TCP+N閥+螺桿泵三聯作測試技術在淺井試油中的應用

2013-10-28 龐振力 中石油集團海洋工程有限公司

  針對海上淺井試油對試油周期要求嚴格的具體情況,研究出一套適合淺層稠油易出砂地層的“TCP+N閥+螺桿泵三聯作測試”工藝技術,該工藝以一套管柱完成多項工序,從而達到減少洗壓井次數、縮短施工周期和防止地層二次污染的目的。該三聯作工藝在MD探區應用,取得了良好應用效果。該工藝切實可行、安全,并適用于稠油井測試。

  設計原則針對MD探區淺層具有以下特點:井淺,井深在1000m左右,試油層位在500~900m;淺層易出砂;井淺、溫度低、油稠;入井管柱本身自重太輕,封隔器坐封噸位不夠;N閥在超淺井開關時,計量套的延時機構太長,N閥開關井成功率低的特點,給測試施工帶來了很大的難度。真空技術網(http://bjjyhsfdc.com/)針對淺井測試的特殊井況,編寫施工設計時應遵循以下原則:

  (1)在確保海上施工的安全環保要求下完成該井的試油工作;

  (2)淺層井易出砂,要求優化管柱結構,做好防埋防卡設計,要求下井工具力求簡潔,性能可靠;

  (3)螺桿泵排液時,電纜加熱;

  (4)工藝技術上盡最大的努力達到地質資料錄取要求;

  (5)下鉆過程中,油管內灌注柴油液墊,做好防噴、防爆、防污染應急措施。

1、管柱結構及工作原理

  1.1、管柱結構

  射孔槍+壓力延時點火頭+Φ73mm油管(4根)+減震器+安全接頭+防砂篩管+安全接頭+RTTS封隔器+傳壓接頭+RTTS安全接頭+RTTS循環閥+Φ105mm鉆鋌(8根)+壓力計托筒+N閥+Φ73mm油管(2根)+RD循環閥+螺桿泵筒+Φ89mm平式油管(2根)+Φ89mm定位短接+Φ89mm油管。

  1.2、工藝原理

  該聯作工藝的基本原理為:將射孔槍、點火頭、縱徑向減震器與防砂篩管、封隔器、安全接頭、壓托、RD閥、N閥、螺桿泵等工具按設計的管串順序下至預定位置,然后測井校深,使射孔槍對準射孔層位,坐封封隔器,安裝井口。環空加壓11MPa,保持環空壓力打開N閥,然后采用投棒方式引爆射孔槍。射孔后若自噴則按照地質設計選用合適油嘴放噴,若不噴則關井,下抽油桿,下至預定位置后,并保持壓力環空加壓至11MPa,打開N閥,螺桿泵排液,落實產能液性,取完產能液性后停抽,環空泄壓關閉N閥,測壓力恢復,從而取得地層的完整資料。

2、結構特點

  該工藝采用一趟管柱完成多項工序,從而達到減少洗壓井次數、縮短施工周期和防止地層遭到二次污染的目的;抽油桿誘噴排液時,可以同時采用電纜加熱,降低原油粘度,提高稠油的導流能力;針對靜液柱壓力小于10MPa的淺井,N閥在開關井測試計量套延時時間過程,造成測試閥開關動作不確定,我們則采用不用計量套延時,直接靠壓縮氮氣,開關N閥,確保N閥開關成功;對于油管自重較輕,封隔器坐封噸位不夠,則采取增加鉆鋌加重管柱懸重;根據出砂情況,可以調整螺桿泵的轉速,控制排液強度,防止地層出砂。

3、適用范圍

  TCP+N閥+螺桿泵三聯作管柱在超淺井、稠油井、出砂井及含氣井均有很好的適應性。

4、施工步驟

  (1)井筒準備好后,將聯作工具按設計的要求下至預定位置。

  (2)測井校深,加配調整短接,使射孔槍對準射孔層位。

  (3)坐封封隔器,完成聯作管柱,安裝好井口,并對流程管線試壓。

  (4)通過環空加壓并保持環空壓力打開N閥,投棒點火引爆射孔槍。

  (5)射孔后,若自噴,則按選擇合適的油嘴放噴求產;若不噴,則下抽油桿帶螺桿泵轉子及加熱電纜泵抽排液求產。

  (6)停泵,起螺桿泵及加熱電纜。

  (7)打開RD循環閥反洗井,然后起出聯作管柱。

  (8)對測得的壓力恢復資料進行解釋處理,根據計算的地層參數確定下步措施。

5、現場應用

  TCP+N閥+螺桿泵聯作工藝簡單、可操作性強,目前應該在淺井及超淺井試油工藝技術上推廣應用。2011年在MD探區中施工的MD1井在工藝方面非常成功。

MDI井管柱結構圖

圖1 MDI井管柱結構圖

  實例:MD1井管柱結構如圖1所示,射孔井段分別是:598.6~602.8m;854.8~858.0m;2011年5月17~2011年5月25日對該井段進行TCP+N閥+螺桿泵三聯作。下鉆過程中嚴格控制下鉆速度,防止下鉆過快而形成的激動壓力提前造成N閥打開;坐封后環空打壓11MPa,保持環空壓力,打開N閥,射孔不噴,然后泄掉環空壓力,關閉N閥,再下抽油桿帶螺桿泵轉子,進行螺桿泵排液求產,螺桿泵轉速70r/min求產,日產水8.9m3,停抽,環空泄壓關閉N閥,測壓力恢復。

6、認識及建議

  (1)該聯作的關鍵是對N閥進行改造,不使用N閥延時機構計量套,開關井直接使用壓縮氮氣的方式。在下鉆過程中需要嚴格控制下鉆速度,防止過快造成的激動壓力提前開啟N閥,造成測試失敗。

  (2)該工藝可解決因井淺工具多管柱懸重較輕封隔器坐封噸位不足的問題。

  (3)該聯作管柱具有加熱功能,適合淺井稠油井試油測試。

  (4)工藝簡單、操作方便、施工周期短,具有良好的經濟效益。