分注井精细管理配套技术研究与应用钟小宏

分注井精细管理配套技术研究与应用钟小宏

中原油田分公司采油一厂河南濮阳457171

摘要:针对高温高压油藏分注井存在的“难分、难调、难管”等问题,我们优化了分注井日常管理。应用水质三级管控,形成了水质处理地面、水站、井筒三位一体化管控配套工艺;从管柱应力分析、合理压差控制方面开展研究,实施了套管补水、带压洗井井筒压差控制技术,解决了管柱因日常洗井、放溢流等因素导致分注有效期短的难题。

关键词:分注井;三级管控;套管补水;带压洗井

1现状分析

分层注水是非均质多油层油藏的有效开发手段,高温高压油藏分注井管理是精细注水的薄弱环节。主要原因:一是深层中低渗油藏孔喉半径小、渗透率、孔隙度低、易被污染,对水质标准要求更高;二是分注井封隔器及油管长期在高压差环境下,易导致井下油管漏失,封隔器胶筒损坏,造成分注有效期短;三是日常管理中由于关井、洗井、放溢流等施工造成井内压力、温度、流量等发生变化,增加管柱活塞效应,导致管柱失效。

2应用的主要技术

2.1三位一体水质管控工艺

为确保水质,配套应用了预氧化污水处理技术、末端站中空纤维膜精细过滤和井底水质达标技术,形成了水质处理地面、水站、井筒三位一体化管控配套工艺。保证了出站水质达标率98%,井口水质达标率94%,井底水质达标率91%。

2.1.1预氧化污水处理技术

针对中低渗油藏孔喉半径小、易污染的难题,创新应用预氧化低污泥处理技术。加入化学物质,利用电化学反应产生强氧化剂亚氯酸钠,进而产生二氧化氯,在杀灭细菌的同时,经过多级反应将污水中的Fe2+氧化快速沉降成Fe3+,加速污泥的沉降,并将水中的H2S、FeS等硫化物氧化成单质硫。

在混凝药剂的共同作用下,打破污水中存在的CO2、-HCO3-、-CO32-缓冲体系和固有的胶体平衡,使水中的微小絮凝体聚集成体积大、密度高、沉降快的絮凝体,实现水处理环节中的完全沉降和分离。通过控制金属腐蚀、抑制管线结垢,实现水质达标和降低污泥量,降低含油污泥比例。

2.1.2注水站末端精细过滤技术

受输水管道距离长及配水站大罐影响,易造成水质二次污染,使井口水质变差,油层污染堵塞,造成注水压力升高,注水成本增加。为此应用了中空纤维膜过滤橇精细过滤工艺,以确保末端注水站水质稳定达标。

2.1.3强化井筒水质管理

为了提高注入水水质,制订了《注水井洗井管理规范》。对停注超过24小时以上、正常注水满三个月的注水井必须进行洗井操作,强化了注水井洗井过程监督管理,强调洗井前必须大排量地冲洗地面管线,确保洗井质量,减少了井筒污染,延长了水井免修期。

2.2井筒压差控制技术

针对部分分注井封隔器上下压差达20MPa以上,长期高压差易导致井下油管漏失,封隔器胶筒损坏,造成分注有效期短。针对上述问题,从管柱应力分析、合理压差控制等方面开展研究,形成了分注井井筒压差控制技术。

2.2.1套管环空补水工艺

根据力学分析,胶筒长期在大于20MPa的工作压差下,剪切蠕变越来越严重,胶筒耐压性能逐渐降低,且油管刺漏风险也逐步增大,因此开展套管环空补压工艺研究,通过降低胶筒及油管承受的压差,达到提高胶筒及油管使用寿命的目的。

封隔器胶筒工作压差为:P差=P下-P上

P下=P内液注+P油P上=P环空液注+P套

综合可得:P差=P内液柱+P油-P环空液柱+P套

油套压差、油管内外液柱压差,环空补水既可以平衡液柱压差,又能减小油套压差,缓解了胶筒剪切蠕变及油管损坏造成的分注失效,达到提高分注井有效期及油管使用寿命的目的。

2.2.2分注井带压洗井管控技术

洗井是水井日常管理措施,高压注水井洗井工艺规程为先关井自然降压至20MPa后,缓慢放溢流至5MPa以下再洗井。高温高压分注井洗井存在自然泄压周期长,溢流总量多的缺点,同时在放压过程中管柱因活塞效应增强,易导致分注管柱失效。为此开展了分注井带压洗井管控技术研究,提高分注有效期。

高压不泄压洗井工艺是在高压水井关井不卸压、不放溢流保持井筒高压状态的前提下,将洗井用的水放入洗井罐中,用增压装置达到目的高压后进入井筒油套环行空间进行洗井,然后再进入减压装置进行回水,完成不泄压洗井。

3现场应用情况

高温高压油藏分注井精细管理配套技术,在2017年应用水质三级管控工艺、井筒压差控制技术,累计现场实施117井次,测调成功率提高13.4个百分点(84.4%↗97.8%),层段合格率提高5.6个百分点(88.5%↗94.1%),分注有效期延长21天(428天↗449天)。累计减少水井维护作业16井次,减少测试调配24井次,取得较好的经济和社会效益。

4结论与认识

针对高温高压油藏分注井存在的难分、难调、难管问题,我们开展的水质三级管控、井筒压差控制技术、高压不泄压洗井工艺等多项精细管理措施的集成应用。技术立足于地面地下立体配套,强化不同井况条件的分层动用,实现多级多段细分注水,达到提高水驱动用程度、改善开发效果、提高油藏采收率的目的,为同类油田高压分注井日常管理提供了经验借鉴。

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