马宇泽(大庆油田第三采油厂作业大队,黑龙江 大庆 163113)
连续油管技术以其占地面积小、作业成本低、搬迁安装方便、保护油层、增加油井产量和应用范围广等诸多优势,在各油田得到广泛的应用。如今,在大庆油田钻采规模日益扩大、国家不断加大环境治理力度的双重背景下,引进连续油管技术和设备将有助于企业在小修作业中更好的实现QHSE管理目标,达成良好的经济效益和社会效益。
国外油田对该技术的研发及在油井开发、维护作业等领域的应用起步较早,20世纪60年代到70年代,以Bowen工具和Brown油田工具两家公司为代表的连续油管设备研发日益成熟。70年代中期,连续油管设备在油田修井作业中的应用初具规模,达到了200余台。70年代末,其他一些连续油管设备商。如Uniflex、Otis、Hydrarig公司等,开始加入到改进注入头设计的行列中。与此同时,早期连续油管作业囿于油管性能和加工工艺水平,存在对焊焊点多、作业长度小的问题,也在不断的工艺改良中得到解决。近年来,随着加工工艺的成熟,连续油管加工可以不再使用对焊工艺,同时为了满足不断涌现的新的市场需求,连续油管尺寸也在不断增大。到目前为止,2-7/8″(73mm)以下尺寸的连续油管已经在常规作业中得到了广泛的应用。
总的来讲,国内连续油管作业机主要应用于以下几个方面:冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液、挤酸和配合测试,其中应用较多的是冲砂堵、气举排液和清蜡,占总体施工数量的95%以上。目前,据不完全统计,国内共引进的连续油管作业机17台,在四川、长庆、胜利、华北、中原、吉林、新疆、辽河、吐哈、大港、河南和克拉玛依等油田进行着多种作业工艺应用,这些油田的对连续油管技术和设备的先期引进、应用为我们提供了良好的参考、借鉴意义。
连续油管是由若干段长度在百米以上的柔性管通过对焊或斜焊工艺焊接而成的无接头连接管,长度一般达几百至几千米,又被称为挠性油管、蛇形管或盘管。连续油管及其操纵设备称为盘管作业机或连续油管作业机,一套连续油管设备包括一系列必备组件,主要有以下四部分组件:(1)卷筒:用来存放连续油管;(2)注入头:提供连续油管的驱动力;(3)控制室:连续油管操作员操作和数据采集;(4)动力装备:提供系统所需液压动力和其他动力。在实际应用中首先需要将管线拉直,然后由注入头下入井下,使用过后由卷筒进行回收、连续油管的直径通常在0.75~4.00″(20~100 mm)。
连续油管的研发初衷是发展一种在油气井生产过程中,即可进行作业的技术手段。同时,作业速度、经济性等方面的优势也成为该技术迅猛发展的主要原因。综合起来,连续油管技术在小修作业应用中的主要优势包括以下几点:可以在不压井情况下安全作业,避免污染地层的同时,又节省压井液成本;动复员及设备安装调试时间短,缩减施工时间;可以在起下管柱过程中保持循环,消除了传统作业工艺过程中连接油管时的井控问题;作业时间短,减少关井时间;操作人员少,节约人力成本;避免常规起下油管作业造成的管扣损耗,节省材料成本;连续油管具有高韧性特点,可以满足大斜度井或水平井作业的需要。
清防蜡难度大,蜡堵井数量多。由于萨北开发区原油含蜡、含胶质量高,化学驱比例高,造成采油三厂清防蜡难度加大,尤其是无杆泵井运转周期长,结蜡比较严重,造成作业时洗井不通,只能强起管柱,不但增加了施工难度,延长施工周期,还存在安全隐患,环保也不达标。通过与采油二厂驱替方式相同、开发层位、驱替阶段相近的油样进行组分对比分析,我厂北三区聚驱油样含蜡量和含胶量均明显高于采油二厂南七区,三元驱产量比例逐渐增加,占化学驱产量的64.5%,占全厂产量的39.1%,成为全厂产量的重要支撑。
3.2.1 结垢、聚合物上返,测试遇阻井比例大
萨北开发区化学驱比例大,注入井易结垢,且地层压力高,易造成聚合物上返,导致测试遇阻。2017年至今注入井问题井共发生562井次,因测试遇阻导致作业423井次,总占比达到75.27%,年均发生176井次,造成作业费和材料费的极大浪费。
3.2.2 萨北开发区处于敏感区域,作业环保压力大
采油三厂地处湿地、湖泊、草原等环境敏感区域,现有油水井9 710口,年作业4 600井次以上,因地层压力高、井筒溢流大,易造成环境污染,新“两法”实施以来,国家对环保工作的重视程度和监管力度前所未有,井下作业环保压力巨大、形势严峻。
3.3.1 萨北油田连续油管建设情况
自2015年开始接触连续油管技术以来,萨北快速修井示范区建设经历探索学习、引进试验、自主建设三个发展阶段,特别是2019年5月连续油管到位后,萨北快速修井示范区入真正进入了快速建设时期。
第一阶段探索学习阶段,2015年5月刘宏斌总经理到采油三厂调研,提出连续油管应用于小修的思路。7月17—24日应用江汉所车组选取7口井进行了现场试验,取得非常好的效果。
第二阶段引进试验阶段,2016—2018年井下作业使用连续油管设备在采油三厂施工油水井85口,平均用时8小时,充分验证了连续油管在小修行业有明显的优势。
第三阶段2019年5月17日设备到位,5月21日正式投入作业,34天时间完成51口井,真正实现了快速作业。
3.3.2 连续油管队伍建设情况
组建专业队伍:作业大队挑选干部素质高、员工基础好、工作业绩突出的作业十二队转型为专门的连续管队,负责连续管设备的操作、井口施工等,工技大队抽调业务能力强的同志充实项目组,负责选井、技术指导、工具研发等。
强化业务培训:连续管设备到位前,组织人员到江汉所进行培训,取得相关资质证书,保证了设备到位即可施工。
3.4.1 连续管处理油井蜡堵
作业需求:潜油电泵等无杆泵采油井蜡堵,因管柱带封隔器无循环通道不能热洗,且采油矿只能进行油管内刮蜡,电泵井检泵周期长,造成油套环形空间蜡长期堆积,每年约有70井次由于清蜡不及时导致刮蜡遇阻或堵井。
工艺原理:利用小尺寸连续管携带旋转高压水力喷射工具,通过高压水力射流,打散死油死蜡、实现不动管柱解堵,重新建立油管通道。
应用情况:目前在萨北开发区已应用12口井,其中电泵井7口,电潜螺5口,全部成功。
优势效果:不动管柱高效解堵,平均用时5 h,减少作业时间,降低作业成本和材料成本,安全环保。
3.4.2 连续管处理测试遇阻井
作业需求:水井、注聚井由于结垢、聚合物上返、出砂,导致测试遇阻,年均发生176井次,是造成注入井问题作业的主要原因。
工艺原理:采用旋流喷洗破岩工具,内置造旋流道,射流为风暴式锥状高频旋转流体,能量集中于管壁,利于冲蚀剥离管壁污垢,携带返出井口。
应用情况:目前在萨北开发区已应用39口井,成功37口,2口未成功,主要原因是井下有落物,套变。
优势效果:不动管柱高效解堵,平均用时4 h,避免二次作业,提高生产实效,降低作业成本和材料成本。
3.4.3 连续管处理拔不动油井
作业需求:萨北开发区每年由于环空蜡卡,管柱拔不动的井呈上升趋势,年均产生65口井左右。
工艺原理:无杆泵井直接运用连续管,通过油管内高温液体的持续循环,结合套管反挤注的方式,重新使套管内建立了有效的循环通道,有杆泵井由作业队起出抽油杆后,再使用连续管解堵。
应用情况:目前已应用5口井,成功5口井。
优势效果:应用连续管独立施工或配合小修作业,解决了以前需要大修才能处理的拔不动的井,极大的降低了作业成本,节省作业时间,提高作业效率。
3.4.4 连续油管进行通刮冲一体化
作业需求:2016—2018年,我厂共实施压裂518井次,年均173井次;补孔342井次,年均114井次。措施井对套管内壁要求严格,经常实施多次刮蜡工序,影响施工效率,针对结蜡较严重的措施井实施连续油管通、刮、冲一体化技术,可提高施工效率,预计年实施143井次。
工艺原理:采用连续管+水动力刮蜡器+喷洗工具的组合式管柱,一趟管柱即可完成洗井、通井、刮削全部工序,实现了通洗井一体化作业。
应用情况:目前已应用2口井,成功2口井。
优势效果:一趟管柱实现了通刮冲一体化,平均用时6小时,提高了工作实效和通井质量。
通过本次对连续油管设备在萨北油田小修作业的应用,我们得出结论:连续油管工艺设备在无杆泵解除蜡堵、注入井管内解堵及除垢小修作业施工中具有高度的适应性、良好的安全性、高度的环保性和突出的能效比等多方面优势。引进连续油管工艺设备,可以使小修作业更加高效、清洁、节约,在带来良好的经济效益的同时,又有助于达成以点带面的行业示范效应,既符合当下油田公司“企业发展与环境建设齐头并进”的主流精神,又遵从了“先试点后推广,逐步深化、持续改进”的发展方针,在大庆油田具有广阔的推广前景和使用价值。