常规修井工艺优秀PPT.ppt
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1、常规修井工艺常规修井工艺你现在浏览的是第一页,共85页常规修井工艺常规修井工艺第一节第一节 清清 蜡蜡 一、油井结蜡的原因一、油井结蜡的原因 油井在生产过程中之所以结蜡,根本的原因是油井产出的原油中含有蜡。你现在浏览的是第二页,共85页油井结蜡有两个过程,首先是蜡从原油油井结蜡有两个过程,首先是蜡从原油中析出,然后聚集、粘附在管壁上。原中析出,然后聚集、粘附在管壁上。原来溶解在原油中的蜡,在开采过程中凝来溶解在原油中的蜡,在开采过程中凝析出来是由于原油对蜡的溶解能力下降析出来是由于原油对蜡的溶解能力下降所致。当原油的组分、温度、压力发生所致。当原油的组分、温度、压力发生变变 化,使其溶解能力下
2、降时,将一部化,使其溶解能力下降时,将一部分蜡从原油中析出。分蜡从原油中析出。一、油井结蜡的原因一、油井结蜡的原因你现在浏览的是第三页,共85页二、油井结蜡的因素二、油井结蜡的因素1 1原油的组分和温度原油的组分和温度 在同一温度条件下,轻质油对蜡的溶解能力大于重在同一温度条件下,轻质油对蜡的溶解能力大于重质油的溶解能力,原油中所含轻质组分越多,蜡的结质油的溶解能力,原油中所含轻质组分越多,蜡的结晶温度越低,即蜡不易析出,保持溶解状态的蜡量就晶温度越低,即蜡不易析出,保持溶解状态的蜡量就越多。任何一种石油对蜡的溶解量随着温度的下降而越多。任何一种石油对蜡的溶解量随着温度的下降而减少。因此在高温
3、时溶解的蜡量,在温度下降时将减少。因此在高温时溶解的蜡量,在温度下降时将有一部分要凝析出来。在同一含蜡量下,重油的蜡结有一部分要凝析出来。在同一含蜡量下,重油的蜡结晶温度高于轻质油的结晶温度,可见轻质组分少的石晶温度高于轻质油的结晶温度,可见轻质组分少的石油,蜡容易凝析出来。油,蜡容易凝析出来。你现在浏览的是第四页,共85页二、油井结蜡的因素2 2压力和溶解气压力和溶解气 在压力高于饱和压力的条件下,压力降低时原油不会在压力高于饱和压力的条件下,压力降低时原油不会脱气,蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低,在压力与脱气,蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低,在压力与饱和压力的条件下,由于压力降低时
4、油中的气体不断分离饱和压力的条件下,由于压力降低时油中的气体不断分离出来,降低了对蜡的溶解能力,因而使初始结晶温度升高,出来,降低了对蜡的溶解能力,因而使初始结晶温度升高,压力越低,分离气体越多,结晶增加得越高,这是由于初压力越低,分离气体越多,结晶增加得越高,这是由于初期分出的是轻组分气体甲烷、乙烷等,后期分出的是丁烷期分出的是轻组分气体甲烷、乙烷等,后期分出的是丁烷等重组分气体,后者对蜡的溶解能力影响较大,因而使结等重组分气体,后者对蜡的溶解能力影响较大,因而使结晶温度明显增高。此外,溶解气从油中分出时还要膨胀吸晶温度明显增高。此外,溶解气从油中分出时还要膨胀吸热,促使油流温度降低,有利于
5、蜡晶体的析出。热,促使油流温度降低,有利于蜡晶体的析出。你现在浏览的是第五页,共85页二、油井结蜡的因素3 3原油中的胶质和沥青质原油中的胶质和沥青质 实验结果表明,随着石油中胶质含量的增实验结果表明,随着石油中胶质含量的增加,可使结晶温度降低。因为胶质为表面活加,可使结晶温度降低。因为胶质为表面活性物质,可吸附于石蜡结晶表面上来阻止结性物质,可吸附于石蜡结晶表面上来阻止结晶的发展,沥青是胶质的进一步聚合物,它晶的发展,沥青是胶质的进一步聚合物,它不溶于油,而是以极小的微粒分散在油中,不溶于油,而是以极小的微粒分散在油中,对石蜡晶体有分散作用。但是,当沉积在管对石蜡晶体有分散作用。但是,当沉积
6、在管壁的蜡中含有胶质、沥青质时将形成硬蜡,壁的蜡中含有胶质、沥青质时将形成硬蜡,不易被油流冲走。不易被油流冲走。你现在浏览的是第六页,共85页二、油井结蜡的因素4 4原油中的机械杂质和水原油中的机械杂质和水 油中的细小颗粒和机械杂质将成为石蜡析出的结晶油中的细小颗粒和机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心,使蜡晶体易于聚集长大,加速了结蜡的过程。核心,使蜡晶体易于聚集长大,加速了结蜡的过程。油中含水量增高时,由于水的热溶量大于油,可减少油中含水量增高时,由于水的热溶量大于油,可减少液流温度的降低,另外,由于含水量的增加,容易在液流温度的降低,另外,由于含水量的增加,容易在油管壁形成连续水膜,使蜡不容
7、易沉积在管壁上。因油管壁形成连续水膜,使蜡不容易沉积在管壁上。因此,随着油井含水的增加,结蜡程度有所减轻。但是此,随着油井含水的增加,结蜡程度有所减轻。但是含水量低时结蜡就比较严重,因为水中盐类析出沉积含水量低时结蜡就比较严重,因为水中盐类析出沉积于管壁,有利于蜡晶体的聚集。于管壁,有利于蜡晶体的聚集。你现在浏览的是第七页,共85页二、油井结蜡的因素5 5液流速度、管予表面粗糙程度液流速度、管予表面粗糙程度 油井生产实际表明,高产井结蜡没有油井生产实际表明,高产井结蜡没有低产井严重,因为高产井的压力高,脱气低产井严重,因为高产井的压力高,脱气少,初始结晶温度低,同时液流速度大,少,初始结晶温度
8、低,同时液流速度大,井筒中热损失小,油流温度高,蜡不易析井筒中热损失小,油流温度高,蜡不易析出。即使有蜡晶体析出也被高速油流带走出。即使有蜡晶体析出也被高速油流带走不易沉积在管壁上。如果管壁粗糙,蜡晶不易沉积在管壁上。如果管壁粗糙,蜡晶体容易粘附在上面形成结蜡,反之不容易体容易粘附在上面形成结蜡,反之不容易结蜡。管壁表面亲水性愈强,愈不容易结结蜡。管壁表面亲水性愈强,愈不容易结蜡,反之,容易结蜡。蜡,反之,容易结蜡。你现在浏览的是第八页,共85页三、油井结蜡的危害三、油井结蜡的危害油井结蜡不仅造成大量的日常管理清油井结蜡不仅造成大量的日常管理清蜡与修井清蜡工作量,还会对油井生蜡与修井清蜡工作量
9、,还会对油井生产,甚至油田开发带来严重的影响。产,甚至油田开发带来严重的影响。油井结蜡主要危害有以下几个方面:油井结蜡主要危害有以下几个方面:(1)油井结蜡给日常管理带来大量油井结蜡给日常管理带来大量工作,增加了井下事故发生的可能性工作,增加了井下事故发生的可能性和机率。和机率。你现在浏览的是第九页,共85页三、油井结蜡的危害三、油井结蜡的危害(2)油井结蜡后,使出油通道内径逐渐油井结蜡后,使出油通道内径逐渐缩小,增大油流阻力,降低了油井产能,缩小,增大油流阻力,降低了油井产能,甚至将油流通道堵死,造成油井减产或甚至将油流通道堵死,造成油井减产或者停产。者停产。(3)机械采油井结蜡后,不仅使油
10、流通机械采油井结蜡后,不仅使油流通道减小,还会使抽油泵失灵,降低抽油效道减小,还会使抽油泵失灵,降低抽油效率,严重者会将深井泵卡死,损坏设备等率,严重者会将深井泵卡死,损坏设备等。你现在浏览的是第十页,共85页三、油井结蜡的危害三、油井结蜡的危害(4)油层结蜡,将堵塞油层孔隙,阻碍油流人井内,会缩小出油面积,减少油流来源,从而使油井减产。(5)油井结蜡严重时,给清蜡带来困难,并容易发生顶钻、卡钻及井下落物事故。同时,有些油井用一般清蜡方法难以处理,必须采取作业清蜡,给修井带来大量的工作。你现在浏览的是第十一页,共85页三、油井结蜡的危害三、油井结蜡的危害(6)油井结蜡严重时,增加了日常清蜡或作
11、业清蜡时间,影响了油井出油时间,降低了油井开采时率,影响油井产量和油田开发速度。(7)油井结蜡给油气集输,油田开发带来许多困难,需要采取许多工艺技术措施,使开发成本增高,影响油田开发的经济效果。你现在浏览的是第十二页,共85页四、四、油井油井清蜡方法清蜡方法清蜡就是将粘附在油井管壁、抽油泵、抽油清蜡就是将粘附在油井管壁、抽油泵、抽油杆等设备上的蜡清除掉,常用的方法有杆等设备上的蜡清除掉,常用的方法有机械机械清蜡和热力清蜡清蜡和热力清蜡。1 1机械清蜡机械清蜡 1)1)刮蜡片清蜡刮蜡片清蜡 利用井场电动绞车将刮蜡片下入油井中,利用井场电动绞车将刮蜡片下入油井中,在油管结蜡井段上、下活动,将管壁上
12、的蜡在油管结蜡井段上、下活动,将管壁上的蜡刮下来被油流带出井口,该方法适用自喷井刮下来被油流带出井口,该方法适用自喷井和结蜡不严重的井。和结蜡不严重的井。你现在浏览的是第十三页,共85页2)2)套管刮蜡套管刮蜡 套管刮蜡的主要工具是螺旋式刮蜡器。套管刮蜡的主要工具是螺旋式刮蜡器。将螺旋式刮蜡器接在油管下面,利用油将螺旋式刮蜡器接在油管下面,利用油管的上下活动将套管壁上的蜡清理掉,管的上下活动将套管壁上的蜡清理掉,也可以利用转盘带动刮刀钻头刮削;同也可以利用转盘带动刮刀钻头刮削;同时利用液体循环把清理下的蜡带到地面。时利用液体循环把清理下的蜡带到地面。你现在浏览的是第十四页,共85页2 2热力清
13、蜡热力清蜡 1)1)电热清蜡电热清蜡 电热清蜡是以油井加热电缆,让电电热清蜡是以油井加热电缆,让电能转化为热能供给油流加热,使其温度能转化为热能供给油流加热,使其温度升高达到清蜡、防蜡目的。升高达到清蜡、防蜡目的。2)2)热化学清蜡热化学清蜡 利用化学反应产生的热能来清蜡。利用化学反应产生的热能来清蜡。你现在浏览的是第十五页,共85页3)3)热油循环清蜡热油循环清蜡 利用本井生产的原油,经加热后注利用本井生产的原油,经加热后注入井内不断循环,使井内温度达到蜡的入井内不断循环,使井内温度达到蜡的熔点,蜡被逐渐熔化并随同油流到地面。熔点,蜡被逐渐熔化并随同油流到地面。4)4)蒸气清蜡蒸气清蜡 将井
14、内油管起出来,摆放整齐,然将井内油管起出来,摆放整齐,然后利用蒸气车的高压蒸气熔化并刺洗后利用蒸气车的高压蒸气熔化并刺洗管内外的结蜡。管内外的结蜡。你现在浏览的是第十六页,共85页第二节第二节 冲冲 砂砂 由于油层胶结疏松或油井工作制度不合由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理,以及措施不当造成油井出砂,油井出理,以及措施不当造成油井出砂,油井出砂后,如果井内的液流不能将出砂全部带砂后,如果井内的液流不能将出砂全部带至地面,井内砂子逐渐沉淀,砂柱增高,至地面,井内砂子逐渐沉淀,砂柱增高,堵塞出油通道,增加流动阻力,使油井减堵塞出油通道,增加流动阻力,使油井减产甚至停产,同时会损坏井下设备造成井产
15、甚至停产,同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故。因此,必须采取措施清除积下砂卡事故。因此,必须采取措施清除积砂,通常采取水力冲砂和机械捞砂。目前砂,通常采取水力冲砂和机械捞砂。目前常用的是水力冲砂。常用的是水力冲砂。你现在浏览的是第十七页,共85页一、冲砂概述一、冲砂概述冲砂冲砂就是用高速流动的液体将井底砂子冲就是用高速流动的液体将井底砂子冲散,并利用循环上返的液流将冲散的砂子散,并利用循环上返的液流将冲散的砂子带至地面的工艺过程。带至地面的工艺过程。1 1冲砂液的要求冲砂液的要求(1)(1)具有一定的粘度,以保证有良好的携带具有一定的粘度,以保证有良好的携带能力。能力。(2)(2)具有一定的密
16、度,防止井喷和漏失具有一定的密度,防止井喷和漏失(3)(3)配伍性好,不伤害油藏。配伍性好,不伤害油藏。你现在浏览的是第十八页,共85页2 2冲砂方式冲砂方式 (1)(1)正冲:冲砂液沿管柱流向井底,正冲:冲砂液沿管柱流向井底,由环形空间返出地面。由环形空间返出地面。(2)(2)反冲:与正冲相反。反冲:与正冲相反。(3)(3)旋转冲砂:利用动力源带动工具旋旋转冲砂:利用动力源带动工具旋转,同时用泵循环携砂,大修冲砂常用此转,同时用泵循环携砂,大修冲砂常用此方法。方法。你现在浏览的是第十九页,共85页 3 3冲砂水力计算冲砂水力计算 将砂子带出地面的条件是将砂子带出地面的条件是 t t22d d
17、 (7-1)(7-1)式中式中 t t-冲砂液上返速度,冲砂液上返速度,m/sm/s;d d-砂子的自由下沉速度,砂子的自由下沉速度,m/sm/s。你现在浏览的是第二十页,共85页你现在浏览的是第二十一页,共85页你现在浏览的是第二十二页,共85页由表由表7-17-1、7-27-2、7-37-3可以查得不同直径可以查得不同直径的砂粒,在各种冲砂液中的自由降落速的砂粒,在各种冲砂液中的自由降落速度度dd,由上式可得出保证砂子上返地,由上式可得出保证砂子上返地面的最低速度面的最低速度 minmin=2=2d d (7-2)(7-2)你现在浏览的是第二十三页,共85页从而可由下式求出冲砂时所需要的最
18、低排量从而可由下式求出冲砂时所需要的最低排量Q Qminmin =360F =360Fminmin (7 3)(7 3)式中式中 Q Qminmin-冲砂要求的最低排量,冲砂要求的最低排量,m3/hm3/h;F-F-冲砂液上返流动截面积,冲砂液上返流动截面积,m2m2;minmin-保证砂子上返地面所需要的最保证砂子上返地面所需要的最低液流速度,低液流速度,m/sm/s。为了提高冲砂速度应尽可能提高泵的排量,为了提高冲砂速度应尽可能提高泵的排量,并减少液流返出截面,以保持高的液流上返并减少液流返出截面,以保持高的液流上返速度。速度。你现在浏览的是第二十四页,共85页在冲砂过程中,砂粒从井底上升
19、到地面时在冲砂过程中,砂粒从井底上升到地面时所需要的时间为所需要的时间为 t=t=h/s (74)(74)式中式中 h-h-井深,井深,m mt-t-砂粒从井底上升到地面所需要的时间,砂粒从井底上升到地面所需要的时间,s ss s砂粒上升速度。砂粒上升速度。m/s,m/s,s s=t t-d d你现在浏览的是第二十五页,共85页4冲砂方案 冲砂方案内容和要求:(1)冲砂井地质方案必须提供准确的油层、产层物性、生产动态、井身结构等资料。(2)方案应注明人工井底、水泥面或丢手工具所在深度,及砂面位置和井内落物等情况。你现在浏览的是第二十六页,共85页(3)方案应提供射孔井段,特别是高压井段、漏失井
20、段及压力值。(4)方案要求保留部分砂柱时,必须注明冲砂深度。(5)对管内防砂井冲砂,必须标明防砂管柱结构示意图。(6)在方案中必须注明对水敏性地层、高漏失井段进行防粘土膨胀、蜡球封堵炮眼、混气冲砂等。你现在浏览的是第二十七页,共85页二、操作步骤二、操作步骤(1)准备工作。准备工作。检查泵及储液罐,连接好地面管线,检查泵及储液罐,连接好地面管线,准备好足够量的冲砂液。准备好足够量的冲砂液。(2)探砂面。探砂面。用冲砂管柱探砂面,冲砂工具距油层用冲砂管柱探砂面,冲砂工具距油层20m时,应放慢下放速度,当悬重下降时,应放慢下放速度,当悬重下降则表明遇到砂面。则表明遇到砂面。你现在浏览的是第二十八页
21、,共85页(3)冲砂。离砂面3m以上开泵循环,正常后下放管柱冲砂至设计深度。出口含砂量小于0.1,视为冲砂合格。(4)观察砂面。上提管柱至油层顶部30m以上,停泵4h,下放管柱探砂面,观察是否出砂。(5)记录有关参数:泵参数、砂面参数、返出物参数。(6)掩埋沉砂。你现在浏览的是第二十九页,共85页三、注意事项三、注意事项(1)不准带泵、封隔器等其他井下工具探不准带泵、封隔器等其他井下工具探砂面和冲砂。砂面和冲砂。(2)冲砂工具距油层上界冲砂工具距油层上界20m时,下放时,下放速度应小于速度应小于03m/min。(3)冲砂前油管提至离砂面冲砂前油管提至离砂面3m以上,开以上,开泵循环正常后,方可
22、下放管柱。泵循环正常后,方可下放管柱。你现在浏览的是第三十页,共85页三、注意事项三、注意事项(4)(4)接单根前充分循环,操作速度要快,接单根前充分循环,操作速度要快,开泵循环正常后,方可再下放管柱。开泵循环正常后,方可再下放管柱。(5)(5)冲砂过程中应注意中途不可停泵,冲砂过程中应注意中途不可停泵,避免沉砂将管柱卡住或堵塞。避免沉砂将管柱卡住或堵塞。(6)(6)对于出砂严重的井,加单根前必须充对于出砂严重的井,加单根前必须充分洗井,加深速度不应过快,防止堵卡分洗井,加深速度不应过快,防止堵卡及憋泵。及憋泵。你现在浏览的是第三十一页,共85页三、注意事项三、注意事项(7)(7)连续冲砂连续
23、冲砂5 5个单根后要洗井一周,防个单根后要洗井一周,防止井简悬浮砂过多。止井简悬浮砂过多。(8)(8)循环系统发生故障,停泵时应将管柱循环系统发生故障,停泵时应将管柱上提至砂面以上,并反复活动。上提至砂面以上,并反复活动。(9)(9)提升系统出现故障,必须保持正常提升系统出现故障,必须保持正常循环。循环。你现在浏览的是第三十二页,共85页三、注意事项三、注意事项(10)(10)泵压力不得超过管线的安全压力,泵压力不得超过管线的安全压力,泵排量与出口排量保持平衡,防止井喷泵排量与出口排量保持平衡,防止井喷或漏失。或漏失。(11)(11)水龙带必须拴保险绳。水龙带必须拴保险绳。你现在浏览的是第三十
24、三页,共85页 第三节检第三节检 泵泵目前国内外使用的目前国内外使用的深井泵类型很多,深井泵类型很多,根据结构特征的不根据结构特征的不同可分为两大类。同可分为两大类。1有杆泵有杆泵2无杆泵无杆泵 1有杆泵有杆泵 (1)管式泵管式泵 (2)杆式泵杆式泵 2无杆泵无杆泵 (1)水利活塞泵水利活塞泵 (2)射流泵射流泵 (3)振动泵振动泵 (4)沉没泵沉没泵一、深井泵的结构与类型一、深井泵的结构与类型你现在浏览的是第三十四页,共85页在这两大类泵中,目前国内使用有杆泵在这两大类泵中,目前国内使用有杆泵中的较为普遍的是管式泵,克拉玛依油中的较为普遍的是管式泵,克拉玛依油田常见的抽油泵有:田常见的抽油泵
25、有:衬套泵、整筒泵、衬套泵、整筒泵、过桥泵、反馈泵过桥泵、反馈泵等。等。你现在浏览的是第三十五页,共85页二、深井泵的工作原理二、深井泵的工作原理深井泵是靠深井泵是靠活塞往复活塞往复工作的,其工作冲工作的,其工作冲程分为上冲程和下冲程。程分为上冲程和下冲程。上冲程中,活塞在抽油杆的带动下上冲程中,活塞在抽油杆的带动下向上移动,游动凡尔在活塞上面的液向上移动,游动凡尔在活塞上面的液柱载荷的作用下关闭,固定凡尔在沉柱载荷的作用下关闭,固定凡尔在沉没压力的作用下打开,活塞让出泵筒没压力的作用下打开,活塞让出泵筒内的容积,原油进入泵筒,这是泵的内的容积,原油进入泵筒,这是泵的吸人过程。同时,在井口将排
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