井下作业知识培训

井下作业基础知识授课人：韩文华单位：第四采油厂作业大队手机号：[phone]办公室：0317-25520402016年11月课程提纲一、相关概念二、小修作业三、修井工具四、创新分享油井：为开采石油，按油田开发规划的布井系统所钻的孔眼，石油由井底上升到井口的通道。钻井：是利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。按岩石破碎方式和所用工具类型，又可分为顿钻和旋转钻。一、相关概念井身结构：是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。（导管、表层套管、技术套管、油层套管）完钻井深：从转盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘上平面到人工井底之间的距离。一、相关概念导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。一、相关概念一、相关概念联入：（联顶节方入）是指钻盘上平面至最上一根套管节箍的距离。套补距：（套管补充距离）是指钻盘上平面至底法兰上平面的距离。从理论上说，底法兰是生产套管的末端。油补距：（油管补充距离）是指钻盘上平面至采油树大四通上平面的距离。从理论上说，油管挂是油管的末端。一、相关概念一、相关概念井下作业：井下作业是油田勘探开发过程中保证油水井正常生产的技术手段。在油田开发过程中，根据油田调整、改造、完善、挖潜的需要，按照工艺设计要求，利用一套地面和井下设备、工具，对油、水井采取各种井下技术措施，达到提高注采量，改善油层渗流条件及油、水井技术状况，提高采油速度和最终采收率的目的。这一系列井下施工工艺技术统称为井下作业。井下作业主要分为四部分1、油水井维护性作业。如：检泵、检管、调参等；2、油水井大修作业。如：打捞、解卡、修套、侧钻等；3、油层改造。如：酸化、压裂、解堵、防砂等；4、试油作业。如：替喷、诱喷、抽汲、气举等。1.压井2.冲砂3.通井4.刮削5.射孔6.注灰二、小修作业（一）、压井压井的目的：是把油气水层压住，使其在施工作业时不发生井喷，保证试油、投产、作业顺利进行，同时又保证施工后油层不受到污染损害。因此，施工中要注意合理选择压井液的的密度和压井方式，使压井工作真正做到“压而不死，活而不喷，不喷不漏，保护油层”。压井方式1、灌注法压井：是最简单、最普通的方法。针对一些低压井上返试油、投产时用。2、循环法压井：是现场使用最普遍、最常用的方法。分正循环，反循环2种方式。正循环回压小，相对对油层污染少，但容易气侵，造成压井失败；反循环回压大，容易把井压住，不容易气侵，但相对对油层污染大。现场要根据具体情况决定压井方式。无论选择何种方式压井，出口必须控制排量，保持井筒内一定的压力（井底压力略大于地层压力），防止气侵，有利于压井的成功。3、挤入法：是在井内没有油管柱，不能建立循环通路时的压井方法。现场方法是，先放套管气，再打水垫子，最后挤入压井液至油层上部50米位置，关井扩散压力一段时间后，开井观察压井效果。（一）、压井（一）、压井压井液清水；氯化钾压井液；1.17g/cm3氯化钠压井液；1.20g/cm3氯化钙压井液；1.39g/cm3溴化钠压井液；1.50g/cm3溴化钙压井液；1.39-1.70g/cm3泥浆等。选择压井工作液的原则(1)对油层造成的损害程度最低。(2)其性能应满足本井、本区块地质要求。(3)能满足作业施工要求，经济合理。（一）、压井施工要求：1、压井液预备量不小于井筒理论容积的1.5倍。2、压井前，进口管线必须试压，试压值为预计泵压的1.2～1.5倍不剌不漏。3、高压油气井出口，必须用硬管线接到距井口20m以外，并加地锚固定牢。出口要求接120°弯头，不准接90°弯头，严禁用水龙带等软管线做出口管线。4、凡进入井内的压井液，进出口必须计量，如泵入量超过井筒理论容积的1.2倍仍不返出，或有返出但仍有漏失时，应停止施工，并采取相应的有效措施。（一）、压井5、压井时，出口要适当控制，做到压井液即不漏失又不被气侵。待进出口压井液性能一致时，方可停泵。停泵后，要注意观察井口，发现外溢或有喷势，应继续循环排气或关井稳定30min,然后开井放气观察压井效果。6、对油气比较大或压力较高的井，应先用油嘴（或针形阀）控制排出套管气，再用清水连续循环替出井内原压井液后，方可正式进行压井。7、采用挤注法压井时，压井液注入深度应在油层顶界以上50m,挤完后关井稳定30min，再开井观察压井效果8、重复压井时，必须将原压井液放喷排净后，方可重新压井。9、压井失败，必须查明原因。严禁盲目进行挤压井和任意加大压井液密度。（一）、压井（二）、冲砂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，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。目前常用的是水力冲砂。1、冲砂概述冲砂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带至地面的工艺过程。1．冲砂液的要求(1)具有一定的粘度，以保证有良好的携带能力。(2)具有一定的密度，防止井喷和漏失。(3)配伍性好，不伤害油藏。2．冲砂方式(1)正冲：冲砂液沿管柱流向井底，由环形空间返出地面。(2)反冲：冲砂液沿油套环空流向井底，由管柱内空间返出地面。(3)正反冲：正冲使沉砂浮动，反循环冲出积砂。（4）旋转冲砂：利用动力源带动工具旋转，同时用泵循环携砂，大修冲砂常用此方法。3、操作步骤(1)准备工作。检查泵及储液罐，连接好地面管线，准备好足够量的冲砂液。(2)探砂面。用冲砂管柱探砂面，冲砂工具距油层20m时，应放慢下放速度，当悬重下降则表明遇到砂面。(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。4、注意事项(1)不准带泵、封隔器等其他井下工具探砂面和冲砂。(2)冲砂工具距油层上界20m时，下放速度应小于0．3m/min。(3)冲砂前油管提至离砂面3m以上，开泵循环正常后，方可下放管柱。4、注意事项(4)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。(5)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。(6)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，防止堵卡及憋泵。4、注意事项(7)连续冲砂5个单根后要洗井一周，防止井简悬浮砂过多。(8)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。(9)提升系统出现故障，必须保持正常循环。(10)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，防止井喷或漏失。(11)水龙带必须拴保险绳。（三）、通井1、通井的目的清除套管内壁上的杂物或毛刺，验证套管状况，核实人工井底深度，确保射孔或下其它大直径工具安全进行。2、通井规规格要求一般要求：a)外径小于套管最小内径6～8mm；b)长度1.2-2.0m。特殊要求：a)下大直径工具井，其外径应大于所下工具外径2mm，长度要大于所下工具总长500mm以上；b)特殊施工井，按有关规定执行。27通井的选择和作用通常一口井的油层套管，不止1种规格的套管，选择通井规时以最小套管内径为准。（三）、通井3、施工要求通井作业要平稳操作，下钻速度控制在0.5m/s以下；通至离人工井底（或预计位置）100m左右时，应减慢下钻速度，下钻速度控制在0.2m/s以下；老井通至异常井段和已射孔井段时，下钻速度控制在0.2m/s以下。通井过程中，若有遇阻现象应减慢下钻速度，并平稳活动钻具或循环冲洗遇阻部位，以求解阻通过。严禁猛顿硬压。加压30kN仍不能通过，应起出通井规分析遇阻原因，或下铅模证实。如系套管问题，应进行修理，修好后重新通井。（三）、通井演示目的：清除残留在套管内壁上的水泥块、水泥环、硬蜡、各种盐类结晶或沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等脏物，以便畅通无阻地下入各种井下工具。使用刮削器能提高工具下入和完成作业的成功率(例如封隔器的座封成功率)。刮削器分弹簧式和防脱式（四）、刮削1．施工前的准备（1）准备井史资料，查清结蜡井段。（2）根据套管内径，准备相应的套管刮蜡器，其直径要比套管内径小6～8mm。如果下不去，可适当缩小刮蜡器的外径（每次小2mm）。（3）按施工设计组配管柱，尽量选用大通径的油管。2、施工步骤1）、地面连接好刮削器2）、下油管，在未射孔井段刮削一次；射孔井段上提下放三次，悬重正常为合格3）、射孔井段刮削过程中始终保持反循环洗4）、刮削深度一般为射孔井段以下10米，特殊施工按设计要求定5）、刮削完后，用施工用液大排量反洗井一周以上6）、起出刮管器（四）、刮削3．刮削程序及技术要求（1）下管柱要平稳，要控制下入速度为20～30m/min，下至距设计要求刮削井段以上50m时，下放管柱的速度控制在5～10m/min。在设计刮削井段以上2m开泵循环，循环正常后，一边顺管柱螺纹旋转方向转动管柱，一边缓慢下放管柱，然后再上提管柱反复多次刮削，直到管柱下放时悬重正常为止。（2）如果管柱遇阻，不要顿击硬下，当管柱悬重下降20～30kN时应停止下管柱。开泵循环，然后顺管柱螺纹旋转方向转动管柱缓慢下放，反复活动管柱到悬重正常再继续下管柱。（3）管柱下到设计刮削深度后，打入井筒容积1.2～1.5倍的热水彻底清除井筒杂物。（4）严禁用带通井规、刮削器的管柱冲砂。演示35（五）、射孔射孔是套管完成的油气水井，沟通油层和井眼通道的工艺技术。目前油田常用的射孔器（弹）类型油：57－103型、51型、73型、60型、89型等。把这些射孔器按一定的空间组顺序组装在枪身上，就成为××型号的射孔枪。按照现场射孔工艺的不同，射孔方式一般可分为3种：五、射孔1、电缆传输套管射孔也叫普通射孔。采用普通射孔时，井筒必须灌满压井液，以便射孔过程中及时观察发现井溢、井涌等井喷前兆，及时采取防范措施。射孔前必须装防喷装置，如，半封、全封、防喷闸门等。适用于低压低产油水层、老井补孔。优点是射孔枪身外径大，射孔弹穿透能力强，沟通能力大。缺点是，一旦发生井涌、井溢、井喷意外情况必须中途停射，并紧急起电缆枪身。紧急情况下的抢险需要，可硬关防喷闸门，闸断电缆。37三、射孔2、过油管射孔。过油管射孔是一种不压井射孔工艺。它是将带有喇叭口的油管下到射孔井段、套管磁定位短节以上±30m，射孔枪身从油管内下入至射孔井段完成射孔。此工艺在射孔前，必须装好采用树、防喷管、压力表、水泥车循环输送管汇。射孔前不需要压井，而且可以进行“负压射孔”（井筒静液柱压力低于油层压力状态下的一种射孔技术，有利于油层在射开的瞬间激动排污，避免压井液对油层污染）。因此，一些低压油层的射孔，采用射孔前预先适当降低井筒液面，实现负压射孔。38（五）、射孔优点：（1）低压井层实现负压射孔；（2）高压井