常见井下作业工艺技术.ppt
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1、常见井下作业工艺技术常见井下作业工艺技术主讲人:吴朝云主讲人:吴朝云目目 录录 第一章第一章 探探砂面砂面冲砂冲砂 第二章第二章 打水泥塞打水泥塞 第四章第四章 挤水泥浆工艺挤水泥浆工艺 第五章第五章 钻钻 塞塞 第三章第三章 封隔器找漏封隔器找漏 第六章第六章 油田堵水油田堵水2 2第一章第一章 探砂面冲砂探砂面冲砂 二、冲砂地质方案内容和要求二、冲砂地质方案内容和要求 三、冲砂方式三、冲砂方式 五、探、冲砂应录取的资料五、探、冲砂应录取的资料 六、安全质量控制(监督)要点六、安全质量控制(监督)要点 一、探冲砂的定义一、探冲砂的定义 四、冲砂施工工序四、冲砂施工工序一、探砂面冲砂的定义一、
2、探砂面冲砂的定义 由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理或措施不当会造成油井出砂,油井出砂后,如或措施不当会造成油井出砂,油井出砂后,如果井内的液流不能将砂粒全部带至地面,井内果井内的液流不能将砂粒全部带至地面,井内砂子逐渐沉积,砂柱增高,堵塞出油通道,增砂子逐渐沉积,砂柱增高,堵塞出油通道,增加流动阻力,使油井减产甚至停产。同时会损加流动阻力,使油井减产甚至停产。同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故。因此,必须采坏井下设备造成井下砂卡事故。因此,必须采取措施清除积砂,通常采用取措施清除积砂,通常采用水力冲砂水力冲砂和和机械捞机械捞砂砂两种方法。机械捞砂一般应用
3、于压力较低的两种方法。机械捞砂一般应用于压力较低的油井,目前应用较广的是水力冲砂。油井,目前应用较广的是水力冲砂。4 4二、冲砂地质方案内容和要求二、冲砂地质方案内容和要求 冲冲砂砂井井地地质质方方案案必必须须提提供供准准确确的的油油层层、产产液液物性、生产动态、井身结构等资料。物性、生产动态、井身结构等资料。方方案案应应注注明明人人工工井井底底、灰灰面面或或丢丢手手所所在在深深度度,及砂面位置和井内落物等情况。及砂面位置和井内落物等情况。方方案案应应提提供供射射孔孔井井段段,特特别别是是高高压压井井段段、漏漏失井段及气层的压力值。失井段及气层的压力值。5 5二、冲砂地质方案内容和要求二、冲砂
4、地质方案内容和要求 方方案案要要求求保保留留部部分分砂砂柱柱时时,必必须须注注明明冲冲砂砂至至某深度。某深度。对对管管内内防防砂砂井井冲冲洗洗中中心心管管,必必须须标标明明防防砂砂管管柱结构示意图。柱结构示意图。在在方方案案中中必必须须注注明明对对水水敏敏性性地地层层、高高漏漏失失井井段段进进行行防防粘粘土土膨膨胀胀、蜡蜡球球封封堵堵炮炮眼眼、混混气气冲冲砂砂等。等。6 6三、冲砂方式:三、冲砂方式:一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。1 1、正正冲冲砂砂:冲冲砂砂液液沿沿冲冲砂砂管管向向下下流流动动,在在流流出出冲冲砂砂管管口口时时以以较较高高的的流流速速
5、冲冲击击井井底底沉沉砂砂,冲冲散散的的砂砂子子与与冲冲砂砂液液混混合合后后,沿沿冲冲砂砂管管与与套套管管环环形形空间返至地面。空间返至地面。2 2、反反冲冲砂砂:冲冲砂砂液液沿沿冲冲砂砂管管与与套套管管环环形形空空间间向向下下流流动动,冲冲击击井井底底沉沉砂砂,冲冲散散的的砂砂子子与与冲冲砂砂液液混合后,沿冲砂管返至地面。混合后,沿冲砂管返至地面。3 3、正正反反冲冲砂砂:采采用用正正冲冲砂砂的的方方式式冲冲散散井井底底沉沉砂砂,并并使使其其与与冲冲砂砂液液混混合合,然然后后改改为为反反冲冲砂砂方方式式将将砂子带到地面。砂子带到地面。7 7四、冲砂施工工序四、冲砂施工工序 准备工作。准备工作。
6、冲冲砂砂前前,采采油油队队提提前前倒倒好好冲冲砂砂流流程程,如如果果是是高高压压水水井井,应应提提前前停停注注降降压压。作作业业队队技技术术人人员员熟熟悉悉冲冲砂砂方方案案、冲冲砂砂井井情情况况和和冲冲砂砂要要求求。作作业业队队上上井井,布布置置好好水水泥泥车车、储储液液罐罐和和沉沉降降罐罐,连连接接好好地地面面冲冲砂砂管管线线,准准备备好好足足够够量量合合适适的的冲冲砂砂液液量量,如如决决定定采采用用混混气气液液冲冲砂砂,则则需需准准备备好好压压风机风机,立好起升支架。,立好起升支架。8 8探冲砂的工艺流程探冲砂的工艺流程 沉降罐沉降罐供液罐供液罐水水泥泥车车出口软管出口软管水龙带水龙带吊卡
7、吊卡活动弯头活动弯头封井器封井器采油树四通采油树四通笔尖笔尖砂面砂面探冲砂的工艺流程探冲砂的工艺流程9 9四、冲砂施工工序四、冲砂施工工序 探砂面。探砂面。用用冲冲砂砂管管柱柱(不不带带任任何何其其它它下下井井工工具具)探探砂砂面面,笔笔 尖尖 距距 油油 层层 30m30m时时,下下 放放 速速 度度 应应 小小 于于1.2m/min1.2m/min,大大钩钩悬悬重重下下降降1020KN1020KN时时,则则表表明明遇遇到到砂砂面面,上上提提重重新新试试探探,两两次次误误差差不不超超过过0.5m0.5m(2000m2000m以以内内井井深深误误差差应应小小于于03m03m)则则探探得得原始砂
8、面,原始砂面,记录记录砂面位置。砂面位置。1010四、冲砂施工工序四、冲砂施工工序 冲砂。冲砂。提提冲冲砂砂管管至至离离砂砂面面3m3m以以上上开开泵泵循循环环,正正常常后后(指指泵泵压压、出出口口排排量量保保证证将将砂砂子子带带出出地地面面,正正常常)下下放放管管柱柱冲冲砂砂(接接换换单单根根速速度度:视视情情况况而而定定,有有冲冲一一根根后后必必须须将将砂砂子子全全部部带带出出地地面面后后再再接接单单根根的的,也也有有连连续续几几根根后后再再将将井井筒筒内内砂砂子子洗洗净净后后再再换换单单根根的的),冲冲砂砂至至设设计计深深度度后后,保保持持循循环环至至出出口口排排量量400L/min40
9、0L/min,出出口口含含砂砂量量小小于于0.2%0.2%,视视冲冲砂砂合合格格,并并上上提提油油管管20m20m以以上上,沉沉降降4h4h左右左右复探复探砂面,砂面,记录记录深度。深度。1111四、冲砂施工工序四、冲砂施工工序 沉降过的冲砂液泵入地面管线。沉降过的冲砂液泵入地面管线。冲洗地面管线。冲洗地面管线。泄压、拆卸地面管线。泄压、拆卸地面管线。掩埋沉砂或拉走沉砂。掩埋沉砂或拉走沉砂。1212五、探、冲砂应录取的资料五、探、冲砂应录取的资料 探砂面探砂面 时间时间;方式方式;悬重悬重;方入方入;砂面深度;砂面深度;冲砂冲砂 时时间间;方方式式;冲冲砂砂液液名名称称、性性质质、液液量量、泵
10、泵压压、排排量量;返返出出物物描描述述、累累计计砂砂量量;冲冲砂砂井井段段、厚厚度度;漏漏失失量量、喷喷吐吐量量、停停泵泵前前的的出口砂比;出口砂比;沉降时间、复探砂面深度沉降时间、复探砂面深度 1313六、安全质量控制(监督)要点六、安全质量控制(监督)要点1 1、不不准准带带深深井井泵泵、封封隔隔器器等等其其它它井井下下工工具具探探砂砂面和冲砂。面和冲砂。2 2、笔尖距油层、笔尖距油层30m30m时,下放速度应小于时,下放速度应小于1.2m/min1.2m/min3 3、油油管管冲冲砂砂探探砂砂面面以以悬悬重重下下降降1020KN1020KN为为砂砂面面深深度度;管管内内防防砂砂面面以以悬
11、悬重重下下降降510KN510KN为为砂砂面面深度。深度。4 4、冲冲砂砂前前油油管管提提至至离离砂砂面面3m3m以以上上开开泵泵循循环环正正常常后方可再下放管柱。后方可再下放管柱。5 5、冲冲砂砂过过程程中中应应注注意意中中途途不不可可停停泵泵,应应逐逐渐渐加加深深冲冲洗洗,连连续续冲冲砂砂超超过过5 5个个单单根根后后,要要洗洗井井一一周,方可继续下冲。周,方可继续下冲。1414六、安全质量控制(监督)要点六、安全质量控制(监督)要点6 6、冲冲砂砂液液不不得得落落地地。推推荐荐采采用用双双连连通通罐罐(供供液液罐罐、沉沉降降罐罐)循循环环冲冲砂砂法法,冲冲砂砂后后经经过过沉沉降降的冲砂液
12、泵入地面流程。见图所示:的冲砂液泵入地面流程。见图所示:7 7、泵泵发发生生故故障障须须停停泵泵处处理理时时,应应提提管管柱柱至至原原始始砂砂面面10m10m以以上上,并并反反复复活活动动,有有条条件件时时可可转转动动管柱。管柱。(以防卡管柱以防卡管柱-“-“插旗杆插旗杆”)8 8、若若提提升升设设备备发发生生故故障障,不不能能起起下下管管柱柱时时,必必须保持正常循环。须保持正常循环。(防防“插旗杆插旗杆”)9 9、泵泵车车压压力力不不得得超超过过水水龙龙带带的的安安全全压压力力,水水龙龙带(属高空高压水龙带!)必须拴好保险绳。带(属高空高压水龙带!)必须拴好保险绳。1515六、安全质量控制(
13、监督)要点六、安全质量控制(监督)要点1010、冲冲砂砂深深度度:在在老老井井口口袋袋小小于于15m15m者者,动动管管柱柱作作业业必必须须探探砂砂至至井井底底;口口袋袋在在1550m1550m以以内内者者,砂砂柱柱不不大大于于口口袋袋的的1/21/2;口口袋袋在在50m50m以以上上者者,砂砂柱柱不不大大于于口口袋袋的的2/32/3;管管内内防防砂砂井井冲冲洗中心管必须彻底。洗中心管必须彻底。v出出砂砂特特别别严严重重的的井井和和要要求求进进行行防防砂砂、压压裂裂、下返补孔的井必须冲砂至井底灰面。下返补孔的井必须冲砂至井底灰面。v对对压压裂裂后后的的井井,油油井井若若不不能能自自喷喷生生产产
14、,则则探探砂砂面面冲冲砂砂至至井井底底(灰灰面面或或设设计计要要求求深深度度);水井则冲砂至灰面或井底。水井则冲砂至灰面或井底。1616六、安全质量控制(监督)要点六、安全质量控制(监督)要点1111、冲冲砂砂至至设设计计深深度度后后,保保持持出出口口排排量量400L/min400L/min,含含砂砂小小于于0.2%0.2%为为合合格格,上上提提油油管管20m20m,沉沉砂砂4h4h左右,再探砂面。左右,再探砂面。1212、冲冲砂砂液液与与地地层层配配伍伍,密密度度合合适适。高高压压油油井井或或水水井井可可用用清清水水,低低压压油油井井可可用用本本油油井井产产出出的的混合液或混气液。混合液或混
15、气液。1313、一一般般采采用用正正冲冲砂砂方方法法。特特殊殊情情况况下下,如如打打捞捞、地地层层出出砂砂、井井筒筒有有已已堵堵漏漏点点要要保保护护等等可可灵灵活活地改变冲砂方式。地改变冲砂方式。1717六、安全质量控制(监督)要点六、安全质量控制(监督)要点1414、冲冲砂砂施施工工中中如如果果发发现现地地层层严严重重漏漏失失,冲冲砂砂液液不不能能返返出出地地面面时时,应应立立即即停停止止冲冲砂砂,将将管管柱柱提提至至原原始始砂砂面面以以上上,并并反反复复活活动动管管柱柱。高高压压自自喷喷井井冲冲砂砂要要控控制制出出口口排排量量,应应保保持持与与进进口口排量平衡,防止井喷。排量平衡,防止井喷
16、。1515、采采用用气气化化水水冲冲砂砂,压压风风机机出出口口与与水水泥泥车车之之间间要要安安装装单单流流阀阀,返返出出管管线线必必须须用用硬硬管管线线,并并固定。固定。1818第二章第二章 打水泥塞打水泥塞 一、打水泥塞的定义一、打水泥塞的定义 二、油井水泥二、油井水泥 三、打三、打水泥水泥塞施工塞施工 四、打塞工艺要求四、打塞工艺要求 五、风险处理五、风险处理 六、打塞失败的分析六、打塞失败的分析 七、特殊井打塞体会七、特殊井打塞体会 八、监督点八、监督点1919一、定义一、定义 在修井过程中,为了进行调层、找串封串、在修井过程中,为了进行调层、找串封串、找漏堵漏、上部套管试压等,往往找漏
17、堵漏、上部套管试压等,往往注入注入水泥浆,水泥浆,在井内某一井段在井内某一井段形成形成坚固的圆柱体塞状水泥面,坚固的圆柱体塞状水泥面,以以实现实现封隔井内某一层段的目的。这种方法称封隔井内某一层段的目的。这种方法称为打(注)水泥塞。为打(注)水泥塞。2020二、油井水泥二、油井水泥 油油井井水水泥泥是是一一种种凝凝固固很很快快,且且在在较较短短时时间间内内便便有有相相当当高高机机械械强强度度的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥。它它是是石石油油工工业业专专用用水水泥泥。广广泛泛用于固井工程、油气水井的修井工程上。用于固井工程、油气水井的修井工程上。1、油井水泥的配制油井水泥的配制:油井水泥是用氧化钙油井水
18、泥是用氧化钙60-70%、二氧化硅、二氧化硅21-24%、铝矾土、铝矾土4-7%、氧化铁、氧化铁2-7%配制成生料。将生料在高温炉内煅烧,配制成生料。将生料在高温炉内煅烧,获得以硅酸获得以硅酸3钙(钙(3CaOSiO2)、硅酸)、硅酸2钙、铝酸钙、铝酸3钙、铁铝酸钙、铁铝酸4钙为主的熟料。再在熟料中加入适量的石膏研磨成细粉制钙为主的熟料。再在熟料中加入适量的石膏研磨成细粉制成油井水泥。成油井水泥。2121二、油井水泥二、油井水泥 因为油井水泥凝固受温度影响很大,故根据井的深浅的不因为油井水泥凝固受温度影响很大,故根据井的深浅的不同分热井水泥与冷井水泥。同分热井水泥与冷井水泥。2 2、选用原则选
19、用原则:按水泥按水泥APIAPI等级标准分等级标准分A-HA-H多个等级(以下数据为模拟多个等级(以下数据为模拟试验所得):试验所得):A A、B B、C C级用于从地表级用于从地表(26(26度度)到到1828.8m(761828.8m(76度井温度井温)的浅的浅井井 D D、E E、F F级用于级用于18304878m(18304878m(井温井温76-16076-160度井温度井温)G G、H H级用于从地表到级用于从地表到2438.4m(932438.4m(93度井温度井温)的井。的井。G G级有普级有普通、中抗和高抗之分。通、中抗和高抗之分。高抗高抗G G级是我们常用的。级是我们常用
20、的。2222二、油井水泥二、油井水泥 3 3、物理性能物理性能:细度细度:有普通和超细之分有普通和超细之分 凝固时间:水灰比凝固时间:水灰比50%50%时时 7575度时初凝度时初凝1 1小时小时4545分至分至2 2小时小时4545分分 2222度时初凝度时初凝3 3小时至小时至7 7小时小时3030分分 抗折强度和流动性:水灰比抗折强度和流动性:水灰比50%50%时养护时养护4848小时小时 7575度时大于度时大于6262公斤公斤/平方厘米(高抗)平方厘米(高抗)2222度时大于度时大于1818公斤公斤/平方厘米平方厘米2323二、油井水泥二、油井水泥 4 4、凝固影响因素凝固影响因素:
21、温度越高,凝固时间缩短(起反应快)温度越高,凝固时间缩短(起反应快)压力越大,凝固时间缩短压力越大,凝固时间缩短加入适量缓凝剂:石膏,硫酸铁,表面活性剂加入适量缓凝剂:石膏,硫酸铁,表面活性剂加入适量速凝剂:烧碱加入适量速凝剂:烧碱NaOHNaOH,NaCLNaCL,CaCL2 CaCL2 2424三、打塞施工三、打塞施工 准备准备 地地面面:各各设设备备运运转转良良好好!计计量量池池大大小小,计计量量杆杆、比重计、足够多一点的干水泥,特种车辆台数比重计、足够多一点的干水泥,特种车辆台数 井井筒筒:井井筒筒要要畅畅通通(冲冲探探-?是是否否有有落落物物);完完好好(查查套套-?是是否否有有变变
22、形形)-?)-?便便于于将将来来回回采采;清清洁洁(清清洗洗注注灰灰井井段段套套管管内内壁壁的的蜡蜡质质 死死油油 铁铁锈锈,以以便便灰灰塞塞固固结结牢牢固固).).。下下管管通通木木塞塞至至规规定定深深度,压井油套平衡,无喷漏,无气泡。度,压井油套平衡,无喷漏,无气泡。2525三、打塞施工三、打塞施工 配浆配浆 选用级别合适的油井水泥(密度选用级别合适的油井水泥(密度3.153.15),禁用禁用结块变质水泥或不同型号混用结块变质水泥或不同型号混用 配制成配制成1.851.95g/cm31.851.95g/cm3的水泥的水泥要求:均匀加入要求:均匀加入,充分搅拌充分搅拌,提高速度提高速度,量好
23、密度量好密度.2626三、打塞施工三、打塞施工 过程过程 1)1)先替水泥浆先替水泥浆,然后用与井筒液性一致的液体然后用与井筒液性一致的液体,将将水泥浆顶替至灰面设计位置以上水泥浆顶替至灰面设计位置以上20302030米米(油油管面比套管面高出一段管面比套管面高出一段)2)2)上提油管至预计水泥面以上上提油管至预计水泥面以上1.02.01.02.0米米,反洗反洗井井,洗出多余的泥浆洗出多余的泥浆.3)3)再上提油管再上提油管20302030米米,关井候凝关井候凝4848小时小时2727三、打塞施工三、打塞施工循环洗井循环洗井替替水泥浆水泥浆压压井液井液水泥浆水泥浆清水清水清水清水顶水泥浆顶水泥
24、浆反反洗井洗井关井候凝关井候凝2828三、打塞施工三、打塞施工 过程过程:4)4)探灰面:加压探灰面:加压3535吨吨,实探与设计允许误差为实探与设计允许误差为2 2米米.5)5)验塞:验塞:试压法试压法-清水清水15Mpa,3015Mpa,30分钟压降小于分钟压降小于0.5Mpa0.5Mpa 降液法降液法-抽汲(气举)至抽汲(气举)至15001500米米(浅井至灰面浅井至灰面以上以上2020米米),8),8小时液面不上升为合格小时液面不上升为合格 2929四、打塞工艺要求四、打塞工艺要求 1)1)打塞前洗井平衡打塞前洗井平衡,不喷漏不喷漏.2)2)水水泥泥浆浆体体积积,干干水水泥泥用用量量,
25、清清水水用用量量的的准准确确计计算算3)3)配配足足量量水水泥泥浆浆:附附加加量量=管管内内粘粘附附,顶顶替替时时掺掺混混损失损失,地面设备地面设备 管线与泵内残留损失管线与泵内残留损失4)4)替替水水泥泥浆浆:第第一一要要替替准准顶顶替替水水量量(密密度度与与井井内内液液性性一一致致););第第二二要要形形成成压压差差2323大大气气压压,保保证证起管时起管时,泥浆能从油管内自动流出泥浆能从油管内自动流出(或不抽芯或不抽芯)5)5)反反洗洗量量为为注注灰灰管管内内容容积积的的1.51.5倍倍,并并观观察察返返出出残余浆量残余浆量6)6)要求从配浆开始到洗井要求从配浆开始到洗井,总时间不超过初
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