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壓裂返排提升低滲油藏開(kāi)采
點(diǎn)擊次數(shù):2544 發(fā)布時(shí)間:2013-12-25
十一五"期間,勝利油田探區(qū)試油井共524口,共探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量53646×104t,其中低滲油藏占了一半以上。對(duì)低滲油藏,酸化壓裂是重要的增產(chǎn)措施,這對(duì)壓裂返排工藝提出了要求,包括:酸化壓裂后要及時(shí)返排出壓裂液,減少地層污染;隨著壓裂規(guī)模不斷擴(kuò)大、壓裂深度不斷加深、排液強(qiáng)度逐步增大,試油工作量也在逐年增多,排液周期長(zhǎng),影響壓裂、酸化措施后的效果。
目前壓裂返排工藝存在一下問(wèn)題:壓裂酸化后,轉(zhuǎn)抽時(shí)間長(zhǎng),需要5~7天時(shí)間;隨著壓裂深度不斷加深,深井試油比例增多,液面低造成原油易脫氣,影響泵效;偏磨現(xiàn)象會(huì)更突出,油管磨損增加。針對(duì)以上問(wèn)題,本院開(kāi)展了低滲透油藏壓裂返排一體化工藝技術(shù)研究。該技術(shù)是在壓裂后不動(dòng)管柱的情況下直接轉(zhuǎn)為抽油泵抽汲試油的一種新工藝技術(shù)。該工藝技術(shù)可減少兩次起下管柱工序,縮短試油周期,減少壓后污染,提高壓裂效果,保護(hù)壓裂油管,減少作業(yè)成本。 低滲透油藏壓裂返排一體化工藝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)壓裂后及時(shí)快速排液,縮短排液周期,減輕對(duì)地層的污染,同時(shí)又能抓住裂縫內(nèi)初期高導(dǎo)流的有利時(shí)機(jī),zui大限度地挖掘水力壓裂的增產(chǎn)潛力,提高酸化、壓裂增產(chǎn)效果。
以往壓裂后轉(zhuǎn)抽,一般要經(jīng)過(guò)洗井、起出壓裂管柱、下管柱探?jīng)_砂、下泵等工序,平均轉(zhuǎn)抽時(shí)間為6.9d,易污染油層,影響壓裂效果。壓裂排液一體化工藝管柱可實(shí)現(xiàn)不動(dòng)壓裂管柱直接轉(zhuǎn)抽,一趟管柱完成酸化、壓裂和抽汲求產(chǎn),縮短排液周期。
工藝管柱構(gòu)成:主要由壓裂管柱、抽油桿柱組合、壓裂抽汲聯(lián)作抽油泵、壓裂防氣裝置、減磨接箍及封隔器等組成。
管柱特點(diǎn):實(shí)現(xiàn)不動(dòng)壓裂管柱直接下泵排液,轉(zhuǎn)抽時(shí)間短,縮短排液周期;實(shí)現(xiàn)氣液有效分離,減少氣體對(duì)泵抽的影響,提高泵效。減少桿管偏磨,保護(hù)壓裂油管,降低作業(yè)成本。
采用常規(guī)管式抽油泵的試油方式,必須首先要起出原井管柱。因此,為減少作業(yè)環(huán)節(jié),避免環(huán)境污染,研制了壓裂抽汲聯(lián)作抽油泵,即壓裂酸化后不動(dòng)管柱直接轉(zhuǎn)抽的抽油泵。
該泵外筒部分與壓裂管柱一起下入井內(nèi)。壓裂施工后,工作筒隨抽油桿柱下入管柱內(nèi),不動(dòng)壓裂管柱直接進(jìn)行泵抽排液。主要由密封部分、泵筒、柱塞、出油閥、外筒、進(jìn)油閥、鎖緊裝置等組成。
工作原理:上沖程時(shí),抽油桿帶動(dòng)柱塞上行,柱塞下部的空腔體積增大,壓力降低,進(jìn)油閥打開(kāi),井內(nèi)原油經(jīng)進(jìn)油閥進(jìn)入柱塞下部的空腔內(nèi)。下沖程時(shí),柱塞下部的空腔體積減小,壓力升高,進(jìn)油閥關(guān)閉,空腔內(nèi)的原油經(jīng)出油閥,進(jìn)入抽油桿與油管環(huán)空,然后被排出到地面。
特點(diǎn)主要有:增大了工作筒通徑,zui大限度減小酸化壓裂時(shí)的過(guò)流阻力;采用雙級(jí)密封形式,保證密封的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠;采用等徑刮砂結(jié)構(gòu)防止柱塞砂卡;由于在外筒上不連接閥座,不存在高壓流體沖刷損壞的問(wèn)題,延長(zhǎng)了該工藝管柱的生產(chǎn)時(shí)間。
隨著壓裂深度不斷加深,液面低造成原油脫氣,影響泵效。當(dāng)上沖程時(shí),因?yàn)闅怏w存在于泵筒內(nèi),當(dāng)抽汲排液的時(shí)候筒內(nèi)壓力不能快速下降,不能及時(shí)打開(kāi)固定閥,降低了泵的有效沖程。而且液體與氣體在吸入過(guò)程中同時(shí)進(jìn)入泵內(nèi),從而降低了單次沖程的排液量。另外,因?yàn)闅怏w存在于泵的內(nèi)腔,當(dāng)下沖程的時(shí)候泵內(nèi)的壓力有不能快速升高,導(dǎo)致游動(dòng)閥打開(kāi)不及時(shí),使得排油的時(shí)間降低了。當(dāng)氣體影響嚴(yán)重時(shí),會(huì)造成泵腔內(nèi)氣體往復(fù)膨脹、壓縮,固定閥和游動(dòng)閥均無(wú)法開(kāi)啟,形成氣鎖,造成泵抽不出液。
另外,試油管柱是閉式管柱,氣體沒(méi)有釋放空間。如何建立氣體排放通道是試油工藝的技術(shù)難點(diǎn)。因此,研制了用于壓裂管柱內(nèi)的防氣裝置,可有效進(jìn)行氣液分離,減少氣體影響,提高泵的充滿程度。該裝置主要由中心管、滑套、內(nèi)管和外管等組成。
工作原理是:內(nèi)管和外管連接于壓裂管柱下部,隨壓裂管柱一起下入井內(nèi),待壓裂施工后需泵抽時(shí)中心管隨抽油桿柱、壓裂抽汲聯(lián)作泵內(nèi)筒下入管柱內(nèi),打通排氣通道。液體進(jìn)入外管,由于氣液密度差異,重力分離后,油流沿進(jìn)液通道下行進(jìn)入中心管,氣體經(jīng)內(nèi)外管環(huán)空上行從排氣通道排出,從而減小氣體影響,提高泵效。
抽油桿柱在井下處于一種懸掛狀態(tài),桿柱各點(diǎn)受力比較復(fù)雜,且處于變化中。在上沖程過(guò)程中,桿柱每一點(diǎn)的合力都是向上的,桿柱被拉直;中合點(diǎn)(即合力為零的點(diǎn))以下的油管出現(xiàn)晃動(dòng)并同抽油桿接箍發(fā)生偏磨。油管每一部位的合力在下沖程中,都是向下的,油管被拉直;桿柱各點(diǎn)受力比較復(fù)雜,且處于變化中。由于桿柱的塑性較強(qiáng),上部的重力不會(huì)很快對(duì)下部形成壓力,而下部桿柱在上沖程的慣性力作用下還在向上運(yùn)動(dòng),大大增加了中下部桿柱的彎曲程度,桿柱發(fā)生彎曲的這種現(xiàn)象,稱為失穩(wěn)。桿柱失穩(wěn)是偏磨的主要原因,隨著下泵深度的增加,桿管失穩(wěn)造成的偏磨更加嚴(yán)重,桿管的磨損增加,從而增加了作業(yè)成本。
為了保護(hù)壓裂油管,研制了桿、管減磨接箍,抽油桿減磨接箍是在抽油桿接箍表面熔結(jié)高強(qiáng)度非金屬材料,減磨抗磨性能好;油管減磨接箍是將油管接箍?jī)?nèi)表面硬化光潔處理,臺(tái)階處圓滑過(guò)渡,降低摩阻,消除與抽油桿接箍的碰撞和切屑磨損,達(dá)到防止桿管偏磨,保護(hù)油管的目的。
為了加快下泵速度,可使用連續(xù)抽油桿。鋼質(zhì)的連續(xù)油油桿主要優(yōu)點(diǎn)是:抗疲勞、抗腐蝕、抗拉強(qiáng)度高、重量輕等,能夠大幅減小抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷,降低抽油桿及油管的磨損。而且因?yàn)椴皇褂媒庸浚皇芙庸炕钊?yīng)的影響,消除了接箍的斷脫難題,收到了很好的實(shí)際效果。
根據(jù)所需長(zhǎng)度在入井之前焊接一條沒(méi)有接頭的連續(xù)抽油桿。連續(xù)桿的下端焊接抽油泵的接頭,到現(xiàn)場(chǎng)與光桿焊接。運(yùn)輸和存放時(shí)可纏繞在直徑約5.5m的大滾筒上,起下速度可以達(dá)到1000m/h。