宋辉辉,贺启强,赵智玮,石 琼,李 顺,王 猛
(1.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东 东营 257000;2.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油开发中心,山东 东营 257000;3.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气井下作业中心,山东 东营 257000)
21世纪初,国际石油行业出现持续“低油价”,严重影响石油企业生产和开发,尤其对进入高含水阶段老油田,生产成本远高于50美元/桶[1]。为积极应对不利国际石油市场,胜利油田围绕自身发展实际,开发配套形成3项低成本技术,包括洗井液循环利用[2]、井筒高效清洁[3]及油管堵塞技术[4-5],现场应用推广后取得良好效果。
胜利油田年均修井作业工作量2万井次以上,在作业过程中需要洗井、灌液等,施工涉及泵车、罐车等;现场普遍没有配套洗井液处理装置,成本较高;另外部分井位因井场道路、车辆调配导致工期拖延,施工周期延长。
针对这一突出问题,工程院开发攻关“洗井液循环处理技术”,首先返回的洗井液双极旋流除固装置,将井筒内返出液中固体悬浮颗粒实现固液分离,同时,进行油水初步分离,降低洗井液含油量;经过双极旋流除固后,洗井液进入气浮旋流除油装置,实现油水彻底分离;系统配套液面监测技术,完成了全过程实时监测。应用该工艺,装置洗井液处理能力可以达到30 m3/h以上,满足现场生产需求。井筒动液面监测技术,则采用多因素补偿工艺,配套自动跟踪滤波处理算法,进行井筒液面自动补液,实现作业过程井筒动液面实时监测,保持井筒地层压力平衡,降低井液溢流风险,有效减少井喷事故的发生。截至目前,该技术在胜利油田现场应用150余井次,累计增油2.4×104余吨、减少水处理量1.5×104余立方米,平均单井施工节约罐车7辆,降低生产成本,经济效益显著。以应用3 000口井规模进行测算,可产生1 500万元的直接经济效益,技术发展前景广阔。
井筒高效清洁技术主要包括套管刮刀、钢丝刷及强磁打捞等,三部分可以单独使用也可以组合或者配套钻井工具使用。
套管刮刀,是由带有固定轴轴芯、右旋扶正滑套及壳式金属叶片组合而成,下钻时,套管刮刀随管柱轴向移动,加上修井液的液力作用,刮刀轴芯上的金属叶片壳随之旋转及上下往复,实现钻屑的分散和清理。金属叶片壳采用高强度钢及流体动力学造型,能够提高刮刀除屑时高效刮削工作的动力。
钢丝刷,包括一个固定芯轴,钢丝嵌入在旋转套上的多级刷头。当钢丝刷随管柱或者钻杆下入后,嵌入的钢丝刷头随井筒液力作用自动旋转,实现井筒内壁清洁,钢丝刷两端上下有扶正体自动扶正。钢丝刷一般安装在套管刮刀上方,刮刀清洁完井筒内壁钻屑后,钢丝刷进一步清理井筒圆周残渣,确保管壁整洁。
强磁打捞器,其工作原理是利用永磁体吸附磁化后的金属碎屑,高效收集井底落物,净化井底。强磁打捞器随其他清洁工具下入,可以选择旋转或者上下往复运动,不损伤套管及其他井下工具。外壳上的刀片,形成修井液的大流道,附带磨环,可以把磁体上下端的大块碎片磨碎。
3种工具组合能够实现井筒套管的高效清洁,便于完井工具顺利入井;井壁及井底金属碎屑能够回收返回至地面,避免落物产生不利影响;改善工具工作环境,有利于延长管柱工作寿命。
自中国实现与国际油价接轨制后,油田企业生产受国际油价影响严重。现阶段,油企盈亏平衡点在50美元/桶左右,胜利油田距离这一目标还有较大差距。井下管柱要求7年有效期,长效、低成本已是油田企业发展必然要求。以注水井为例,注水井开发过程中,需要定期洗井,管柱结构中,通常配套反洗阀等具备反洗功能的井下工具;为实现水井增注,会根据单层配注或者全井配注情况,对应进行分层酸化施工,提升水驱开发效果。在大量现场实践中发现,酸化结束后,底部反洗阀与丝堵之间尾管,因为残酸滞留无法有效返排,导致尾管、反洗阀腐蚀产生泄漏,严重影响开发效果。以某采油厂某分注井为例,该井为4段分注,全井配注量140 m3/d,完井作业1年后进行酸化增注,6个月后测调显示,该井反洗阀漏失90 m3/d,严重影响开发效果。按照传统管理办法,需要进行二次作业,成本较高,采油厂无法承受。
油管堵塞技术,采用电缆投捞定位,堵塞器下入至反洗阀附近的预定深度后,通过井口将注入液注入堵塞器进液口,压缩坐封胶筒,实现堵塞器坐封,增加注入压力。底部卡瓦张开实现可靠锚定,上部液缸剪断丢手剪钉,实现堵塞器井底丢手,最后,丢手头随电缆起出。堵塞器坐封丢手后,再下测调仪,逐层开启各层配水器,实现各层预定的配注量。堵塞器工艺施工简单、效率高、成本低,能够解决尾管漏失、底阀漏失、管柱穿孔等问题,封堵之后还可以进行反洗井,满足现场管理需求,实现低成本生产。2020年7月对该井实施堵塞器堵漏施工后,测试底阀漏失量为0,上部各层均达到配注,有效节省采油厂生产成本,该技术具备广阔应用市场。
通过分析现场生产技术需求,积极开拓技术创新,展开并推广应用洗井液循环技术、井筒高效清洁生产技术和油管堵漏技术,有效降低生产企业生产成本,缓解“低油价”造成的不利影响,推广应用效益显著。坚持生产现场需求和科研单位攻关结合,增强企业核心竞争力,推动企业持续健康发展,助力油田高效经济开发。