常规修井工艺

1常规修井工艺第一节清蜡一、油井结蜡的原因油井在生产过程中之所以结蜡，根本的原因是油井产出的原油中含有蜡。油井结蜡有两个过程，首先是蜡从原油中析出，然后聚集、粘附在管壁上。原来溶解在原油中的蜡，在开采过程中凝析出来是由于原油对蜡的溶解能力下降所致。当原油的组分、温度、压力发生变化，使其溶解能力下降时，将一部分蜡从原油中析出。二、油井结蜡的因素1．原油的组分和温度在同一温度条件下，轻质油对蜡的溶解能力大于重质油的溶解能力，原油中所含轻质组分越多，蜡的结晶温度越低，即蜡不易析出，保持溶解状态的蜡量就越多。任何一种石油对蜡的溶解量随着温度的下降而减少。因此．在高温时溶解的蜡量，在温度下降时将有一部分要凝析出来。在同一含蜡量下，重油的蜡结晶温度高于轻质油的结晶温度，可见轻质组分少的石油，蜡容易凝析出来。2．压力和溶解气在压力高于饱和压力的条件下，压力降低时原油不会脱气，蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低，在压力与饱和压力的条件下，由于压力降低时油中的气体不断分离出来，降低了对蜡的溶解能力，因而使初始结晶温度升高，压力越低，分离气体越多，结晶增加得越高，这是由于初期分出的是轻组分气体甲烷、乙烷等，后期分出的是丁烷等重组分气体，后者对蜡的溶解能力影响较大，因而使结晶温度明显增高。此外，溶解气从油中分出时还要膨胀吸热，促使油流温度降低，有利于蜡晶体的析出。3．原油中的胶质和沥青质实验结果表明，随着石油中胶质含量的增加，可使结晶温度降低。因为胶质为表面活性物质，可吸附于石蜡结晶表面上来阻止结晶的发展，沥青是胶质的进一步聚合物，它不溶于油，而是以极小的微粒分散在油中，对石蜡晶体有分散作用。但是，当沉积在管壁的蜡中含有胶质、沥青质时将形成硬蜡，不易被油流冲走。4．原油中的机械杂质和水油中的细小颗粒和机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，使蜡晶体易于聚集长大，加速了结蜡的过程。油中含水量增高时，由于水的热溶量大于油，可减少液流温度的降低，另外，由于含水量的增加，容易在油管壁形成连续水膜，使蜡不容易沉积在管壁上。因此，随着油井含水的增加，结蜡程度有所减轻。但是含水量低时结蜡就比较严重，因为水中盐类析出沉积于管壁，有利于蜡晶体的聚集。5．液流速度、管予表面粗糙程度油井生产实际表明，高产井结蜡没有低产井严重，因为高产井的压力高，脱气少，初始结晶温度低，同时液流速度大，井筒中热损失小，油流温度高，蜡不易析出。即使有蜡晶体析出也被高速油流带走不易沉积在管壁上。如果管壁粗糙，蜡晶体容易粘附在上面形成结蜡，反之不容易结蜡。管壁表面亲水性愈强，愈不容易结蜡，反之，容易结蜡。三、油井结蜡的危害油井结蜡不仅造成大量的日常管理清蜡与修井清蜡工作量，还会对油井生产，甚至油田开发带来严重的影响。油井结蜡主要危害有以下几个方面：(1)油井结蜡给日常管理带来大量工作，增加了井下事故发生的可能性和机率。(2)油井结蜡后，使出油通道内径逐渐缩小，增大油流阻力，降低了油井产能，甚至将油流通道堵死，造成油井减产或者停产。(3)机械采油井结蜡后，不仅使油流通道减小，还会使抽油泵失灵，降低抽油效率，严重2者会将深井泵卡死，损坏设备等。(4)油层结蜡，将堵塞油层孔隙，阻碍油流人井内，会缩小出油面积，减少油流来源，从而使油井减产。(5)油井结蜡严重时，给清蜡带来困难，并容易发生顶钻、卡钻及井下落物事故。同时，有些油井用一般清蜡方法难以处理，必须采取作业清蜡，给修井带来大量的工作。(6)油井结蜡严重时，增加了日常清蜡或作业清蜡时间，影响了油井出油时间，降低了油井开采时率，影响油井产量和油田开发速度。(7)油井结蜡给油气集输，油田开发带来许多困难，需要采取许多工艺技术措施，使开发成本增高，影响油田开发的经济效果。四、油井清蜡方法清蜡就是将粘附在油井管壁、抽油泵、抽油杆等设备上的蜡清除掉，常用的方法有机械清蜡和热力清蜡。1．机械清蜡1)刮蜡片清蜡利用井场电动绞车将刮蜡片下入油井中，在油管结蜡井段上、下活动，将管壁上的蜡刮下来被油流带出井口，该方法适用自喷井和结蜡不严重的井。2)套管刮蜡套管刮蜡的主要工具是螺旋式刮蜡器。将螺旋式刮蜡器接在油管下面，利用油管的上下活动将套管壁上的蜡清理掉，也可以利用转盘带动刮刀钻头刮削；同时利用液体循环把清理下的蜡带到地面。2．热力清蜡1)电热清蜡电热清蜡是以油井加热电缆，让电能转化为热能供给油流加热，使其温度升高达到清蜡、防蜡目的。2)热化学清蜡利用化学反应产生的热能来清蜡。3)热油循环清蜡利用本井生产的原油，经加热后注入井内不断循环，使井内温度达到蜡的熔点，蜡被逐渐熔化并随同油流到地面。4)蒸气清蜡将井内油管起出来，摆放整齐，然后利用蒸气车的高压蒸气熔化并刺洗管内外的结蜡。第二节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。一、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3(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：与正冲相反。(3)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．冲砂水力计算将砂子带出地面的条件是υt＞2υd(7-1)式中υt--冲砂液上返速度，m/s；υd--砂子的自由下沉速度，m/s。4由表7-1、7-2、7-3可以查得不同直径的砂粒，在各种冲砂液中的自由降落速度υd，由上式可得出保证砂子上返地面的最低速度υmin=2υd(7-2)从而可由下式求出冲砂时所需要的最低排量Qmin=360F·υmin(73)式中Qmin--冲砂要求的最低排量，m3/h；F--冲砂液上返流动截面积，m2；υmin--保证砂子上返地面所需要的最低液流速度，m/s。为了提高冲砂速度应尽可能提高泵的排量，并减少液流返出截面，以保持高的液流上返速度。在冲砂过程中，砂粒从井底上升到地面时所需要的时间为t=h/υs(7—4)式中h--井深，mt--砂粒从井底上升到地面所需要的时间，sυs—砂粒上升速度。m/s,υs=υt-υd4．冲砂方案冲砂方案内容和要求：(1)冲砂井地质方案必须提供准确的油层、产层物性、生产动态、井身结构等资料。(2)方案应注明人工井底、水泥面或丢手工具所在深度，及砂面位置和井内落物等情况。(3)方案应提供射孔井段，特别是高压井段、漏失井段及压力值。(4)方案要求保留部分砂柱时，必须注明冲砂深度。(5)对管内防砂井冲砂，必须标明防砂管柱结构示意图。(6)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。二、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。5(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。三、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)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。(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。第三节检泵一、深井泵的结构与类型目前国内外使用的深井泵类型很多，根据结构特征的不同可分为两大类。1．有杆泵2．无杆泵1．有杆泵(1)管式泵(2)杆式泵2．无杆泵(1)水利活塞泵(2)射流泵(3)振动泵(4)沉没泵在这两大类泵中，目前国内使用有杆泵中的较为普遍的是管式泵，克拉玛依油田常见的抽油泵有：衬套泵、整筒泵、过桥泵、反馈泵等。深井泵是靠活塞往复工作的，其工作冲程分为上冲程和下冲程。上冲程中，活塞在抽油杆的带动下向上移动，游动凡尔在活塞上面的液柱载荷的作用下关闭，固定凡尔在沉没压力的作用下打开，活塞让出泵筒内的容积，原油进入泵筒，这是泵的吸人过程。同时，在井口将排除相当于活塞冲程长度的一段液体。下冲程中，抽油杆带动活塞向下移动，液柱载荷从活塞上转移到油管上，在泵内液体压力的作用下游动凡尔打开，固定凡尔关闭，泵内的液体排出泵筒，这是泵的排出过程。泵在工作过程中要求：第一，泵体的各个部分应该是密封良好的，这样才能有效地进行吸人和排出；第二，泵内应该充满液体，如果泵内有过多的气体将使泵效降低，严重时还会造成气锁，为了减小气体的影响，可以加深沉没度或采用气锚；第三，应使活塞的有效冲程尽量长，油管、抽油杆都是具有弹性的，它们的弹性所造成的冲程损失会降低泵率。为了减小冲程损失，可以采用油管锚；第四，为了防止撞击固定凡尔，还应调节好防冲距。6三、抽油井常见的井下故障及检泵的原因1．井下故障1)泵的故障深井泵受工作环境所致，免不了会发生各种各样的故障。由于磨损会破坏泵的密封情况，造成泵漏失。出砂或结蜡会卡住游动凡尔或固定凡尔，使泵失效。井下液体的腐蚀也会破坏泵的密封情况，造成漏失。如果出砂严重，活塞有被卡住的可能。2)杆的故障抽油杆在工作中承受交变载荷，所以会发生疲劳破坏，造成断裂。另外，如果抽油杆丝扣没有上紧，会发生脱扣事故。实际工作中，一般把上述抽油杆的事故称断脱。3)管柱的故障管柱的故障是由于腐蚀造成的油管漏失。4)配套工具的故障配套工具的故障包括滤砂器、气锚等故障。2．检泵的原因一是根据油井的生产规律摸索出检泵周期，定期进行检泵；二是由于发生事故而被迫进行检泵。两次检泵之间的时间间隔称为检泵周期。油井的产量、油层压力、油层温度、出气出水情况、油井的出砂结蜡、原油的腐蚀性、油井的管理制度等诸多因素都会影响检泵周期的长短造成检泵的原因主要可以分成以下几个方面：(1)油管结蜡检泵，属于周期检泵。按照油井结蜡规律，生产一段时间后就进行检泵以防止发生蜡卡。油井的结蜡规律一般变化不大，所以检泵周期是比较稳定的。(2)为防止漏失进行的检泵。由于漏失会使泵效下降或达不到正常的产量，这时就需要检泵，提高泵效，提高产量。(3)当油井动液面发生波动，产量突然变化，为查明原因需要进行探测砂面、冲砂等工作而进行检泵。(4)深井泵工作失灵，如游动凡尔或固定凡尔被泵、蜡或其他脏物卡住，为使深井泵恢复正常要进行检泵。(5)抽油杆发生断脱时进行检泵。(6)为了提高产量而改变泵径需要进行检泵。(7)改变油井工作制度，加深或上提泵挂时需要进行检泵。(8)当发生井下落物或套管出现故障，需要大修作业时，要停产检泵。四、检泵作业施工步骤及要求1．施工步骤(1)准备工作：包括立井架、穿大绳、拆除抽油井口、换上作业井口、转开驴头，以防作业时发生碰撞。如果需要压井，要按施工要求准备好足够的压井液和顶替液。如果该井未被蜡将泵堵死，若有热洗流程，要求提前一天和管理该井的人员取得联系，在压井前先热洗井筒。(2)将活塞提出泵筒，具体方法是先把驴头降停在上死点，用方卡子卡紧光杆坐在防喷盒上，然后松开悬绳器的光杆紧固器，把驴头降至最低位置。再卡紧光杆紧固器，松开坐在防喷盒上的方卡于，开动电机