井口装定载荷设计的因素,投产采气过程底部油层套管的稳定性是油层套管井口装定载荷设计的重要因素;当设计极值产气量小于特定值时,油层套管井口装定载荷为油层套管未固井段重力,当设计极值产气量大于特定值时,随着设计极值产气量的增大,油层套管井口装定载荷增大,但增大的幅值逐渐减小。     

三次采油区块套损井修复技术研究与应用

目前,三次采油主要以聚合物驱、三元复合驱为主,由于注入介质自身的特性,造成此类区块套损类型复杂,修复难度大。主要存在以下问题:一是区块套损机理认识不清,工艺措施针对性不强;二是胶结物携带砂、泥岩块堵塞井筒,循环泄压困难;三是吐砂井上顶管柱,冲砂进尺不理想;四是小直径、活性错断、大段弯曲井打通道时效低、成功率低。这些套损井若不能得到及时有效治理,将严重影响区块的整体开发部署和产能的提高。通过从工程、地质方面分析套损原因,开展三次采油区块套损井修复技术研究,形成了以套损形态预测、加压起下及找打通道技术为主的技术系列,现场试验起到较好效果。     

稠油注蒸汽热采过程中射孔段套管热应力仿真模拟

我国稠油资源约占总石油资源的30%。稠油油藏以蒸汽吞吐开采为主,一个蒸汽吞吐循环周期包括蒸汽注入阶段、焖井阶段和采油阶段。其中,造成稠油热采井套管损坏的主要原因之一是热采井高温及温度剧烈变化,利用ABAQUS有限元软件建立了三维井筒模型,分析了蒸汽注入阶段、闷井阶段的热传导过程及射孔段套管的热应力分布,其中射孔部位是稠油热采过程中较易破坏的地方,经过几个吞吐周期后套管上会积累较高的残余应力而使套管发生塑性破坏。     

深水井环空圈闭压力管理方案研究

除油套环空外,深水油气井套管环空圈闭压力无法释放,易造成套管挤毁等事故发生,需对环空圈闭压力进行管理,保障油气井生产安全。计算深水井在温度差下的环空圈闭压力,优化分析适用于深水的环空圈闭压力防治方法,结合管柱强度校核标准,建立深水井套管柱强度校核方法,最终形成环空圈闭压力管理设计方法。对于深水油气井,适用的圈闭压力防治方法为A环空压力释放、通过地层进行压力释放和套管外安装可压缩泡沫;考虑环空圈闭压力时,套管柱强度优选应同时采用平衡法和非平衡法进行套管强度校核;综合考虑防治方法和油套管强度校核结果,最终确定A环空圈闭压力控制范围,深水井环空圈闭压力管理方案研究对深水油气井安全高效开发提供技术支持。     

姬塬油田套损井隔水采油技术研究与应用

姬塬油田由于多年开发,油田综合含水逐渐上升,井筒腐蚀日趋严重,套损井数量不断增加,造成姬塬油田部分油藏注采井网失控、水驱动用程度降低、剩余油未能有效开采等问题,直接影响油水井正常生产及油田稳产,同时也给姬塬油田造成了巨大的经济损失。一方面,开展对Y211、Y341和桥塞等常规机械隔采工具进行原理分析和现场应用效果对比研究工作,得出其现场应用的缺陷性;另一方面,针对常规隔采工具的缺陷性,开展LEP长效封隔器隔采技术和软金属套管补贴技术研究与试验工作。通过研究及试验不同类型机械隔采工具的优缺点和适用范围,得出在不同工况下的套损井应用机械隔采工具治理套损井的有效措施,为姬塬油田套损井的治理及后期的稳产提供有力的技术支撑。     

油藏埋存CO_2泄漏机制及故障树分析

利用故障树分析法,结合油田CO_2驱和埋存示范区泄漏及环境监测结果,对油藏埋存CO_2发生泄漏的途径和泄漏机制进行分析,并对CO_2驱和埋存示范区进行环境监测。结果表明:对圈闭性很好的油藏,井的密封性失效(包括套管和井口设施损坏)、固井不完善及水泥环腐蚀是造成CO_2泄漏的主要原因;整体上,埋存于地下的CO_2没有发生大规模的泄漏,但在近井土壤中CO_2含量有增加的趋势,越靠近井口土壤中CO_2含量越大,表明CO_2通过井内套管柱或不完整水泥环发生了微量泄漏。故障树分析结果对CO_2埋存区的泄漏监测和预防具有指导意义。     

一种新型绕煤层固井井下装置的研制

针对煤层气井常规套管完井时水泥浆污染煤层的问题,提出一套绕煤层固井技术方案,设计研制一种新型结构的绕煤层固井井下装置;测试整套装置的耐压性,计算水泥浆通过该装置时的局部流体压耗。测试及计算结果表明:该装置可承受28 MPa的管内压力,额外增加的循环压耗约为2.2 MPa,可以满足施工需要;下入套管时,把多组装置连接在套管串上对应煤层的位置,即可实现水泥浆仅封固非煤层段,避免水泥浆和煤层的接触,从而避免水泥浆对煤层的污染,为煤层气井及油气井低压层段提供一种新的完井手段。