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压裂返排提升低渗油藏开采
点击次数:1372 发布时间:2013-12-25

 十一五"期间,胜利油田探区试油井共524口,共探明石油地质储量53646×104t,其中低渗油藏占了一半以上。对低渗油藏,酸化压裂是重要的增产措施,这对压裂返排工艺提出了要求,包括:酸化压裂后要及时返排出压裂液,减少地层污染;随着压裂规模不断扩大、压裂深度不断加深、排液强度逐步增大,试油工作量也在逐年增多,排液周期长,影响压裂、酸化措施后的效果。 

  目前压裂返排工艺存在一下问题:压裂酸化后,转抽时间长,需要5~7天时间;随着压裂深度不断加深,深井试油比例增多,液面低造成原油易脱气,影响泵效;偏磨现象会更突出,油管磨损增加。针对以上问题,本院开展了低渗透油藏压裂返排一体化工艺技术研究。该技术是在压裂后不动管柱的情况下直接转为抽油泵抽汲试油的一种新工艺技术。该工艺技术可减少两次起下管柱工序,缩短试油周期,减少压后污染,提高压裂效果,保护压裂油管,减少作业成本。    低渗透油藏压裂返排一体化工艺技术可实现压裂后及时快速排液,缩短排液周期,减轻对地层的污染,同时又能抓住裂缝内初期高导流的有利时机,zui大限度地挖掘水力压裂的增产潜力,提高酸化、压裂增产效果。

  以往压裂后转抽,一般要经过洗井、起出压裂管柱、下管柱探冲砂、下泵等工序,平均转抽时间为6.9d,易污染油层,影响压裂效果。压裂排液一体化工艺管柱可实现不动压裂管柱直接转抽,一趟管柱完成酸化、压裂和抽汲求产,缩短排液周期。

  工艺管柱构成:主要由压裂管柱、抽油杆柱组合、压裂抽汲联作抽油泵、压裂防气装置、减磨接箍及封隔器等组成。

    管柱特点:实现不动压裂管柱直接下泵排液,转抽时间短,缩短排液周期;实现气液有效分离,减少气体对泵抽的影响,提高泵效。减少杆管偏磨,保护压裂油管,降低作业成本。

    采用常规管式抽油泵的试油方式,必须首先要起出原井管柱。因此,为减少作业环节,避免环境污染,研制了压裂抽汲联作抽油泵,即压裂酸化后不动管柱直接转抽的抽油泵。

 

  该泵外筒部分与压裂管柱一起下入井内。压裂施工后,工作筒随抽油杆柱下入管柱内,不动压裂管柱直接进行泵抽排液。主要由密封部分、泵筒、柱塞、出油阀、外筒、进油阀、锁紧装置等组成。

    工作原理:上冲程时,抽油杆带动柱塞上行,柱塞下部的空腔体积增大,压力降低,进油阀打开,井内原油经进油阀进入柱塞下部的空腔内。下冲程时,柱塞下部的空腔体积减小,压力升高,进油阀关闭,空腔内的原油经出油阀,进入抽油杆与油管环空,然后被排出到地面。

  特点主要有:增大了工作筒通径,zui大限度减小酸化压裂时的过流阻力;采用双级密封形式,保证密封的长期稳定可靠;采用等径刮砂结构防止柱塞砂卡;由于在外筒上不连接阀座,不存在高压流体冲刷损坏的问题,延长了该工艺管柱的生产时间。

  随着压裂深度不断加深,液面低造成原油脱气,影响泵效。当上冲程时,因为气体存在于泵筒内,当抽汲排液的时候筒内压力不能快速下降,不能及时打开固定阀,降低了泵的有效冲程。而且液体与气体在吸入过程中同时进入泵内,从而降低了单次冲程的排液量。另外,因为气体存在于泵的内腔,当下冲程的时候泵内的压力有不能快速升高,导致游动阀打开不及时,使得排油的时间降低了。当气体影响极端严重时,会造成泵腔内气体往复膨胀、压缩,固定阀和游动阀均无法开启,形成气锁,造成泵抽不出液。

  另外,试油管柱是闭式管柱,气体没有释放空间。如何建立气体排放通道是试油工艺的技术难点。因此,研制了用于压裂管柱内的防气装置,可有效进行气液分离,减少气体影响,提高泵的充满程度。该装置主要由中心管、滑套、内管和外管等组成。

    工作原理是:内管和外管连接于压裂管柱下部,随压裂管柱一起下入井内,待压裂施工后需泵抽时中心管随抽油杆柱、压裂抽汲联作泵内筒下入管柱内,打通排气通道。液体进入外管,由于气液密度差异,重力分离后,油流沿进液通道下行进入中心管,气体经内外管环空上行从排气通道排出,从而减小气体影响,提高泵效。

    抽油杆柱在井下处于一种悬挂状态,杆柱各点受力比较复杂,且处于变化中。在上冲程过程中,杆柱每一点的合力都是向上的,杆柱被拉直;中合点(即合力为零的点)以下的油管出现晃动并同抽油杆接箍发生偏磨。油管每一部位的合力在下冲程中,都是向下的,油管被拉直;杆柱各点受力比较复杂,且处于变化中。由于杆柱的塑性较强,上部的重力不会很快对下部形成压力,而下部杆柱在上冲程的惯性力作用下还在向上运动,大大增加了中下部杆柱的弯曲程度,杆柱发生弯曲的这种现象,称为失稳。杆柱失稳是偏磨的主要原因,随着下泵深度的增加,杆管失稳造成的偏磨更加严重,杆管的磨损增加,从而增加了作业成本。

  为了保护压裂油管,研制了杆、管减磨接箍,抽油杆减磨接箍是在抽油杆接箍表面熔结高强度非金属材料,减磨抗磨性能好;油管减磨接箍是将油管接箍内表面硬化光洁处理,台阶处圆滑过渡,降低摩阻,消除与抽油杆接箍的碰撞和切屑磨损,达到防止杆管偏磨,保护油管的目的。

    为了加快下泵速度,可使用连续抽油杆。钢质的连续油油杆主要优点是:抗疲劳、抗腐蚀、抗拉强度高、重量轻等,能够大幅减小抽油机的悬点载荷,降低抽油杆及油管的磨损。而且因为不使用接箍,不受接箍活塞效应的影响,消除了接箍的断脱难题,收到了很好的实际效果。

    根据所需长度在入井之前焊接一条没有接头的连续抽油杆。连续杆的下端焊接抽油泵的接头,到现场与光杆焊接。运输和存放时可缠绕在直径约5.5m的大滚筒上,起下速度可以达到1000m/h。

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