注水井對于油田的穩(wěn)定和高效生產(chǎn)具有十分重要的意義。埕島油田館陶組館上段油藏自2000年起正式進入注水開發(fā)階段,注水井在生產(chǎn)開發(fā)和作業(yè)施工過程中發(fā)現(xiàn)了諸多問題,如:冬季注水水質(zhì)較差,井筒沉積泥砂堵塞注水工具,欠注現(xiàn)象嚴重;井筒斜度大,油層井段長,分層效果差;油管腐蝕穿孔問題;油管內(nèi)壁結垢縮徑以及套管破損問題等等,這昭示著還有很多工作需要技術工作者去研究和解決。
注水井井下油管工具腐蝕結垢狀況
油管腐蝕狀況 通過對已連續(xù)注水生產(chǎn)2~5年的水井井下管柱解剖分析,發(fā)現(xiàn)問題較多,既有工具的腐蝕,也有注水油管的結垢、腐蝕、穿孔,甚至是套管破損問題。以下是幾口具有代表性的水井解剖情況介紹。
CB1B-4井,該井2002年2月25日轉(zhuǎn)注水,初期常壓籠統(tǒng)合注,注水層段Ng4142+3441+2層;2004年5月19日水井檢修作業(yè),籠統(tǒng)合注改為二級三段分注(I:Ng4142+3;II:Ng4444;III:Ng51+253),全井日注量114m3,本次作業(yè)前已累計注水量14.71×104m3。因在403位置測試遇阻,不能正常進行吸水剖面測試,因此決定進行檢修作業(yè),同時補射Ng1+23。
該井于2006年7月7日至7月14日作業(yè),起原井發(fā)現(xiàn),第13根(安全閥下第1根)滲氮油管腐蝕嚴重,共發(fā)現(xiàn)大小穿孔6處(見圖1)。
CB251A-6井,該井2000年11月23日開始注水,常壓同心配水,注水方式為一級二段(第一層段Ng42層,第二層段Ng52+354層),全井日配注量165m3,日注水量168m3,已累計注水20.8×104m3。因該井使用SK-54油管,并且5年未檢修,因此決定對該井進行檢修作業(yè),同時補射Ng1+23。該井于2006年8月27日~9月3日作業(yè),起出原井發(fā)現(xiàn),工具提升短節(jié)多處穿孔。
CB251單井,該井2001年12月8日轉(zhuǎn)注水。常壓籠統(tǒng)合注,全井日注水量121m3,作業(yè)前已累計注水9.8×104 m3。后因測試工具在打壓球座處遇阻,不能正常進行吸水剖面測試;同時該井地質(zhì)要求改分層注水,決定重新作業(yè)。2006年6月6~13日進行檢修作業(yè),期間發(fā)現(xiàn),1.9in SK-54沖管絲扣部分腐蝕嚴重(見圖2)。
油管結垢狀況CB1B-4井,部分滲氮油管內(nèi)、外壁均出現(xiàn)嚴重結垢(黃褐色)現(xiàn)象;內(nèi)壁結垢嚴重時產(chǎn)生縮徑現(xiàn)象(見圖3)。
CB251單井,2-7/8inSK-54油管外表面呈現(xiàn)碳黑色;1.9inSK-54沖管內(nèi)外壁碳黑色結垢。
井下工具腐蝕狀況 個別注水井井下注水工具存在嚴重腐蝕現(xiàn)象(見圖4)。
套管破損井情況分析 在CB251D-5水井檢修作業(yè)拔濾過程中出現(xiàn)了“套管破損斷脫”現(xiàn)象,造成了該井后續(xù)作業(yè)被迫停止以及作業(yè)成本的大大增加,該井目前待大修處理。該井于2002年6月15日轉(zhuǎn)注,至本次作業(yè)已接近5年時間,屬常壓籠統(tǒng)合注,注水層位Ng364445層,日配注量80m3,日注水量84m3,累計注水10.45×104m3。
該井2007年4月29日開工作業(yè),起原井過程中發(fā)現(xiàn),原井滲氮油管腐蝕現(xiàn)象嚴重,多處穿孔(見圖5)。
在實施套銑濾砂管過程中,當下Φ152mm+Φ140mm組合連續(xù)套銑筒4根(總長36.55m)至476.94m時遇阻。初步懷疑為套管有輕微變形。
套管破損處吐泥沙,5月19日,下Φ48mm沖管3根底帶空心桿筆尖,探砂面深度1,613.54m,后沖砂至防砂絲堵1,636.10m,起鉆過程中發(fā)現(xiàn)井口有溢流,反洗壓井(洗井液30m3,泵壓2.0MPa,排量400L/min,洗深1,577.59m,出口洗井液29.8 m3,砂0.2m3。反擠洗井液12.0m3,泵壓3.0MPa,排量400L/min)。繼續(xù)起管柱,有遇卡顯示,上提管柱大鉤負荷升至220kN。復探砂面深度已漲至1,576.09m。至5月20日再次探砂面已漲至1,519.06m,地層已全部被填埋。
為進一步驗證遇阻處套管變形情況,分別下Φ152mm×6.02m套銑筒、Φ152mm×5.5m套銑筒、Φ152mm×3.3m套銑筒、Φ150mm×3.6m通刮器,驗證套管,均在476m附近不能正常通過。
5月27日下油管481.00m,清水40.0m3正洗井,泵壓2.0MPa,排量166L/min,出口返清水40.0m3。電纜絞車輸送鷹眼攝像儀至475.3~478m井段拍攝,同步清水正擠協(xié)助攝像,經(jīng)過對所拍攝影像進行分析,結論是該井套管斷脫,落魚深476.94m。
管柱套管等工具防腐措施
加強井下油管、工具的防腐處理及加工質(zhì)量,提高產(chǎn)品使用壽命;建立注水油管、注水工具從出廠檢驗、現(xiàn)場檢查、第三方檢驗等的全方位的質(zhì)量監(jiān)控體系,從而保證注水管柱的質(zhì)量。
強化操作工人技術熟練程度和現(xiàn)場監(jiān)督責任心,嚴格按照施工技術要求,把好每一道作業(yè)施工工序,尤其是管柱、工具下井過程中的保護,避免磕碰損傷防腐層,保證下井后的工具防腐質(zhì)量。
應根據(jù)季節(jié)變化,把握注水源頭水質(zhì);并通過注水井流程增加過濾環(huán)節(jié),以保證地層注好水。通過在水井管柱中增設過濾裝置,以提高注入水水質(zhì),同時方便生產(chǎn)過程中泥砂沉積物得到及時清理。通過水井起原井解剖情況,應進一步確立水井檢修周期,確保水井及時維護。
研究采用新型注水工具、油管,同時改用脫油污水、或水源井水回注,延長水井壽命。應進一步加大新型注水工具、防腐油管(稀土鋅鋁共滲油管技術、環(huán)氧粉末油管涂料技術、鈦納米油管涂料技術、玻璃鋼內(nèi)襯油管技術)的研究使用,同時隨著油田含水的升高,考慮采用污水回注、或打水源井以改善注入水質(zhì)量,延長水井使用壽命,提高油層保護效果,降低水井檢修率(見圖6、圖7比較)。
改進防砂技術,提高油井免修期,同時在高壓施工過程中,要采取有效的油套管環(huán)空封隔措施,以減少高壓對套管的損傷。提高固井質(zhì)量,優(yōu)選水泥漿配方和固井工藝,提高頂替效率和套管居中度,提高第一和第二界面膠結質(zhì)量,有效封隔油氣水層,防止發(fā)生層間互竄,在不改變現(xiàn)有固井施工手段和工藝的基礎上,通過技術革新和應用先進技術,適當增加油井的水泥封固長度。
嚴格管理套管進貨渠道,同時采用先進的套管檢驗儀器,提高套管檢驗水平、抽檢率,除對套管接箍、管體表面質(zhì)量、幾何尺寸、螺紋參數(shù)加強檢驗外,還應進行整體性能和無損檢驗,以確保下井套管質(zhì)量合格。
目前埕島油田注水井所采用的防腐油管、工具等除涂料油管抗腐蝕效果較差外,滲氮油管、Ni-P防腐工具均能滿足注水要求。從提升短接、懸掛器銹蝕狀況看,必須做好水井全井管柱防腐工作。試驗結果表明,腐蝕產(chǎn)生的鐵離子及注入水中的鐵離子很容易形成膠狀液體,對儲集層孔隙喉道造成堵塞,應引起足夠重視,并提前做好防范措施。建議加大水井套管的檢測(可采用光纖井下電視測試系統(tǒng)或鷹眼視像系統(tǒng),檢測內(nèi)容主要包括:套管內(nèi)徑、壁厚、破損情況、射孔孔眼狀況等)。