| 标题 | 油水井套管结垢优化处理技术及应用 |
| 范文 | 孟庆鹏 唐倩雯 张燕 摘 要：随着油田开发的不断深入，套管结垢现象越来越严重，结垢对油水井作业施工提出了新的挑战，经探索在作业施工中总结出除垢工艺，以及高效铣通一体化修井工具发明使除垢施工达到规范化，在减少作业费用，保护套管，提高除垢时效方面取得明显成果。 关键词：井况；结垢；除垢技术；优化处理 随着油田开发的不断深入，油水井的井况发生较大的变化，如抽汲介质、注入水质等井下因素的影响，套管结垢现象越来越严重，因套管通径变小，致使通井管柱难以一次到位，就无法进行下步施工工序，也即必须进行除垢。目前除垢方式一般有机械除垢，化学除垢，或是二者有机结合；对套管进行除垢，如果选择方式不合理，将影响作业施工进度，伤害套管，同时消耗大量作业费用。为达到有效除垢，保护套管，必需优选处理方式，经过近年来不断探索，解剖分析每次施工，在作业施工中总结出了除垢工艺，形成“钻、磨、酸、刮、铣”工作思路，从而达到除垢施工规范化，取得了一些成果，收到了很好的经济效益。需要特别说明的是，为解决除垢、通井问题，发明了高效铣通一体化修井工具，得到了普遍使用，大大提高了生产效率，减少了施工工序。 1、结垢成因及危害 目前油田结垢井多而且分布广，在各个油田都有结垢严重井出现，就连新区块，含水较低的井也出现结垢严重井。针对注水井，注入水中含有大量机械杂质和其它矿物质，造成了套管结垢的可能性，还有的注水井由于套管注水，从而形成了套管长井段结垢；针对油井，在其生产过程中，产出液所含大量矿物，随着生产时间的不断推移及环境变化，在套管内壁附着形成套管垢。套管结垢主要分布在油层及以上部位，在油井泵下部位套管结垢现象也常出现；垢的成份主要类型为：碳酸盐垢（碳酸钙、碳酸亚铁）、硫化物（硫化亚铁等）、铁的氧化物及混合垢样，其中酸溶性垢占 98.3%，根据垢样分析，一是油井结垢以腐蚀性垢为主，油井腐蚀、结垢共存；二是油井结垢以碳酸盐水垢为主，其结垢机理各不相同。结垢直接造成油井液量下降，泵漏、泵卡；水井表现在注水量减少，泵压升高；管杆结垢造成大量更换主材，套管内除垢造成作业费用升高，油层结垢消耗大量酸液及阻垢剂，总之导致作业费用居高不下。处理套管结垢井比率呈现逐年增多现象，處理难度也越来越大，比率分别为0.143、0.195、0.212，平均单口次费用3万元，单井费用呈逐年增多现象。 2、 优化处理套管结垢方式与工具选择 近年来，研究院积极把理论知识与实践相结合，充分发挥专业技术特长，创新应用多种技术和措施，优化套管除垢方式，形成“钻、磨、酸、刮、铣”工作模式，加快了方案制定，提高了运行效率，解决了许多生产实际中的技术难题。 2.1“钻、磨” 针对套管结垢严重，井眼堵死或存有较小通径的井（如套管结垢通道内径小于90mm的井），需切削垢片较厚，选择工具遵循直径从小到大，层层递进原则，一般使用中间不留水眼，能波及底部垢截面的工具，要求该工具水眼大，本体直径小（直径一般在95mm、105mm以内）的尖刮刀或是带刃磨鞋，再就是使用侧水眼、小直径尖铣锥等工具先处理通道，同时取垢样分析，待井眼处理至设计位置后，制定有针对性的酸洗方案（依据结垢井段的容量设定酸量，并要求酸液能充分溶解垢），利用该管柱替酸到位后，立即上提钻具到结垢部位以上，防止卡钻，关井反应时间需较长，一般为1-2小时，然后下放钻具充分洗井，洗井彻底后起出钻磨管柱，然后根据设计、井身要求选择大直径的铣锥、复式铣锥、铣通一体等工具处理垢，要求中间水眼直径越大越好，侧面能波及套管内壁的每一个角度。 2.2“酸” 针对结垢严重，且结垢井段较长的井（一般大于100米），有通道（或已钻磨出通道），取垢样化验（也可从管杆上取垢样），先下入光油管，进行酸洗除垢（利用酸液能溶解矿物成分的这一特性，而采用的一种除垢工艺）。通过化验分析垢样得知，我厂油水井所形成垢均以钙质为主，而盐酸和钙质反应生成氯化钙，而氯化钙能溶解于水中，这样就可通过洗井将反应后的残酸和可溶物排出地面，达到清除套管结垢的目的。该技术具有实施工艺简单，酸液量小，经济高效的特点。但要注意由于部分结垢产物为硫化物，在酸洗过程中会产生大量的H2S有毒气体，产生安全隐患，为防止施工过程中H2S中毒，我们加大了对残酸的处理力度，可采取饱和碳酸氢钠溶液中和法及氯化铁溶液氧化法处理残酸，这样绝大部分硫化氢气体被消耗，大大降低了硫化氢气体对人体的伤害。酸洗后，结合设计、井筒要求，选择合适直径、长度、具有针对性的工具再次处理垢。要求选择的铣锥、复式铣锥、刮刀、铣通一体等工具，底部水眼直径大，乌钢裸露，施工时可采用上下活动钻具及旋转钻具方式除垢。 2.3“刮、铣” 对结垢不太严重，有较大通道的井（或是钻、磨、酸后产生通道），可根据设计要求及井身结构选择带大水眼的除垢工具，要求侧面能波及井筒内壁的每一个角度。例卡封（分层酸化、分层注水）、射孔等就需下大直径，工具较长的除垢工具，其中不同规格的高效铣通一体修井工具就是比较好的选择，施工时可采用上下活动钻具及旋转钻具方式除垢，其乌钢尖角可加快除垢速度，其特殊的外表结构可形成较大的接触面积同样可加快除垢速度。 2.4 取得的效果 “钻、磨、酸、刮、铣”，各有其特点和应用条件，需查阅井史，结合现场情况、井身结构及区块特点，根据设计要求来选用，通过不断总结经验，合理选择处理方式及辅助工具参数，这将对加快作业施工进度，缩短磨铣时间，节约作业费用奠定基础。今年以来先后处理套管结垢井58口次，其中7口井处理过2次，对处理套管结垢方式，全部依照规定进行了优化，取得了明显效果，仅节约作业费用就77万元。 3、高效铣通一体化修井工具的研发及应用 随着油田开发的不断深入，多数井套管结垢现象越来越严重，处理难度越来越大，尤其是今年加大了水井治理工作量，但由于这些井多年未处理过井筒，井况复杂，通井管柱难以一次到位，无法保证下步施工，为此攻关小组结合实际，立项研究，设计完成了规格、型号不同的高效铣通一体化修井工具，形成适合油田井下作业的铣通系列产品，它将磨铣、通井工具合二为一，实现了前部清理井筒，后部通井验证套管，使除垢、通井工序一次完成，克服了原先因通井不到位，再采取磨铣等其它措施的弊端。 参考文献 1. 郭永飞，李加刚. 油水井井筒结垢分析与处理[J]. 化工管理. 2014（36） 2. 王平. 西峰油田结垢现状及防垢措施研究[J]. 石油工业技术监督. 2015（02） |
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