化学堵水风险分析与控制研究

发表时间:2020/12/8   来源:《科学与技术》2020年28卷21期   作者:毕海峰
[导读] 油田目前已进入高含水开发阶段,部分区块综合含水已达95%以上,找堵水工艺应用成为油田实现控水稳油的主要措施
        毕海峰
        中原油田分公司濮东采油厂   河南濮阳   457001
        摘要:油田目前已进入高含水开发阶段,部分区块综合含水已达95%以上,找堵水工艺应用成为油田实现控水稳油的主要措施。由于化学堵水是一项高投入、高风险工艺技术措施,在施工过程中存在着各种技术难点及施工风险,主要影响因素有储层物性、井筒条件、堵剂质量及施工工艺。针对于此,对化学堵水施工过程中地面施工设备、井下管柱、选井选层存在安全风险的节点进行了分析和梳理,并采取了针对性的办法和措施进行控制,从而提高化学堵水施工的安全性和封堵成功率。
        关键词:化学堵水、安全风险、风险控制、封堵

        风险通常被解释为“可能发生的危险”,化学堵水作为一种特殊的高压施工,在各个节点都存在着或多或少的风险,这些风险有着危险发生的不潜在性和不确定性。这样就需要我们了解风险点存在的特征及原因,并找出风险控制的方法。
1 地面设备的风险分析与控制研究
        化学堵水作为一种高压施工作业,对地面井口、车辆、管线、计量池等设备有着严格的要求。
1.1井口设备的风险分析与控制方法
1.1.1井口试压程序的规范
        在化堵施工中,井口作为地面主要承压设备之一,试压程序的规范直接影响着化堵施工中井口的风险点的控制。首先,试压介质采用水密封试压,试压规定按设计试压值及稳压时间,压降不超过0.5MPa为合格,试压听指挥并注意安全;其次,不允许井口泄压,在确保安全的同时注重环保;最后,为保证每个闸门都能按要求试压,试压工具选择试压泵或试压车,确保试压操作的安全。试压结束后检查所有连接螺栓是否有松动,若有松动进行紧固。
1.1.2井口耐压等级的选择
        在挤堵过程中,压力的突然上升,会带来井口局部承压较重且有上顶井口风险的存在。
因此在挤堵措施中井口由KZ65-35型井口更换为KZ65-60型井口,并用钢丝绳打地锚固定井口,提高井口耐压等级,提高施工过程中安全性。
1.2 施工车辆及计量设备的风险与控制
1.2.1泵车的风险点及控制
        在挤堵在施工中,上水管线堵塞,上水不好造成堵剂沉积过快,压力突然上升,会带来井下及地面管线高压风险及井下管柱安全事故,高压时针型阀刺漏同样会带来井下及地面安全事故。因此在挤堵施工中需要提高化堵700型车辆检查标准,由特车大队在车辆出发前对关键部位如上水管线、针型阀等关键部位进行仔细检查,车辆到施工现场后,泵车司机有问题及时与现场技术人员交底并沟通,并在挤堵前进行现场测试车辆运行状况。并做到统一指挥。做到人人明确自己的职责,认真履行好自己的职责。
1.2.2罐车的风险点及控制
        挤堵时需配有堵剂罐车与清水罐,堵剂罐车未达到有效清洁,会造成施工中泵车卡泵、堵剂过早凝固堵塞罐车。清水罐车不清洁,同样会造成泵车卡泵,且会造成隔离液失效,施工压力突然上升,堵油管等井下安全事故。因此两种罐车在施工前均需进行清洁大颗粒杂物,并用清水进行清洗罐车。
1.2.3计量池的选择
        计量池的清洁与否,直接影响上水管线通畅程度。要求使用清洁的标准计量池计量,且准备12m3和2 m3计量池各一个,分别用来计量堵剂与清水,一次性连续注入,避免堵剂与水混合的混浆段造成的堵油管事故发生。


2 井下管柱的风险分析与控制
2.1井下管柱的风险分析及风险控制
        在挤堵施工中,由于管柱设计与施工顶替水量等隐私的影响,如不当易造成堵油管、卡管柱、预留塞面过高、封堵失败等,甚至造成大修。
2.1.1挤堵施工设计的优化
        在编写工程设计时,根据井况、井史等情况,设计笔尖位置到待挤层上界300-500米,提高对压力控制的可操作范围。对风险关键节点,如井口类型、井口地锚固定、双泵车、泵车管线连接等进行标准要求。
2.1.2施工关键工序的优化
        在挤堵前,由于对地层吸水能力的不确定性,且区块内单井井况各异,如盲目进行挤堵施工,会造成堵剂的浪费及压力失控带来的井下管柱安全事故。因此在施工前进行测吸水工序,了解地层的吸水能力以便于后续挤堵施工。
2.2井下工具的优化配套
2.2.1分层挤堵井下工具风险分析
        分层挤堵作为化学堵水工艺的手段之一,以往主要采取Y221型封隔器+水力锚+反洗阀的整体挤堵工艺管柱,在应用过程中存在着一定的不足与风险,主要表现在以下方面:正常情况下,第一,挤堵完成后需上提管柱,在上提管柱时,导致塞面上移,封堵有效期短或成功率低;第二,保护层位为低压层时,水力锚无法回收,造成解封困难;异常情况下,首先
压力突然升高时,反洗阀无法打开,造成堵油管事故。其次封堵层与保护层出现层窜时,易造成卡管柱,甚至大修。
2.2.2分层挤堵风险控制
        为降低分层挤堵施工风险,研究并应用了插管式分层挤堵工艺,该工艺中的插管式封隔器承压能力高,能达到40MPa以上,挤堵完成后起出管柱,插管封隔器可实现自动密封,防止塞上移,保证封堵效果。施工出现异常时,压力突然升高等情况,可直接拔出插管,底部通道关闭实现密封,确保管柱安全及封堵效果。
3 选井选层的风险分析与控制
3.1选井选层的风险
        选井选层研究是化学堵水风险控制中尤为重要的一个环节,选井选层的不当可能导致后面的堵剂类型的选择、堵水设计、现场施工组织与管理风险控制的努力成为徒劳。通过选井选层综合研究地层出水原因,通过地质方案解读地层出水类型或漏失地层性质,查阅单井井史资料,分析井况及后续施工工序是否可行,以判断该井该层是否可进行化学堵水措施。如选井选层不当,可能会造成挤堵后不能取得相应的效果,造成巨大的人力、物力的浪费和经济损失,更有甚至可能导致挤堵失败或井筒井况的进一步恶化而影响下步开采。
3.2选井选层风险的控制方法
        要研究选井选层的风险分析与控制方法,必须了解影响化学堵水效果的各种因素。首先,根据地质方案提供资料及具体作业施工情况,如验套、测吸水等工序,判断待封堵层位出水层,还是漏失层。若为出水层,则需考虑出水类型及来源、地层吸水能力;若为漏失层,则需考虑封堵剂的选择问题。其次,在选井上该井挤堵后是否影响下步施工工序,如钻塞、补孔或下大直径工具。
        控制化学堵水选井选层风险关键在于选井选层综合研究,充分运用测井温、氧活化找窜、测吸水、井史资料、生产动态、邻近井化学堵水效果等资料确定单井待封堵层类型、物性、吸水能力、井筒状况等,由此来确定选井选层的标准。
4结论
        (1)系统总结了化学堵水中可能遇到的各种风险,深入研究并总结了各种风险发生的原因及可能带来的不利影响,并研究了控制和降低风险的方法。
        (2)通过对化堵管柱风险分析,研究应用了插管式分层挤堵工艺了,并进行了化堵管柱受力分析研究,降低风险的同时丰富完善了化学堵水工艺技术。
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