生产管柱优化整体规划.pptx

生产管柱优化规划方案汇报20052005年年1212月月1主要内容ESP ESP 井需求分析油藏目的及问题 井需求分析油藏目的及问题生产管柱优化研究作业效率、产能恢复 生产管柱优化研究作业效率、产能恢复系列工具研制防漏失、减少作业工序 系列工具研制防漏失、减少作业工序生产管柱优化实施及推广直接、等待工具成熟 生产管柱优化实施及推广直接、等待工具成熟试验研制 试验研制2ESP 井分类及问题分析电泵井自喷井油气井机采井射流泵井螺杆泵井机采自喷井分采井合采井普通丢手井Y管分层井Y管丢手井Y管插入式Y管不插入式普通不插入式3ESP 井需求分析1.Y管柱电泵井，此类机采井使用Y型生产管柱，电泵侧挂。为测试和钢丝作业保存了通道。此类生产管柱在正常生产时需要在Y型接头内投入生产堵塞器。当需要测试或作业时，需要钢丝作业捞出生产堵塞器，翻开作业通道。作业完毕后需要重新投入生产堵塞器。从生产方式上可分为合采和分采两类。4ESP 井需求分析2.普通电泵井，此类机采井为在生产管柱下直接连接电泵机组，在电泵机组上端连接有泄油器。当需要检泵或其他需要动管柱作业时，用钢丝作业投棒将泄油器翻开，建立油套连通通道。从生产方式上也可分为合采和分采两类。目前共有20口普通电泵井采用分采丢手管柱，在改变生产层位时需要进行修井作业。5ESP 井需求分析6ESP 井需求分析通过上表可见，渤海油田潜油电泵井目前主要有四种管柱结构：普通电泵合采管柱、普通电泵丢手分采管柱、“Y管分层测试管柱、“Y管合采测试管柱 7ESP 井需求分析普通电泵合采管柱8ESP 井需求分析普通电泵丢手分采管柱9ESP 井需求分析“Y管分层测试管柱10ESP 井需求分析“Y管合采测试管柱 11 主要问题：1.由于修井作业时，修井液对地层造成了严重的污染，影响了油井的产能恢复。严重时可造成产能的下降。2.地层的亏空造成大量修井液进入地层，甚至修井结束后连续30天恢复躺井前含水，严重影响了油井的正常生产。ESP 井需求分析12ESP 井需求分析3.对于稠油油井，由于原油流动性差粘度高，造成电泵机组使用寿命下降，检泵周期短，洗井周期长；4.对于电泵机采井，每次作业时都需要进行相当次数的钢丝作业，增大了作业风险，延长了作业周期。尤其在稠油井作业中钢丝作业效率低影响了修井作业的正常进行。13为了实现长效开采，我们在开采的同时，必须加强油气层的保护，合理制定开采方案，对油气层实施有效可行的保护。在进行修井作业时，必须进行一系列的防止油层污染措施，保护油气层；通过使用新工具，提高修井效率，降低修井成本，优化目前生产管柱和作业施工工艺。生产管柱优化研究14生产管柱优化研究为了更好的进行修井作业，有效的保护油气为了更好的进行修井作业，有效的保护油气层，缩短电泵故障井的正常产能恢复周期，我们层，缩短电泵故障井的正常产能恢复周期，我们进行作业优化措施，从以下几个方面入手：进行作业优化措施，从以下几个方面入手：11、对于稠油油井研制使用智能工具，省去、对于稠油油井研制使用智能工具，省去钢丝作业步骤，缩短作业周期，节省作业费用。钢丝作业步骤，缩短作业周期，节省作业费用。22、对于稠油油井电泵机组寿命下降，检泵、对于稠油油井电泵机组寿命下降，检泵周期短。可使用串联电泵，这样当一个电泵出现周期短。可使用串联电泵，这样当一个电泵出现故障无法正常生产时可以启动下部电泵继续生产，故障无法正常生产时可以启动下部电泵继续生产，检泵可等到两个泵都失效时进行，从而延长了检检泵可等到两个泵都失效时进行，从而延长了检泵周期。这个方法只适用于泵周期。这个方法只适用于YY管柱井，需要考虑管柱井，需要考虑油井的斜度、动液面高度及油层深度等因素。油井的斜度、动液面高度及油层深度等因素。15生产管柱优化研究33、使用低于地层压力的低密度泡沫修井液防、使用低于地层压力的低密度泡沫修井液防止漏失和污染。此种方法需要使用额外设备，每次止漏失和污染。此种方法需要使用额外设备，每次反复使用，费用高。反复使用，费用高。44、研制井下防污染工具，在修井时对地层进、研制井下防污染工具，在修井时对地层进行暂时性的封堵，防止地层漏失。需要对管柱进行行暂时性的封堵，防止地层漏失。需要对管柱进行改进，但是只需一次性投入即可到达防止漏失和保改进，但是只需一次性投入即可到达防止漏失和保护地层的目的。护地层的目的。16生产管柱优化研究管柱优化施工工艺方案管柱优化施工工艺方案11、普通电泵合采管柱、普通电泵合采管柱方案：使用自切换多功能三通替代原来需要钢丝作方案：使用自切换多功能三通替代原来需要钢丝作业操作的泄油阀，并在油层顶部加装防污染阀。业操作的泄油阀，并在油层顶部加装防污染阀。优点：修井作业时无需进行钢丝作业砸泄油阀只需优点：修井作业时无需进行钢丝作业砸泄油阀只需停泵即实现了油套自动连通，修井时修井液不会停泵即实现了油套自动连通，修井时修井液不会漏失，不会对油层造成污染。当需要酸化时泄油漏失，不会对油层造成污染。当需要酸化时泄油阀自动提供了酸化通道，当加压阀自动提供了酸化通道，当加压8MPa8MPa以上防污染以上防污染阀自动翻开可进行不动管柱酸化作业。阀自动翻开可进行不动管柱酸化作业。缺点：需要对现行管柱进行改进，在油层顶部下入缺点：需要对现行管柱进行改进，在油层顶部下入丢手，丢手下体和定位密封之间加装防污染阀。丢手，丢手下体和定位密封之间加装防污染阀。第一次修井作业时增加了一趟起下管柱作业。第一次修井作业时增加了一趟起下管柱作业。17生产管柱优化研究油管挂生产油管泄油阀电泵机组扶正器丢手下体油管及引鞋人工井底油层防污染阀18生产管柱优化研究22、普通电泵分采管柱、普通电泵分采管柱方案：使用自切换多功能三通替代原来需要钢丝方案：使用自切换多功能三通替代原来需要钢丝作业操作的泄油阀，并在丢手工具下体和定位作业操作的泄油阀，并在丢手工具下体和定位密封之间，油层顶部加装防污染阀。密封之间，油层顶部加装防污染阀。优点：修井作业时无需进行钢丝作业砸泄油阀只优点：修井作业时无需进行钢丝作业砸泄油阀只需停泵即实现了油套自动连通，修井时修井液需停泵即实现了油套自动连通，修井时修井液不会漏失，不会对油层造成污染。当需要酸化不会漏失，不会对油层造成污染。当需要酸化时泄油阀自动提供了酸化通道，当加压时泄油阀自动提供了酸化通道，当加压8MPa8MPa以上防污染阀自动翻开可进行不动管柱酸化作以上防污染阀自动翻开可进行不动管柱酸化作业。业。缺点：需要对现行管柱进行改进，在丢手下体和缺点：需要对现行管柱进行改进，在丢手下体和定位密封之间加装防污染阀。第一次修井作业定位密封之间加装防污染阀。第一次修井作业时增加了两趟起下管柱作业。在之后改换生产时增加了两趟起下管柱作业。在之后改换生产层位的作业中需要增加一次钢丝作业。层位的作业中需要增加一次钢丝作业。19生产管柱优化研究油管挂生产油管泄油阀电泵机组扶正器丢手下体油管及底堵人工井底油层防污染阀20生产管柱优化研究3、Y管电泵分采管柱方案：使用电泵分采智能Y接头替代原来需要钢丝进行投捞的生产堵塞器简化修井程序。下部生产管柱使用丢手设计，在丢手下体和带孔管下部连入58.75 mm 工作筒。当需要修井作业时只需停泵，智能Y接头自动翻开提供了作业通道。使用钢丝下入防污染堵塞器到58.75 mm 工作筒内，即可防止修井液漏失，防止地层污染。作业结束后，使用钢丝打捞出防污染堵塞器，起泵后智能Y接头自动动作，电泵正常运转，不需钢丝投入生产堵塞器。21生产管柱优化研究油管挂电泵机组智能Y接头上部管柱防污染堵塞器生产层段管柱22生产管柱优化研究优点：修井作业时无需进行钢丝作业打捞生产堵塞器，也就无需使用柴油进行浸泡，提高了作业效率，降低了作业成本。修井时使用防污染堵塞器防止油层污染，起到了防止漏失，保护油层的目的。缺点：需要对现行管柱进行改进，增加了一趟投放防污染阀管柱作业。修井作业时增加了一趟钢丝投捞防污染堵塞器的作业。23生产管柱优化研究4、Y管电泵合采管柱方案：使用电泵分采智能Y接头替代原来需要钢丝进行投捞的生产堵塞器简化修井程序。下部生产管柱使用丢手设计，在丢手下体和带孔管下部连入58.75 mm 工作筒。当需要修井作业时只需停泵，智能Y接头自动翻开提供了作业通道。使用钢丝下入防污染堵塞器到58.75 mm 工作筒内，即可防止修井液漏失，防止地层污染。作业结束后，使用钢丝打捞出防污染堵塞器，起泵后智能Y接头自动动作，电泵正常运转，不需钢丝投入生产堵塞器。24生产管柱优化研究电泵机组智能Y接头上部管柱防污染堵塞器油管及引鞋25生产管柱优化研究优点：修井作业时无需进行钢丝作业打捞生产堵塞器，也就无需使用柴油进行浸泡，提高了作业效率，降低了作业成本。修井时使用防污染堵塞器防止油层污染，起到了防止漏失，保护油层的目的。缺点：需要对现行管柱进行改进，增加了一趟投放防污染阀管柱作业。修井作业时增加了一趟钢丝投捞防污染堵塞器的作业。26生产管柱优化研究5、Y管双电泵管柱方案：电泵分采智能Y接头为双电泵管柱的实现提供了支持。在下入管柱时串联两个电泵，两个Y型接头都使用电泵分采智能Y接头。在正常生产时无需钢丝投放生产堵塞器，当一个电泵失效，需要启动另一个电泵时，也无需额外作业，直接起泵，智能接头自动动作，保证了正常生产，提高了作业效率。27生产管柱优化研究油管挂智能Y 接头1电泵机组1智能Y 接头2电泵机组228生产管柱优化研究优点：延长了由于油稠造成的检泵周期短的问题，降低了作业频率，节省了作业费用。缺点：只适用于Y管柱电泵井，使用范围受油井动液面深度、井斜角度等因素影响。管柱相对单电泵井复杂，作业难度大。29管柱优化系列工具三、管柱优化系列工具1、油井电泵分采智能接头 油井电泵分采智能接头用于在Y管柱电潜泵井中代替目前的Y型坐落接头。使用页阀代替目前的“Y型生产堵塞器因此在进行测试、修井作业时无需投捞“Y型生产堵塞器。节省了修井、测试时间及费用，保证了作业的顺利进行。30管柱优化系列工具油井电泵分采智能接头的优点目前的“Y型生产堵塞器需要进行钢丝作业机械方式投捞，存在作业风险钢丝断裂。稠油井打捞时钢丝工具下放速度慢，上提拉力大，存在着作业时间长，作业风险大的问题。“Y型堵塞器打捞后需要进行维护，投送时“O圈容易损坏造成作封不严。提捞颈容易损坏，造成无法打捞，影响作业。31管柱优化系列工具状态转换无需进行钢丝作业，减少作业时间，降低作业风险。靠电潜泵冲力关闭，动作迅速可靠。当电潜泵停止时，页阀翻开，可进行测试作业和修井作业。使用梯形金属配合密封，不使用“O圈，密封可靠，可长期使用。内设导流通道，用于平衡页阀上下压力，保证页阀的有效翻开。页阀在停泵的同时翻开，防止井下沉沙和落物的影响。32管柱优化系列工具油井电泵分采智能接头的工作原理当井下采油电泵正常生产时，泵冲压力作用在当井下采油电泵正常生产时，泵冲压力作用在活塞活塞99上，并使单流阀上，并使单流阀1010关闭。活塞在压力作关闭。活塞在压力作用下向上移动，带动连杆用下向上移动，带动连杆66，推动密封板，推动密封板55关闭。关闭。密封板密封板55关闭后，活塞关闭后，活塞99脱离活塞钢套脱离活塞钢套1111，油流，油流通道翻开，可以正常生产。通道翻开，可以正常生产。当电泵停止时，由于上下的压力差使单流阀当电泵停止时，由于上下的压力差使单流阀1010翻开，使压力平衡。翻开，使压力平衡。活塞活塞99在复位弹簧在复位弹簧1515的拉动向下进入活塞钢套的拉动向下进入活塞钢套1111，拉动连杆，拉动连杆66，带动密封板，带动密封板55翻开。可以进行翻开。可以进行修井修井、测试作业、测试作业33管柱优化系列工具34管柱优化系列工具技术参数工作通径：50mm工作压力：3000psi21Mpa工作行程：36mm开启压力：3001800psi2.1-12.6Mpa复位压力：610Mpa危险截面强度：700KN35管柱优化系列工具适用性分析 目前渤海油田共有Y管柱电泵井147口，油井电泵分采智能接头可以用于所有这147井中。智能接头在随后的使用中没有特别的维护要求，在修井作业时可以自动翻开作业通道，节省了钢丝操作费用和作业时间。在双电泵管柱中使用可以不需额外作业随时切换两台电泵进行采油。36管柱优化系列工具2、油井用多功能三通 油井用多功能泄油器主要用于油田电潜泵井，为修井和酸化时提供洗井通道，并在起升生产管柱时起到泄油的作用。37管柱优化系列工具油井用多功能三通的优点油井用多功能三通的优点常规泄油器需要进行钢丝作业机械方式才常规泄油器需要进行钢丝作业机械方式才能翻开，且为一次性产品，翻开后必须起出地能翻开，且为一次性产品，翻开后必须起出地面，维修前方能再次使用面，维修前方能再次使用常规泄油器不适合在稠油油田使用常规泄油器不适合在稠油油田使用新产品靠液压作用转换工作通道，适合所有油新产品靠液压作用转换工作通道，适合所有油田田新产品不需要钢丝作业，节约作业时间及费用新产品不需要钢丝作业，节约作业时间及费用新产品具有自动复位功能，无需特别维护可屡新产品具有自动复位功能，无需特别维护可屡次使用，可进行酸化作业。次使用，可进行酸化作业。38管柱优化系列工具 附加 附加项 项 泻油器 泻油器类别 类别钢丝 钢丝作业 作业钢丝做业 钢丝做业前正挤柴 前正挤柴油 油作业风 作业风险 险额外作业 额外作业费用 费用特别维 特别维护 护泻油效率 泻油效率老式泻 老式泻油器 油器要 要 要 要 有 有 钢 钢丝有可 丝有可能断裂 能断裂 有 有 钢丝 钢丝作业费用、作业费用、作业前正 作业前正挤柴油费 挤柴油费用 用需要更 需要更换泻油 换泻油口 口低只有一个 低只有一个泻油口，需要 泻油口，需要砸开才能进行 砸开才能进行下步作业 下步作业油田用 油田用多功能 多功能三通 三通不要 不要 不要 不要 没有 没有 没有，自 没有，自动进行通 动进行通道转换 道转换可重复 可重复使用 使用高 高 两个泻油 两个泻油口，直接进行 口，直接进行作业 作业 39管柱优化系列工具油井用多功能三通的工作原理油井用多功能三通的工作原理当井下采油电泵正常工作时，来自泄油器下部当井下采油电泵正常工作时，来自泄油器下部的泵压将密封塞顶开，封闭油套环空通道。油的泵压将密封塞顶开，封闭油套环空通道。油流通过通道槽口、上出口向上流动实现正常采流通过通道槽口、上出口向上流动实现正常采油。油。当需要泄油时，关闭采油电泵，密封塞会自动当需要泄油时，关闭采油电泵，密封塞会自动下落到固定板堵塞下入口；这时可以实现循环下落到固定板堵塞下入口；这时可以实现循环洗井等作业，此时洗井动作产生向下压力将密洗井等作业，此时洗井动作产生向下压力将密封塞牢靠的压在下入口上，保证密封。封塞牢靠的压在下入口上，保证密封。密封塞在独立的通道内移动，不受井液中细纱密封塞在独立的通道内移动，不受井液中细纱或其他赃物的影响。或其他赃物的影响。40管柱优化系列工具41管柱优化系列工具主要技术参数工作通径：50mm工作压力：3000psi21Mpa工作行程：36mm危险截面强度：700KN42管柱优化系列工具适用性分析 目前渤海油田共有178口普通电泵生产管柱，油井用多功能三通适用于所有的这178口井中替代老式泄油器。多功能三通在作业时不需进行钢丝作业，只需停泵，循环通道即自动翻开。在特别稠油井也仅需环空打压即可翻开油套循环通道。43管柱优化系列工具3、普通电泵井用防污染阀 普通电泵井用防污染阀用于普通电泵井内防止修井液的漏失和对地层的污染。对于普通电泵合采管柱需要重新下入下部丢手管柱以安装防污染阀。44管柱优化系列工具普通电泵井用防污染阀工作原理油井正常生产时防污染阀单向导通，内部活塞在弹簧的安装压力下仍处于原状态；油井检泵停抽，地层液沿防污染阀中间通道上升至静液面位置，但活塞内酸化通道保持关闭；洗井时，洗井压力缺乏以克服系统组合压力，无法翻开酸化通道，不会漏失洗井液；45管柱优化系列工具起管柱时，保持液面高度但不增压，控制阀仍起管柱时，保持液面高度但不增压，控制阀仍关闭酸化通道，可完成检泵作业。关闭酸化通道，可完成检泵作业。生产期间需要进行酸化施工时，环空泵入酸液，生产期间需要进行酸化施工时，环空泵入酸液，当压力上升到一定值高于洗井时的压力后，当压力上升到一定值高于洗井时的压力后，酸化通道开启，同时由于受力面积的改变，活酸化通道开启，同时由于受力面积的改变，活塞继续上行，通道顺畅，直至酸化施工完成；塞继续上行，通道顺畅，直至酸化施工完成；当井内压力稳定或下降后接近油层压力时，在当井内压力稳定或下降后接近油层压力时，在弹簧作用下，其酸化通道就顺利关闭了。弹簧作用下，其酸化通道就顺利关闭了。46管柱优化系列工具上接头 调节杆 弹簧 控制活塞 分流装置 生产阀 下接头47管柱优化系列工具主要技术参数 最大长度：760mm；最大外径：114mm；工作压力：30MPa；两端连接丝扣：3-1/2EUB+2-7/8EUP 适应井斜：60；适应井况：5-1/2-9-5/8；酸化通道开启压力：810 MPa。48管柱优化系列工具4、Y管柱电泵井防污染工艺管柱 在Y管柱电泵井中特别下入一个ID 58.75 mm 工作筒，工作筒在油层顶部，带孔管下部。当需要修井作业时，使用钢丝投入一个防污染堵塞器坐于工作筒内，防止修井液的漏失和对地层的污染。49管柱优化系列工具 Y Y 管柱防污染工艺管柱结构 管柱防污染工艺管柱结构：上部管柱：油管挂 上部管柱：油管挂 井下安全阀 井下安全阀 Y Y型接头 型接头+电泵机组 电泵机组+ID 61mm+ID 61mm 堵塞器工作筒 堵塞器工作筒 9-5/8 9-5/8引鞋 引鞋生产层段管柱：生产层段管柱：丢手下体 丢手下体 带孔管 带孔管 ID 58.75 mm ID 58.75 mm 工作筒 工作筒 插入定位密封工具 插入定位密封工具 生产工具串滑套等 生产工具串滑套等50管柱优化系列工具 优化 优化Y Y管柱工艺过程：管柱工艺过程：下入丢手管柱，完成丢手生产管柱的丢 下入丢手管柱，完成丢手生产管柱的丢手操作，起出丢手上体局部管柱，见图 手操作，起出丢手上体局部管柱，见图3 3；下入 下入Y Y型接头电泵生产管柱末端连接 型接头电泵生产管柱末端连接引鞋，与丢手管柱丢手上体插入连接，引鞋，与丢手管柱丢手上体插入连接，投入 投入61mm 61mm生产堵塞器，见图 生产堵塞器，见图1 1。至此管。至此管柱进行起、下共 柱进行起、下共3 3趟，钢丝作业 趟，钢丝作业1 1次；次；洗、压井前，捞出 洗、压井前，捞出61mm 61mm生产堵塞器，生产堵塞器，投入 投入KDSQ60-58.75 KDSQ60-58.75堵塞器 堵塞器，再进行洗、，再进行洗、压井操作后，起出上部电泵管柱，生产层 压井操作后，起出上部电泵管柱，生产层段管柱不动，见图 段管柱不动，见图4 4；重复步骤 重复步骤，捞出，捞出KDSQ60-58.75 KDSQ60-58.75堵塞 堵塞器 器、投入、投入61mm 61mm 生产堵塞器开始正常生 生产堵塞器开始正常生产。因检泵带来的作业包括管柱起、下共 产。因检泵带来的作业包括管柱起、下共2 2趟，钢丝作业 趟，钢丝作业4 4次。次。51生产管柱优化推广和实施四、生产管柱优化推广和实施四、生产管柱优化推广和实施11、渤海油田油井管柱适用情况分析、渤海油田油井管柱适用情况分析 目前渤海油田共有目前渤海油田共有YY管柱电泵井管柱电泵井147147口，普通口，普通电泵合采井电泵合采井158158口，普通电泵分采井口，普通电泵分采井2020口。这口。这425425口井均可以使用口井均可以使用油井用多功能三通和油井电油井用多功能三通和油井电泵分采智能接头替换原有的泄油阀和泵分采智能接头替换原有的泄油阀和YY型接头，型接头，只需在作业时使用新型工具替代即可。对于只需在作业时使用新型工具替代即可。对于147147口口YY管柱井，需要在修井作业时下入丢手管柱，管柱井，需要在修井作业时下入丢手管柱，并在丢手下部连接并在丢手下部连接ID 58.75 mm ID 58.75 mm 工作筒，作业工作筒，作业量较大。量较大。158158口普通电泵井由于前期没有下入丢口普通电泵井由于前期没有下入丢手管柱，因此在作业时需要先期下入插入密封丢手管柱，因此在作业时需要先期下入插入密封丢手带防污染阀管柱，因此作业量巨大。手带防污染阀管柱，因此作业量巨大。52生产管柱优化推广和实施22、渤海油田当前未检泵井统计、渤海油田当前未检泵井统计表二 1年-3年长期生产未检泵井统计表其中，普通电泵井有65口包括2口螺杆泵井；Y管电泵井17口。普通电泵井占所选总数的79.3%。53生产管柱优化推广和实施33、生产管柱优化的试验、生产管柱优化的试验 采取先地面试验，再选择海上典型井进行采取先地面试验，再选择海上典型井进行试验，成功后进行推广的原则。地面试验可在试验，成功后进行推广的原则。地面试验可在采技服试验井进行地面试验，获取试验数据，采技服试验井进行地面试验，获取试验数据，进行完善。通过前面的未检泵井统计可知，现进行完善。通过前面的未检泵井统计可知，现在共有在共有1717口口YY管柱电泵井可供管柱电泵井可供选择进行进行油井电泵分采智能接头和防污染堵塞器及工作筒的试验；有63口普通电泵井可供选择进行油井用多功能三通和防污染阀的试验。54生产管柱优化推广和实施44、生产管柱优化的实施及推广、生产管柱优化的实施及推广 试验工作进行过程中，对试验井的生产情试验工作进行过程中，对试验井的生产情况进行跟踪。对井下工具的工作情况进行记录况进行跟踪。对井下工具的工作情况进行记录并分析，以获得改进方案。在试验井获得成功并分析，以获得改进方案。在试验井获得成功后对渤海油田所有电泵井在修井作业时进行管后对渤海油田所有电泵井在修井作业时进行管柱优化。在试验过程中可使用底密度泡沫修井柱优化。在试验过程中可使用底密度泡沫修井液减少漏失和对地层的污染。液减少漏失和对地层的污染。5556演讲完毕，谢谢观看！