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2目录第一章探砂面冲砂第二章打水泥塞第四章挤水泥浆工艺第五章钻塞第三章封隔器找漏第六章油田堵水第一章探砂面冲砂二、冲砂地质方案内容和要求三、冲砂方式五、探、冲砂应录取的资料六、安全质量控制（监督）要点一、探冲砂的定义四、冲砂施工工序4一、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，通常采用水力冲砂和机械捞砂两种方法。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。5二、冲砂地质方案内容和要求•㈠冲砂井地质方案必须提供准确的油层、产液物性、生产动态、井身结构等资料。•㈡方案应注明人工井底、灰面或丢手所在深度，及砂面位置和井内落物等情况。•㈢方案应提供射孔井段，特别是高压井段、漏失井段及气层的压力值。6二、冲砂地质方案内容和要求•㈣方案要求保留部分砂柱时，必须注明冲砂至某深度。•㈤对管内防砂井冲洗中心管，必须标明防砂管柱结构示意图。•㈥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。7三、冲砂方式：•一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。•1、正冲砂：冲砂液沿冲砂管向下流动，在流出冲砂管口时以较高的流速冲击井底沉砂，冲散的砂子与冲砂液混合后，沿冲砂管与套管环形空间返至地面。•2、反冲砂：冲砂液沿冲砂管与套管环形空间向下流动，冲击井底沉砂，冲散的砂子与冲砂液混合后，沿冲砂管返至地面。•3、正反冲砂：采用正冲砂的方式冲散井底沉砂，并使其与冲砂液混合，然后改为反冲砂方式将砂子带到地面。8四、冲砂施工工序•㈠准备工作。•冲砂前，采油队提前倒好冲砂流程，如果是高压水井，应提前停注降压。作业队技术人员熟悉冲砂方案、冲砂井情况和冲砂要求。作业队上井，布置好水泥车、储液罐和沉降罐，连接好地面冲砂管线，准备好足够量合适的冲砂液量，如决定采用混气液冲砂，则需准备好压风机，立好起升支架。9探冲砂的工艺流程沉降罐供液罐水泥车出口软管水龙带吊卡活动弯头封井器采油树四通笔尖砂面探冲砂的工艺流程10四、冲砂施工工序•㈡探砂面。•用冲砂管柱（不带任何其它下井工具）探砂面，笔尖距油层30m时，下放速度应小于1.2m/min，大钩悬重下降10—20KN时，则表明遇到砂面，上提重新试探，两次误差不超过0.5m（2000m以内井深误差应小于03m）则探得原始砂面，记录砂面位置。11四、冲砂施工工序•㈢冲砂。•提冲砂管至离砂面3m以上开泵循环，正常后（指泵压、出口排量—保证将砂子带出地面，正常）下放管柱冲砂（接换单根速度：视情况而定，有冲一根后必须将砂子全部带出地面后再接单根的，也有连续几根后再将井筒内砂子洗净后再换单根的），冲砂至设计深度后，保持循环至出口排量400L/min，出口含砂量小于0.2%，视冲砂合格，并上提油管20m以上，沉降4h左右复探砂面，记录深度。12四、冲砂施工工序•㈣沉降过的冲砂液泵入地面管线。•㈤冲洗地面管线。•㈥泄压、拆卸地面管线。•㈦掩埋沉砂或拉走沉砂。13五、探、冲砂应录取的资料•㈠探砂面①时间;②方式;③悬重;④方入;⑤砂面深度；•㈡冲砂①时间；②方式；③冲砂液名称、性质、液量、泵压、排量；④返出物描述、累计砂量；⑤冲砂井段、厚度；⑥漏失量、喷吐量、停泵前的出口砂比；⑦沉降时间、复探砂面深度14六、安全质量控制（监督）要点1、不准带深井泵、封隔器等其它井下工具探砂面和冲砂。2、笔尖距油层30m时，下放速度应小于1.2m/min3、油管冲砂探砂面以悬重下降10—20KN为砂面深度；管内防砂面以悬重下降5—10KN为砂面深度。4、冲砂前油管提至离砂面3m以上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，应逐渐加深冲洗，连续冲砂超过5个单根后，要洗井一周，方可继续下冲。15六、安全质量控制（监督）要点6、冲砂液不得落地。推荐采用双连通罐（供液罐、沉降罐）循环冲砂法，冲砂后经过沉降的冲砂液泵入地面流程。见图所示：7、泵发生故障须停泵处理时，应提管柱至原始砂面10m以上，并反复活动，有条件时可转动管柱。(以防卡管柱-“插旗杆”)8、若提升设备发生故障，不能起下管柱时，必须保持正常循环。(防“插旗杆”)9、泵车压力不得超过水龙带的安全压力，水龙带（属高空高压水龙带！）必须拴好保险绳。16六、安全质量控制（监督）要点10、冲砂深度：在老井口袋小于15m者，动管柱作业必须探砂至井底；口袋在15—50m以内者，砂柱不大于口袋的1/2；口袋在50m以上者，砂柱不大于口袋的2/3；管内防砂井冲洗中心管必须彻底。出砂特别严重的井和要求进行防砂、压裂、下返补孔的井必须冲砂至井底灰面。对压裂后的井，油井若不能自喷生产，则探砂面冲砂至井底（灰面或设计要求深度）；水井则冲砂至灰面或井底。17六、安全质量控制（监督）要点11、冲砂至设计深度后，保持出口排量400L/min，含砂小于0.2%为合格，上提油管20m，沉砂4h左右，再探砂面。12、冲砂液与地层配伍，密度合适。高压油井或水井可用清水，低压油井可用本油井产出的混合液或混气液。13、一般采用正冲砂方法。特殊情况下，如打捞、地层出砂、井筒有已堵漏点要保护等可灵活地改变冲砂方式。18六、安全质量控制（监督）要点14、冲砂施工中如果发现地层严重漏失，冲砂液不能返出地面时，应立即停止冲砂，将管柱提至原始砂面以上，并反复活动管柱。高压自喷井冲砂要控制出口排量，应保持与进口排量平衡，防止井喷。15、采用气化水冲砂，压风机出口与水泥车之间要安装单流阀，返出管线必须用硬管线，并固定。第二章打水泥塞一、打水泥塞的定义二、油井水泥三、打水泥塞施工四、打塞工艺要求五、风险处理六、打塞失败的分析七、特殊井打塞体会八、监督点20一、定义在修井过程中，为了进行调层、找串封串、找漏堵漏、上部套管试压等，往往注入水泥浆，在井内某一井段形成坚固的圆柱体塞状水泥面，以实现封隔井内某一层段的目的。这种方法称为打（注）水泥塞。21二、油井水泥油井水泥是一种凝固很快，且在较短时间内便有相当高机械强度的硅酸盐水泥。它是石油工业专用水泥。广泛用于固井工程、油气水井的修井工程上。1、油井水泥的配制:•油井水泥是用氧化钙60-70%、二氧化硅21-24%、铝矾土4-7%、氧化铁2-7%配制成生料。将生料在高温炉内煅烧，获得以硅酸3钙（3CaOSiO2）、硅酸2钙、铝酸3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成油井水泥。22二、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同分热井水泥与冷井水泥。2、选用原则：按水泥API等级标准分A-H多个等级（以下数据为模拟试验所得）：A、B、C级用于从地表(26度)到1828.8m(76度井温)的浅井D、E、F级用于1830—4878m(井温76-160度井温)G、H级用于从地表到2438.4m(93度井温)的井。G级有普通、中抗和高抗之分。高抗G级是我们常用的。23二、油井水泥3、物理性能：①细度:有普通和超细之分②凝固时间：水灰比50%时75度时初凝1小时45分至2小时45分22度时初凝3小时至7小时30分③抗折强度和流动性：水灰比50%时养护48小时75度时大于62公斤/平方厘米（高抗）22度时大于18公斤/平方厘米24二、油井水泥4、凝固影响因素：温度越高，凝固时间缩短（起反应快）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加入适量速凝剂：烧碱NaOH，NaCL，CaCL225三、打塞施工㈠准备⑴地面：各设备运转良好!计量池大小，计量杆、比重计、足够多一点的干水泥，特种车辆台数⑵井筒：①井筒要畅通（冲探---？是否有落物）；完好(查套---？是否有变形)--?便于将来回采;清洁(清洗注灰井段套管内壁的蜡质\死油\铁锈，以便灰塞固结牢固).。②下管通木塞至规定深度，压井油套平衡，无喷漏，无气泡。26三、打塞施工㈡配浆选用级别合适的油井水泥（密度3.15）,禁用结块变质水泥或不同型号混用配制成1.85—1.95g/cm3的水泥要求：均匀加入,充分搅拌,提高速度,量好密度.27三、打塞施工㈢过程1)先替水泥浆,然后用与井筒液性一致的液体,将水泥浆顶替至灰面设计位置以上20—30米(油管面比套管面高出一段)2)上提油管至预计水泥面以上1.0—2.0米,反洗井,洗出多余的泥浆.3)再上提油管20—30米,关井候凝48小时28三、打塞施工循环洗井替水泥浆压井液水泥浆清水清水顶水泥浆反洗井关井候凝29三、打塞施工㈢过程:4)探灰面：加压3—5吨,实探与设计允许误差为2米.5)验塞：试压法--清水15Mpa,30分钟压降小于0.5Mpa降液法--抽汲（气举）至1500米(浅井至灰面以上20米),8小时液面不上升为合格30四、打塞工艺要求1)打塞前洗井平衡,不喷漏.2)水泥浆体积,干水泥用量,清水用量的准确计算3)配足量水泥浆:附加量=管内粘附,顶替时掺混损失,地面设备\管线与泵内残留损失4)替水泥浆:第一要替准顶替水量(密度与井内液性一致);第二要形成压差2—3大气压,保证起管时,泥浆能从油管内自动流出(或不抽芯)5)反洗量为注灰管内容积的1.5倍,并观察返出残余浆量6)要求从配浆开始到洗井,总时间不超过初凝时间的75%31五、风险处理“插旗干”-----一般指水泥浆在油套环空固结而将打塞管柱卡死。原因是：泥浆替到位后，水泥车坏，提升设备也坏，管柱不能及时上提或是不能及时洗井；或者是配浆替浆时间过长，水泥浆超过了初凝时间。避免风险方法：1)如遇水泥车坏，及时上提打塞管柱；2)提升设备环，及时洗井；3)考虑现场实际，配浆时加适量缓凝剂；4)保证地面设备完好。“灌香肠”-----指水泥浆在油管内固结。原因如上。只是水泥浆没在环空内，没将油管卡死在井内，损失要小。另例：广1-8报废井替1.2方比重1.9的泥浆后,不洗井起管,结果灌肠8根32六、打塞失败的举例分析1)顶替水不足或过量（计量误差、地面漏失)2)地层负压（主要针对悬空塞），造成塞面下沉或灰浆进地层而探无塞面（需要采取填砂等前期工作）3)地层压力高，井口外溢，在替浆后起管、洗井过程中，灰浆上顶被洗出地面（原因是压井不合格）4)顶替水的密度和井筒内液体密度不一致，造成起管过程中或油管喷或套管喷水5)干水泥不合格，水泥浆不凝固；灰浆比重没达要求；设备和特种车辆在关键的时候坏.33七、特殊井打塞体会1)稳压候凝:对于高压不稳定井,加压3—5Mpa2)对油套不平衡井强行打水泥塞:对于上部漏点吐喷,可接水龙带憋压起管1根,形成1根油管长的套管灰浆?也可在管柱结构上加接单流阀，井口加自封来完成3)对于下面层段漏失井,采取填砂打塞?4)对于清水压不住的井用泥浆来压，泥浆压不住，是否考虑采取机械桥塞等办法.34八、监督点1)理解设计，按设计的工序和要求监督。2)下井管柱清洁、紧固、准确。3)各类数据(包括井内管柱\各工序资料数据的录取)清楚，准确。4)打塞前井筒液体的准备情况(是否平衡?是否洗净?是否喷漏？)要清楚。5)配浆,替浆,顶浆,起管,洗井,关井过程中是否有异常情况。以及对异常情况的处理方面的记录要清楚。6)探灰,验塞是否合格第三章封隔器找漏一、单封找漏二、双封找漏三、封隔器找漏监控点四、起下封隔器质量标准36封隔器找漏随着油田的开发，多种因素会造成油水井的套管损坏，特别是在水泥返高以上井段的油层套管腐蚀穿孔的现象越来越严重。套管穿孔后，漏点向井筒内返出大量的水、泥浆和砂子，使油水井不能正常生产。由此，我们就要采取一定的手段来修复套管漏点。在修堵（目前多采取补贴和水泥挤堵）漏点之前，我们必须准确地找准漏点所在位置。目前，我们针对现场实际，多采用封隔器找漏和井温找漏等方法。井温找漏、找水的原理在后面的堵水章节里讲，本章节主要讲封隔器找漏。分单封和双封找漏来讲解。37一、单封找漏准备工作•