英國環空帶自動泄壓裝置

❶ 油田系統效率評價中區塊中的d，e，f，g是指什麼

探砂面 沖砂 探砂面是下入管柱實探井內砂面深度的施工。通過實探井內的砂面深度，可以為下步下入的其它管柱提供參考依據，也可以通過實探砂面深度了解地層出砂情況。如果井內砂面過高，掩埋油層或影響下步要下入的其它管住，就需要沖砂施工。 沖砂是向井內高速注入液體，靠水力作用將井底沉砂沖散，利用液流循環上返的攜帶能力，將沖散的砂子帶到地面的施工。沖砂方式一般有正沖砂、反沖砂和正反沖砂三種。 洗井 洗井是在地面向井筒內打入具有一定性質的洗井工作液，把井壁和油管上的結蠟、死油、鐵銹、雜質等臟物混合到洗井工作液中帶到地面的施工。洗井是井下作業施工的一項經常項目，在抽油機井、稠油井、注水井及結蠟嚴重的井施工時，一般都要洗井。 正洗井 洗井工作液從油管打入，從油套環空返出。正洗井一般用在油管結蠟嚴重的井。 反洗井 洗井工作液從油套環空打入，從油管返出。反洗井一般用在抽油機井、注水井、套管結蠟嚴重的井。 通井 、刮蠟、刮削 用規定外徑和長度的柱狀規，下井直接檢查套管內徑和深度的作業施工，叫做套管通井。套管通井施工一般在新井射孔、老井轉抽、轉電泵、套變井和大修井施工前進行，通井的目的是用通井規來檢驗井筒是否暢通，為下步施工做准備。通井常用的工具是通井規和鉛模。 下入帶有套管刮蠟器的管柱，在套管結蠟井段上下活動刮削管壁的結蠟，再循環打入熱水將刮下的死蠟帶到地面，這一過程叫刮蠟（套管刮蠟）。 套管刮削是下入帶有套管刮削器的管柱，刮削套管內壁，清除套管內壁上的水泥、硬蠟、鹽垢及炮眼毛刺等雜物的作業。套管刮削的目的是使套管內壁光滑暢通，為順利下入其它下井工具清除障礙。 油井（檢泵）作業 從地層中開採石油的方法可分為兩大類：一類是利用地層本身的能量來舉升原油，稱為自噴採油法；另一類是由於地層本身能量不足，必須人為地用機械設備給井內液體補充能量，才能將原油舉升到地面，稱為人工舉升採油法或機械採油法。目前，油田人工舉升方式主要有氣舉、有桿泵採油和無桿泵採油。 有桿泵採油包括抽油機有桿泵和地面驅動螺桿泵。無桿泵採油包括電動潛油泵、水力活塞泵、射流泵等。無論採用什麼舉升採油方式，由於油田開發方案調整、設備故障等原因，需要進行檢（換）泵作業。本章著重介紹抽油機有桿泵（簡稱抽油泵）、地面驅動螺桿泵（簡稱螺桿泵）、電動潛油泵（簡稱電潛泵）、水力活塞泵的作業方法。 檢（換）抽油泵 抽油機有桿泵採油是將抽油機懸點的往復運動通過抽油桿傳遞給抽油泵，抽油泵活塞上下運動帶出井內液體的採油方式，是目前各油田應用最廣泛的一種人工舉升採油方式，約占人工舉升井數的90%左右。它主要由抽油機、抽油泵、抽油桿及配套工具所組成。 由於井下抽油泵發生故障應進行檢泵。兩次檢泵之間的時間間隔稱為檢泵周期。油井的產量、油層壓力、油層溫度、出氣出水情況、油井的出砂結蠟、原油的腐蝕性、油井的管理制度等諸多因素都會影響檢泵周期的長短。 抽油井由於事故檢泵的原因一般有以下幾種： 1、油井結蠟造成活塞卡、凡爾卡，使抽油泵不能正常工作或將油管堵死。 2、砂卡、砂堵檢泵。 3、抽油桿的脫扣造成檢泵。 4、抽油桿的斷裂造成檢泵。 5、泵的磨損漏失量不斷增大，造成產液量下降，泵效降低，需檢泵施工。 6、抽油桿與油管發生偏磨，將油管磨壞或將接箍、桿體磨斷，需檢泵施工。 7、油井的動液面發生變化，產量發生變化，為查清原因，需檢泵施工。 8、根據油田開發方案的要求，需改變工作制度換泵或需加深或上提泵掛深度等。 9、其它原因：如油管脫扣、泵筒脫扣、襯套亂、大泵脫接器斷脫等造成的檢泵施工等。 檢泵作業施工主要包括以下施工工序： 施工准備、洗井、壓井、起抽油桿柱、起管柱、刮蠟、通井、探砂面、沖砂、配管柱、下管柱、下抽油桿柱、試抽交井、編寫施工總結等。 潛油電泵井作業 潛油電泵全稱電動潛油離心泵，簡稱電泵，是將潛油電機和離心泵一起下入油井內液面以下進行抽油的井下舉升設備。潛油電泵是井下工作的多級離心泵，同油管一起下入井內，地面電源通過變壓器、控制櫃和潛油電纜將電能輸送給井下潛油電機，使電機帶動多級離心泵旋轉，將電能轉換為機械能，把油井中的井液舉升到地面。近些年來，國內外潛油電泵舉升技術發展很快，在油田生產中，特別是在高含水期，大部分原油是靠潛油電泵生產出來的。電潛泵在非自噴高產井或高含水井的舉升技術中將起重要的作用。 典型的潛油電泵井的系統它主要由三部分組成： （1）地面部分：地面部分包括變壓器、控制櫃、接線盒和特殊井口裝置等。 （2）中間部分：中間部分主要有油管和電纜。 （3）井下部分：井下部分主要有多級離心泵、油氣分離器、潛油電機和保護器。 上述三部分的核心是離心泵、油氣分離器、潛油電機、保護器、潛油電纜、變壓器和控制櫃七大部件。 潛油電泵井的系統組成 1-變壓器；2-控制櫃；3-電流表；4-接線盒； 5-地面電纜；6-井口裝置；7-圓電纜； 8-泄油閥；9-電纜接頭；10-單流閥；11-扁電纜；12-油管；13-泵頭；14-泵；15-電纜護罩； 16-分離器；17-保護器；18-套管；19-潛油電機；20-扶正器 潛油電泵井作業程序 1、下泵作業 起原井管柱、套管刮蠟、洗井沖砂、探人工井底、測井徑、通井、下丟手管柱、換套管頭、井下機組下井前的地面檢查、井下機組聯接、電機和保護器注油、相序檢查、電纜安裝和下井、單流閥和泄油閥的安裝、井口安裝、安裝電泵井口流程、啟泵投產。 2、電泵起出施工 起機組前的准備、起出油管、起出電纜、起出機組、起出設備評價和運回設備。 第四章 常規注水井作業 分層注水工藝原理 油田注水是保持油層壓力，使油井長期高產穩產的一項重要措施，目前我國各油田大部分都採用注水的方法，給油層不斷補充能量，取得了較好的開發效果。油田注水的目的是提高地層壓力，保持地層能量，以實現油田穩產高產，提高最終採收率。由於不同性質的油層吸水能力和啟動壓力有很大差別，採用多層段籠統注水，將使高滲透層與低滲透層之間出現層間干擾。 通過礦場試驗證實，在長期籠統注水條件下，就單井而言，每口井都有干擾現象；就層段而言，大部分層段有干擾現象。注水要求是分層定量注水，在注水井通過細分層段實行分層配注，有利於減少層間干擾，解決層間和平面矛盾，改善吸水剖面，提高驅油效率，以便合理控制油井含水和油田綜合含水上升速度，提高油田開發效果。 分層注水管柱 分層配水管柱是實現同井分層注水的重要技術手段。分層注水的實質是在注水井中下入封隔器，將各油層分隔，在井口保持同一壓力的情況下，加強對中低滲透層的注入量，而對高滲透層的注入量進行控制，防止注入水單層突進，實現均勻推進，提高油田的採收率。我國油田大規模應用的分層配水管柱有同心式和偏心式兩種。前者可用於注水層段劃分較少較粗的油田開發初期，後者適用於注水層段劃分較多較細的中、高含水期。此外，還有用於套管變形井的小直徑分層配水管柱。 注水井井下工具 封隔器：擴張式封隔器、壓縮式封隔器 配水器：固定式分層配水器、活動式配水器、偏心配水器 壓 裂 壓裂是指在井筒中形成高壓迫使地層形成裂縫的施工過程。通常指水力壓裂,水力壓裂是指應用水力傳壓原理，從地面泵入攜帶支撐劑的高壓工作液，使地層形成並保持裂縫，是被國內、外廣泛應用的行之有效的增產、增注措施。由於被支撐劑充填的高導流能力裂縫相當於擴大了井筒半徑，增加了泄流面積，大大降低了滲流阻力，因而能大幅度提高油、氣井產量，提高採油速度，縮短開采周期，降低採油成本。 壓裂設備及管柱 一、地面設備 1、壓裂井口 壓裂井口一般可分為兩類： ①用採油樹壓裂井口。 ②採用大彎管、投球器、井口球閥與井口控制器的專 用壓裂井口。 2、壓裂管匯 目前壓裂管匯種類很多，承壓和最大過砂能力也不相同。常用的有壓裂管匯車和專用的地面管匯。專用的地面管匯有8個連接頭，壓裂車可任選一個連接。高壓管線外徑Ф76mm，內徑Ф60mm，最高壓力可達100MPa。 3、投球器 投球器有兩種，一種是前面井口裝置中用於分層壓裂管柱中投鋼球的投球器，另一種是選壓或多裂縫壓裂封堵炮眼用投球器。美國進口投球器，最大工作壓力100MPa，一次裝Ф22mm的堵球200個，電動旋轉投球每分鍾12圈，每圈投4個球。 二、壓裂車組 壓裂設備主要包括壓裂車、混砂車、儀表車、管匯車等。 1、壓裂泵車 壓裂車是壓裂的主要動力設備，它的作用是產生高壓，大排量的向地層注入壓裂液，壓開地層，並將支撐劑注入裂縫。它是壓裂施工中的關鍵設備，主要由運載汽車、驅泵動力、傳動裝置、壓裂泵等四部分組成。 2、混砂車 混砂車的作用是將支撐劑、壓裂液及各種添加劑按一定比例混合起來，並將混好的攜砂液供給壓裂車，壓入井內。目前混砂車有雙筒機械混砂車、風吸式混砂車和仿美新型混砂車。混砂車主要由供液、輸砂、傳動三個系統組成。 3、其它設備 除了壓裂車、混砂車主要設備外，還有儀表車、液罐車、運砂車等。儀表車是用於施工時，記錄壓裂過程各種參數，控制其它壓裂設備的中樞系統，又稱作壓裂指揮車。 三、壓裂管柱 壓裂管柱主要由壓裂油管、封隔器、噴砂器、水力錨等組成。目前井下管柱可分為籠統壓裂管柱和分層壓裂管柱。 1、壓裂油管 壓裂應使用專用油管。抗壓強度應滿足設計要求。淺井、低壓可用J55鋼級，內徑Ф62mm油管（外徑φ73mm）；中深井和深井使用N80或P105的內徑Ф62mm或Ф76mm外加厚油管，最高限壓分別是70Mpa和90Mpa。 2、封隔器 目前壓裂用封隔器種類較多，淺井使用擴張式或壓縮式50℃低溫膠筒封隔器。深井使用擴張式、壓縮式或機械式90℃以上膠筒封隔器。深井大通徑CS-1封隔器，工作壓力105Mpa，工作溫度可達177℃。 3、噴砂器 噴砂器主要作用一是節流，造成壓裂管柱內外壓差，保證封隔器密封；二是通往地層的通道口，使壓裂液進入油層，三是避免壓裂砂直接沖擊套管內壁造成傷害。 4、壓裂管柱 壓裂管柱一般分為籠統壓裂管柱和分層壓裂管柱。 1）籠統壓裂管柱 籠統壓裂管柱結構為：油管+水力錨+封隔器+噴嘴。 2）分層壓裂管柱 分層壓裂管柱包括： ①雙封卡單層：Ф73mm或Ф88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器+封隔器+死堵。壓裂之後可以用上提的方法壓裂其它卡距相同層段。 ②三封卡雙層：Ф73mm或Ф88.9mm油管+水力錨+封隔器+噴砂器（帶套）+封隔器+噴砂器（無套）+封隔器+死堵。可以不動管柱壓裂二層。 ③四封卡三層：Ф73mm或Ф88.9mm油管+封隔器+噴砂器（甲套）+封隔器+噴砂器（乙套）+封隔器+噴砂器（丙無套）+封隔器+死堵。可以不動管柱壓裂三層。 在壓裂管柱的丈量和組配過程中要考慮到油管由於溫度效應、活塞效應、膨脹效應、彎曲效應引起的油管長度變化。 第二節 壓裂液 壓裂液的主要作用，是將地面設備的能量傳遞到油層岩石上，將油層岩石劈開形成裂縫，把支撐劑輸送到裂縫中。壓裂液在施工中按不同階段的作用可分為前置液、攜砂液、頂替液三種。 為了壓裂施工的順利實施，要求壓裂液具有低濾失性、高攜砂性、降阻性、穩定性、配伍性、低殘渣、易返排等性能。隨著石油工業的發展，壓裂施工的規模越來越大，壓裂液用量越來越大，因而壓裂液還應具備貨源廣、成本低，配製簡單等特點，以滿足大型壓裂和新井壓裂施工。 壓裂液主要分為水基壓裂液、油基壓裂液、乳化壓裂液、泡沫壓裂液、醇基壓裂液、表面活性劑膠束壓裂液（清潔壓裂液）和濃縮壓裂液等。水基壓裂液成本低、使用安全，因而應用廣泛。目前世界上約有70％以上的壓裂作業採用的胍膠和羥丙基胍膠水基壓裂液，泡沫壓裂液約占總用量的25％，而油基壓裂液使用很少，佔5％。 支撐劑 支撐劑是水力壓裂時地層壓開裂縫後，用來支撐裂縫阻止裂縫重新閉合的一種固體顆粒。它的作用是在裂縫中鋪置排列後形成支撐裂縫，從而在儲集層中形成遠遠高於儲集層滲透率的支撐裂縫帶。使流體在支撐裂縫中有較高的流通性，減少流體的流動阻力，達到增產、增注的目的。 為了適應各種不同地層以及不同井深壓裂的需要，人們開發了許多種類的支撐劑，大致可分為天然和人造兩大類。支撐劑性能主要是物理性能和導流能力。 目前常用的支撐劑有天然石英砂和人造支撐劑陶粒 石英砂多產於沙漠、河灘或沿海地帶。如美國渥太華砂、約旦砂和國內蘭州砂、承德砂、內蒙砂等。天然石英砂的礦物組分以石英為主。石英含量（質量百分比）是衡量石英砂質量的重要指標，我國壓裂用石英砂中的石英含量一般在80%左右，在天然石英砂的石英含量中，單晶石英顆粒所佔的質量百分比愈大，則該種石英砂的抗壓強度愈高。 一、滑套式管柱分層壓裂工藝 1、管柱結構：由投球器、井口球閥、工作筒和堵塞器、多級封隔器和多級噴砂器組成。所用的封隔器以擴張式為主，特殊情況也可以用壓縮式的；也可以根據施工需要，用尾噴嘴和水力錨配合滑套式噴砂進行混合組配。 打撈作業 在油水井生產過程中，由於各種原因常引起井下落物和井下工具遇卡。各種井下落物在很大程度上影響著油水井的正常生產，嚴重時可造成停產。因此，需要針對不同類型的井下落物，選用相應的打撈工具，撈出井下落物，恢復油水井正常生產。 一、打撈作業的分類 撈出井下落物的作業過程稱打撈作業。可以從不同角度對打撈作業的性質進行分類。 1、按落物種類進行劃分 根據井下落物的種類可將打撈作業分成四類： (1)管類落物打撈,如油管、鑽桿、封隔器、工具等。 (2)桿類落物打撈，如（斷脫的）抽油桿、測試儀器、加重桿等。 (3)繩類落物打撈，如錄井鋼絲、電纜等。 (4)小件落物打撈，如鉛錘、刮蠟片、壓力計、取樣器和凡爾球、牙輪等。 2、按打撈作業的難易程度劃分 這是現場上按照工程處理難易程度進行分類的一種方法，分為簡單打撈和復雜打撈兩種。這種劃分方法便於施工准備和制定施工措施。 二、常用的打撈工具 在長期的打撈實踐中，人們根據不同類型的井下落物，設計出了許多相應的打撈工具。 1、管類落物打撈工具 常用來打撈管類落物的工具有：公錐、母錐、滑塊卡瓦打撈矛、接箍撈矛、可退式打撈矛、可退式打撈筒、開窗打撈筒等。 2、桿類落物打撈工具 常用工具有抽油桿打撈筒、組合式抽油桿打撈筒、活頁式撈筒、三球打撈器、擺動式打撈器、測試井儀器打撈筒等。 3、繩類落物打撈工具 常用工具有內鉤、外鉤、內外組合鉤、老虎嘴等。 4、小件落物打撈工具 常用工具有一把抓、反循環打撈籃、磁力打撈器等。 5、輔助打撈工具 常用的輔助打撈工具有鉛模、各種磨銑工具（平底磨鞋、凹底磨鞋、領眼磨鞋、梨形磨鞋、柱形磨鞋、內銑鞋、外齒銑鞋、裙邊鞋、套銑鞋等）、各種震擊器（上擊器、下擊器、加速器和地面下擊器等）、安全接頭和各種井下切割工具等。 6、大修常用鑽具和井口工具 大修常用的鑽具有23/8″~31/2″正反扣鑽桿、31/2″~41/8″鑽鋌、21/2″~31/2″方鑽桿。常用的井口工具有輕便水龍頭、液壓鉗、吊鉗、安全卡瓦、各種規格的活門吊卡、井口卡瓦、方鑽桿補心、鑽鋌提升短節、接頭等。 7、倒扣工具和鑽具組合 常規打撈施工時常用的倒扣工具有倒扣器、倒扣撈矛、倒扣撈筒、倒扣安全接頭、倒扣下擊器。常用的鑽具組合有兩種（自下而上）。 (1)倒扣撈筒（倒扣撈矛）+倒扣安全接頭+倒扣下擊器+倒扣器+正扣鑽桿（油管）。 (2)倒扣撈筒(倒扣撈矛)+倒扣安全接頭+反扣鑽桿。 三、井下落物打撈步驟 （1）下鉛摸列印，以便分析井下魚頂形態、位置。 （2）根據印痕分析井下情況及套管環形空間的大小，選擇合適的打撈工具。 （3）按操作程序下打撈工具進行打撈。 （4）撈住落物後即可活動上提。當負荷正常後，可適當加快起鑽速度。 解卡作業 卡鑽事故按其形成的原因可分為以下幾種類型： （1）油水井生產過程中造成的油管或井下工具被卡，如砂卡、蠟卡等。 （2）井下作業不當造成的卡鑽，如落物卡、水泥（凝固）卡、套管卡等。 （3）井下下入了設計不當或製造質量差的井下工具造成的卡鑽，如封隔器不能正常解封造成的卡鑽。 4、解卡 1）砂卡的解除方法 凡是由於井內砂子造成的卡管柱或工具事故，統稱為砂卡事故，簡稱為砂卡。砂卡的特徵一般為管柱用正常懸重提不動、放不下、轉不動。 2）水泥卡鑽解除方法 水泥卡鑽的處理可分為兩種情況：一種是能夠開泵循環的；另一種憋泵開不了泵的。對可開泵循環的，可用濃度為15%的鹽酸進行循環，破壞水泥環進行解卡。 3）解除落物卡鑽 落物卡鑽原因多數是由於施工中責任心不強，或者工具構件質量低劣所造成的。如鉗牙、卡瓦牙、井口螺絲、撬杠、搬手及其它小件工具等落井，將井下工具（如封隔器、套銑筒等）卡住，造成落物卡鑽事故。 處理落物卡鑽，切忌大力上提，以防卡死。一般處理方法有兩種：若被卡管柱可轉動，可以輕提慢轉管柱，有可能造成落物擠碎或者撥落，使井下管柱解卡；若輕提慢轉處理不了，或者管柱轉不動，可用壁鉤撈出落物以達到解卡的目的。 4）解除套管卡鑽 套管卡鑽通常分為變形卡、破裂卡、錯斷卡。不論處理那種形式的卡鑽，都要將卡點以上的管柱取出，修好了套管，卡鑽也就解除了。 5）封隔器的卡瓦卡鑽 解除封隔器卡瓦卡鑽可用大力上提解卡和正轉的方法。具體做法是在鑽具設備允許范圍內進行大力上提和下放，必要時可將封隔器卡瓦拉斷，然後把餘下的部分打撈出來，實現解卡。若活動法不行，則把封隔器以上的油管倒出來，再下鑽桿帶公錐打撈，然後正轉鑽具上提解卡。封隔器卡瓦卡鑽，還可以用震擊解卡。具體做法是把封隔器以上的油管倒出，用鑽桿下帶震擊器、加速器、安全接頭、打撈工具的組合鑽具，打撈封隔器，撈到後使用震擊器解卡。 第六節 套管整形 套管變形或錯斷後,內通徑減小,針對變形和錯斷點以下的各種工藝技術措施無法實施,導致油氣水井停產或報廢，而且能引發成片套損。因此，套管變形和錯斷後，應採取一定的技術措施進行整形擴徑，撈盡井下落物後，根據井況進行密封加固修復或取套修復，也可徹底報廢後側鑽修復。套管整形擴徑技術是套管變形和錯斷井修復的前提和基礎。 套管整形擴徑的常用工具有梨形脹管器、旋轉碾壓法整形，旋轉震擊式整形器、偏心輥子整形器、三錐輥套管整形器和各種形狀的銑錐。 第八節 套管加固 對變形、錯斷的套管經整形擴徑打開通道，撈盡井內落物後進行加固修復，一是防止套損井段復位通徑減小；二是保持套管井眼有一基本通道；三是密封加固能防止套損井段進水成為成片套損源；四是修復成本低。缺點是加固修復後，井眼內通徑減少。目前加固的方法有不密封丟手加固和液壓密封加固。 第十一節 電動潛油泵打撈 隨著電泵井的增加，作業過程中卡泵、電纜擊穿、脫落、掉泵、砂卡電泵、套管變形卡泵事故不斷發生，且電泵結構復雜、外徑大，加上電纜因素，人們曾一度被打撈電泵問題所困繞。 經多年攻關，已經總結出適合我國油田的一整套的打撈工藝及專用工具，為我國油井打撈技術又增添了新的一頁。 一、電泵事故分類 A類：電泵起不動，原管柱等未損壞。 B類：全套電泵機組，部分電纜、油管落入井內。 C類：只剩電機組或部分電機組在井內。 二、電泵打撈 1、上下活動打撈 原管柱未損壞情況下（A類），或其它情況下撈獲後，可在油管、地面設備允許的負荷內上下活動，以達到松動解卡撈獲電泵的目的，且不可轉管柱，更不能倒扣。 2、打撈電纜、管柱 活動無效時，對A類情況可以從電泵泄油器以上把油管與電纜全部切斷，起出油管和電纜，對於B類情況，撈獲後可採用震擊釋卡，若無效，也可採用切割或套、磨、銑等工藝把油管和電纜全部撈出。 3、打撈電泵 沖洗魚頂，下電泵卡瓦撈筒（需要時，還要套銑電泵）對電泵進行打撈。撈獲後，可用上下活動、震擊釋卡，若仍無效，就從泵連接螺栓處提斷，一節一節地提撈，直至把全部電泵機組全部撈出。 4、破壞性電泵打撈 倒掉電機上接頭，用特製工具抽出轉子、定子，最後磨掉電機外殼。 一、水泥漿封固永久報廢工藝技術 水泥漿封固永久報廢工藝技術主要適用於嚴重損壞的注水井及部分需補鑽調整井而需要作報廢處理的油井。 1、水泥漿封固永久報廢工藝原理 水泥漿封固永久報廢就是利用水泥漿對射孔井段、錯斷、破裂部位擠注封堵，達到永久封固報廢的目的。 2、施工方法 工程報廢井多屬井況復雜、套損嚴重井，一般有落物卡阻，因此按有落物的錯斷卡阻型井況介紹施工方法 。 1）壓井 2）試提、起原井管柱 3）列印 核實套損狀況、魚頂狀況、深度。 4）處理卡阻部位的落物 下擊或磨銑套損部位落物，讓出套損部位2~4m。 5）整形擴徑 選用梨形或錐形銑鞋、平底磨鞋等進行整形擴徑。 6）打撈 打撈處理套損部位以下落物。 7）通井 8）封固報廢 9）探水泥面 10）試壓 對灰塞試壓，壓力為15MPa，穩壓30min，壓力降不超過0.5MPa為合格。 11）完井

❷ 怎麼控制油氣井

鑽井工作不僅要求速度快，而且要求質量好。井身質量的好壞是油氣井完井質量的前提和基礎，它直接影響到油氣田勘探和開發工作的順利進行。

井身軸線偏離鉛垂方向的現象叫井斜。大量實踐說明，井斜嚴重將給鑽井、油氣田開發及採油等帶來各種危害，甚至引起事故。因此，有關井斜的一些指標是衡量一口井井身質量的重要參數。

井身斜度大了，為鑽達同一目的層所需的進尺就會增加。這樣不僅費用高，而且還可能由於深度的誤差，使地質資料不真實而得出錯誤的結論，漏掉油氣層。井斜過大、井底偏離設計位置過多，將會打亂油氣田開發井網分布方案，影響油氣層的採收率。

井斜使井眼變曲。鑽具在彎曲井眼中旋轉容易產生疲勞折斷。鑽具在嚴重彎曲的井段內，受下部鑽具拉力的作用，將給井壁和套管以接觸壓力，加劇鑽具和套管的磨損。同時,在長期的旋轉和起下鑽中，井壁將被鑽具磨起「鍵槽」而造成卡鑽。

固井時，在井斜變化大的嚴重彎曲井段，比鑽具剛度大的套管及測井儀器將不易下入，易發生卡鑽；下入井內的套管由於井斜不能居中，使水泥漿不易充滿整個套管外環形空間而影響固井質量。

綜上所述，井斜的危害是多方面的，後果是嚴重的，需要引起鑽井工作者的注意。

旋轉鑽井發展至今，還很難鑽成一口一點都不斜的直井。井眼總是或多或少要斜的。井斜給鑽井、開采帶來的危害程度與井斜的嚴重程度有關。輕微的井斜不致造成危害；嚴重井斜可能引發事故甚至使井報廢。那麼，什麼樣的井斜程度才是被允許的呢？這就存在一個井斜控制標准問題。在此標准之內的井，即可認為是可以接受的「直井」，從而避免徒勞追求絕對直井的行為，把井身質量建立在工程實際的基礎上。

我國井斜控制的標准為井眼曲率不大於3°/100m。至於井斜角及其他規定，要根據各地區的具體情況而定。勝利油田的評價情況見表5-1。

圖5-8定向井軌跡示意圖

實際上，可以說「三段式」井身軌跡只是「S型」井身軌跡的一種特殊情況而已。「S型」井身軌跡可以作為所有常規二維定向井井身軌跡的代表，使井身軌跡的設計得到和諧的統一。

常規井身軌跡設計應遵循以下原則：

(1)能實現鑽定向井的目的。對於裂縫性油層、厚度小的油層，為了增大油層的裸露面積、提高產量，往往設計成水平井或多底井。為滿足採油工藝的要求，叢式定向井多數設計成「S型」井身結構。為了避開井下障礙或防止井眼交叉，井身結構還可以設計成三維「S型」。對於救險井，主要是要求准確鑽達目標。因事故需側鑽的定向井，只要避開井下落魚(即井下落物)，斜出一定的水平位移即可。

(2)盡可能利用地層的造斜規律，可以大大減少人工造斜的工作量和困難。

(3)要有利於滿足採油工藝的要求。井眼曲率不宜過大，以利於改善抽油桿的工作條件；最好是垂直井段進入油層，以便於坐封封隔器以及進行其他增產措施。

(4)要有利於安全、優質、快速鑽井。這就要求選擇合適的井眼曲率、井身軌跡、造斜點以及相關的井身結構。

2.井身軌跡控制井身軌跡控制包括井斜控制和方位控制兩個方面。在定向鑽進過程中，為確保井眼按預定的井身軌跡發展，需要進行井身軌跡控制。一旦井眼偏離井身軌跡，也需要進行井身軌跡控制。因此，井身軌跡控制是定向鑽井技術中最重要的內容之一。

井斜控制即控制井眼井斜角的變化,可以採用兩種方法：一種是利用造斜工具造斜或增斜。有特殊需要時，也可以利用造斜工具來降斜。另一種方法是利用井底鑽具組合進行增斜、降斜和穩斜。

方位控制是控制井眼方位角的變化,也可採用兩種方法：一種是利用地層特性的自然漂移與井底鑽具組合達到目的。另一種方法是利用造斜工具強行改變井眼方位。

無論是井斜控制還是方位控制，都要利用兩種基本工具,造斜工具和井底鑽具組合。在定向鑽井發展初期，人們就開始利用造斜工具控制井斜和方位。隨著造斜工具的發展，有關造斜工具的理論和現場使用已日益成熟。至於井底鑽具組合，雖然人們很早就發現它對井斜和方位的變化都有很大影響，但在很長時間內對它的研究不夠。從20世紀50年代起，美國學者魯賓斯基開始研究鑽具組合的力學性能，主要用於打直井。直到60年代，才有人提出定向鑽井的井底鑽具組合的力學模型。井底鑽具組合的研究一時間成了熱門，不少學者使用不同的數學、力學方法進行研究和分析，至今方興未艾。

3.井身軌跡測量定向井測量資料是控制井身軌跡的依據。在井身軌跡的控制過程中,需要及時、准確地了解和掌握定向井基本參數的變化，才能採取相應措施，確保井身軌跡沿預定路徑發展。定向鑽井實踐證明：要完成高質量的定向井，除了合理的井身軌跡設計和有效的井身軌跡控制外，還需要使用性能優良的定向井測量儀器和裝備。目前這種趨勢日益明顯。

從20世紀50年代至今，井身軌跡測量技術發展極快，主要經歷了以下過程：鑽桿列印地面定向→氟氫酸玻璃管定向→單、多點磁性測斜儀定向→單、多點陀螺測斜儀定向→有線隨鑽測斜定向系統定向→無線隨鑽測斜定向系統定向。

鑽桿列印地面定向和氟氫酸玻璃管定向方法效率低、精度差，已被淘汰。單、多點磁性測斜儀和陀螺測斜儀是目前定向井施工中使用最多的測斜工具。有線隨鑽測斜定向系統是20世紀70年代中期研究成功的，廣泛用於造斜段測量。無線隨鑽測斜定向系統是70年代末期出現的，已在北海油田及美國某些油田使用，尚處於發展及完善階段。

❸ 套管安裝流程

套管安裝流程主要包括:安裝前准備、鑽孔修整、下管作業等。

(一)套管及機具下孔前的檢查與准備

1.套管串質量檢查

1)檢查現場套管材質是否符合設計要求;

2)檢查套管及接頭、接箍螺紋加工質量,用螺紋規抽檢螺紋松緊程度;

3)用內徑規逐根檢查套管內徑是否符合要求,檢查套管的彎曲度,將不合規格的套管剔除;

4)檢查下入套管附件(扶正器、套管座和套管浮力裝置)是否符合要求。

2.清洗套管螺紋,安裝接頭

對下入孔的套管及接頭螺紋全部進行清洗,並塗上螺紋粘結劑,裝好擰緊套管接頭。

3.認真丈量匹配下孔套管

逐根丈量下孔套管,並編號,復核,記錄,配置好短節。

4.配置套管扶正器

根據下孔套管串扶正器間距設計,配置好扶正器,並在已編號的套管上標記扶正器安裝位置。

5.檢查下孔套管裝備與工具

檢查下套管所需的升降系統、夾持工具的安全可靠性和儀表的靈敏性。

(二)下套管前的修整

1.套管座下放位置的確定

為了使套管底部能座牢靠,套管座應盡量選擇坐落在相對完整堅硬的地層上。若難以滿足,應先用水泥固結套管座位置,然後再下套管。如果套管用水泥固孔,可以同步固牢。

2.鑽孔擴孔、修孔

一般在下套管前都要進行擴孔,擴孔直徑根據設計及固孔要求而定。如果鑽孔不需要擴孔,應採用剛滿長鑽具(長度一般不少於10m)同徑修整孔壁(又稱劃眼),掃除厚泥皮,確保下套管順暢。

3.鑽進導向及沉渣孔

為了防止下套管過程中,套管和扶正器擦刮孔壁造成掉塊、泥皮及沉渣落入孔底,影響套管准確下到設定位置,下套管前須在孔底鑽一小直徑沉渣孔,亦作為下套管後換徑鑽進的導向孔。其直徑一般要小於所下套管內徑1～2級,深度5～10m為宜。

4.調整泥漿沖洗孔底

下套管前必須調整孔內泥漿性能,使泥漿性能既達到穩定孔壁要求,又能滿足下管固孔要求。鑽孔替換泥漿時,要逐漸進行,泥漿性能差異不能懸殊太大,以防孔壁失穩。鑽孔換漿後要加強循環和地表凈化,同時沖孔排清孔底沉渣。

5.試下套管

鑽孔整修程序完成之後可進行試下套管,套管串下入長度一般為20～30m。試下套管時,不宜帶扶正器,套管底部需帶引鞋裝置。

(三)下套管程序與工藝

1.組配套管串

套管串由套管引鞋、套管座、套管短節、浮力裝置(回壓凡爾)、扶正器、套管體與套管接箍等組成。下套管前應認真組裝好套管串部件,並在孔口用水泵進行試驗,尤其是浮力裝置中回壓凡爾的密封性、可靠性。一般鑽孔較淺、下入套管重量較輕(小於15t)時,可以不裝浮力裝置。

2.套管接頭密封與防回扣措施

每根下入的套管螺紋連接部位應塗抹高強力粘結劑(環氧樹脂或厭氧膠)並擰緊絲扣,以增加密封性、螺紋連接強度和防止鑽進過程中回扣。活動內套管也應在套管座處設計防回扣裝置。

3.套管扶正器的安放

下套管時,應按設計要求安放扶正器。如果是外平式套管,盡量不要把扶正器直接焊死在套管上,應焊接上下限位擋頭,給扶正器留一定的上下活動距離,使得套管下放局部遇卡及上下活動、轉動套管時不會破壞扶正器。

4.套管串下放作業要點

1)套管串下放時,必須按編號下入並認真記錄,個別套管需替換的,要記錄好更換位置。

2)套管下放時要慢、穩,遇阻時不能猛墩和強拉,應緩慢上下活動,必要時送泥漿循環沖孔。

3)如套管串下部裝有浮力裝置,套管串下到設計位置時,套管內要回灌沖洗液以平衡管內外壓力和套管浮力。

4)套管串准確下到預定位置後,應上提0.3～0.5m,孔口卡牢對上機上主桿,用大泵量泥漿沖孔排除沉渣和泥皮,並調整泥漿,逐漸替漿。

5)如套管串下入預定位置後不需要用水泥固孔,應往孔內泵入含砂量小於0.2%的優質高分子化學泥漿或高分子無固相沖洗液,以充填套管串與孔壁環空間隙,再將套管串底座落實在預定位置,這樣有利於鑽進過程中的減震及後續套管起拔。

6)套管串下到預定位置,鑽孔替漿後,應吊起套管串總重量的80%並固定於孔口套管密封裝置上,下部套管座(鞋)承載套管串20%的重量。

7)套管串下孔結束後,可轉入下步工序(水泥固孔或掃水泥塞、鑽浮力塞、下入內活動套管、鑽進等作業程序)。

8)內活動套管串的下入工藝基本與外套管串下入程序相似。重點是內活動套管串上下密封和扶正、減震,同時套管間環狀間隙也要配製無固相高分子填充液灌入,利於活動套管提拔和抗震。

9)尾管的下入工藝與上述流程基本一致。重點是尾管懸掛機構要安全可靠,下至上層套管串底部時務必卡固牢靠,反丟尾管前後要准確稱重並觀察泵壓力表變化,以准確判斷是否丟尾管成功。

5.膨脹套管下入及膨脹工藝流程

不同類型膨脹套管的膨脹方法及下入工藝有所差異,下面以實體膨脹管、由上至下膨脹方法為例,介紹膨脹套管下入及膨脹工藝流程(圖3-26)。

1)下入套管刮泥器,將整個計劃安放膨脹管的孔段刮洗干凈,如圖3-26(a)所示。

2)將通徑規由上至下放入,確保套管內徑比膨脹管外徑大,如果鑽孔直徑沒有達到要求還需下入擴孔鑽頭進行擴孔,如圖3-26(b)所示。

3)將膨脹管下到預定位置並上下活動數次,校正膨脹管的下放深度,在一定泵壓下循環泥漿,加壓使坐定矛張開,然後上提全部鑽具重量,繼續循環泥漿,如圖3-26(c)所示。

4)順時針方向回轉鑽具,將轉速逐漸增加至60r/min,將泵壓增加到一定值,保壓1min,然後停止回轉與循環。等待5min使坐定矛泄壓。上提、下壓鑽具,以檢查坐定矛是否坐定結實,如圖3-26(d)所示。

5)向鑽具內投鋼球,等鋼球到位後慢慢增加泵壓將剪切銷剪斷,停泵並將鑽具上提0.6～0.9m,以便泄壓,泄壓後將鑽具下放到原位,如圖3-26(e)所示。

6)開泵,在一定泵壓下循環泥漿,同時順時針回轉鑽具並逐漸將轉速增至100r/min。將泵壓逐漸增大到一定值,並以0.9～1.2m/min的速度上提鑽具,直到扭矩與上提力明顯減少。此時停止回轉與循環,並將全部鑽具提出孔外,如圖3-26(f)所示。

7)將組裝好的膨脹工具接在鑽桿下部,下放到膨脹管的頂部加壓,到位後上提膨脹工具0.3m,如圖3-26(g)所示。

8)在一定泵壓下循環泥漿,同時順時針回轉鑽桿並逐漸將轉速增至100r/min。逐漸增大泵量使泵壓達一定值後以0.9～1.2m/min的速度向下使膨脹管膨脹,此時扭矩與鑽壓都將增大。繼續膨脹作業直到扭矩與鑽壓消失(表明已膨脹完畢),停止回轉與循環,如圖3-26(h)所示。

9)將膨脹工具提出井外,根據要求隨後可進行膨脹管內徑測量和耐壓試驗,如圖3-26(i)所示。

圖3-26 無縫膨脹管下入膨脹作業流程