胜利油田注水井水侵的预防与处理--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

胜利油田注水井水侵的预防与处理

发表时间：2021/4/16 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：刘春平

[导读] 本文针对胜利地区钻井施工中易发生的水侵现象，提出了在钻遇注水井水侵前、钻遇注水井水侵时的井控压井措施，能够确保钻井施工的安全且对其它区块应对注水窜槽导致水侵的处理方法，具有一定借鉴意义。

胜利石油工程黄河钻井总公司     刘春平

摘要：本文针对胜利地区钻井施工中易发生的水侵现象，提出了在钻遇注水井水侵前、钻遇注水井水侵时的井控压井措施，能够确保钻井施工的安全且对其它区块应对注水窜槽导致水侵的处理方法，具有一定借鉴意义。
关键词：注水井窜槽水侵井控
        在油田开发过程中，通常会采用注水井将水注入油藏，保持或恢复油层压力，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。对低渗透油田一般采用高压注水的开发方式。高压注水开发在带来明显的经济效益的同时，也使注水井套管的工作环境不断恶化，套管所受的负载不断增加，造成套管出现不同程度的变径甚至破裂，部分井还出现了浅层套管漏失窜槽的情况。胜利油田部分老油区已经开采了近三十年，注水井密布，由于长期注水及部分注水井套管损坏,压力层系紊乱，在上部浅地层窜槽形成了“水窜”，钻井施工中易发生水侵给钻井施工带来极大隐患和危害。
        一水侵的原因
        1）产层的注采不平衡，在同一个产层，注水量多于采油量；
        2）砂层平面分部形态不均，对于分布面积较小的砂岩层，不可能全部在注采井控制范围内，注水井钻遇的砂岩体无采油井泄压，长期注水会形成高压；
        3）砂岩体在平面上渗透性不均，注水层位处于高渗透部位，采油井处于低渗透部位，在水线前缘会形成高压；
        4）砂体厚度不均，注水井处于厚度较大部位，采油井处于厚度较小的部位，采出量相对减少，在水线推到的部位会形成高压；
        5）断层遮挡的影响，注水井与采油井互不联通，注水井一侧也会形成高压；
       二水侵的危害
        1）由于地层松软,水侵层压力高,对井壁形成冲刷和浸泡,处理措施不当极易造成井眼坍塌、卡钻甚至可能导致井眼报废恶性事故。
        2）水侵后溢流量大,大量污水涌出地面,造成地面环境污染。
        3）水侵后钻井液密度降低，易诱发浅气层井喷事故。
        4）水侵后井径扩大率大，影响井身质量和固井质量。
        三水侵、水涌的预防及处理方法
         1、水侵、水涌的预防
        由于目前环保要求钻井施工现场大部分采用泥浆不落地工艺，罐体容积量较小、地层疏松，钻进速度快，钻井液处于自然造浆阶段，基本上是清水，密度低，性能差，一旦发生水侵，不能满足循环加重的要求，无法安全实施压井作业。因此，随时做好钻遇注水井水侵层的防范和准备工作至关重要。
         1）地质、工程技术交底。开钻前要详细了解邻井钻井施工情况，由包井工程师向钻井现场人员进行地质、工程、钻井液、井控等方面的技术交底。
         2）注水井停注、泄压。各开次开钻前要仔细实地检查井口周围300-1000m内注水井，并落实办理停注相应手续画出注水井分布示意草图，指定专人（技术员、值班干部）每天按要求检查注水井停注和泄压情况。
         3）重钻井液及重晶石粉储备。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

开钻前按照设计要求储备重钻井液、重晶石粉；储备的重钻井液密度应高于井内目前在用钻井液密度（0.25-0.30）g/cm3，定期搅拌加强维护、与井浆配伍；如果相邻水涌井使用最高钻井液密度高于1.45g/cm3，应储备3～5吨随钻堵漏材料；储备罐要配备足量的大功率泵，确保倒浆快速。
         4）建立三岗联坐坐岗制度。钻进期间专岗观察出口槽流量、接单根观察出口槽溢流显示和循环罐液面刻度变化。
         5）钻进至易水涌层位或主力油气层、注水层前100m，应进行短起下或通井，确保上部井眼畅通。钻开易水涌层位或主目的层前200m，要有专人坐岗，干部24h值班，要做到溢流早发现、早汇报、早处理。
         6）预期钻井液密度高于1.45g/cm3的，要起钻甩掉随钻测量仪器及动力钻具，更换常规钻具后再钻穿易水涌层位或主力油气层、注水层。禁止带地质导向仪器钻开易水涌层位或主力油气层、注水层。
         7）易水涌区块正常施工时钻井液密度尽量走设计上限，如果邻井提示水涌密度较高与设计最高密度相差超过0.1 g/cm3 的井及时与采油厂地质所沟通协调，调整实钻钻井液密度范围。
        2、水侵、水涌的处理方法
        1）发生溢流后应立即通知钻井公司技术中心、通知甲方、钻井监督并协调注水井停注，落实已停注水井的关停情况，同时联系生产部门组织重晶石粉及重浆。
        2）钻进和接单根期间发生溢流，要立即停止钻进、接单根等作业并将钻头提离井底，同时根据溢流速度、邻井压井液密度等大致确定压井所需钻井液密度并使用储备重浆压井。停泵观察溢流大小确定压井方法。（1）溢流小于0.2方/分钟（单凡尔的1/3），采用循环加重压井的方式进行，进口密度要高于井内密度0.1 -0.15g/cm3，循环加重加密测量循环周，若进出口不能平衡或出口密度持续下降或溢流量增加较多，直接改用置换法进行压井作业。（2）溢流大于0.2方/分钟（单凡尔的1/3），直接采用置换法进行压井，将储备重浆倒入循环罐内直接进行置换法压井，加密测量循环周，根据井眼附加10%-15%测算容积、出口密度和现场重浆数量确定置换的数量，置换完成后停泵观察溢流，若溢流小于0.2方/分钟（单凡尔的1/3），采用循环加重方式继续压井，若溢流大于0.2方/分钟（单凡尔的1/3），直接关井求压，确定压井密度，现场配置和拉运更高密度的钻井液准备压井。（3）溢流大于0.2方/分钟（单凡尔的1/3），若现场储备重浆数量少，不能满足一次置换数量的要求，将储备重浆一次性打至环空内，提高环空液柱压力，停泵观察和关井求压，进一步配置和拉运高密度钻井液准备压井使用，不允许边混重浆、边加重的方式压井，否则最终导致泥浆性能破坏，压井数量和密度不够被迫关井的被动局面。
        4）水涌溢流后关井，极易因环空堵塞引发恶性卡钻事故，且后续处理难度极大，因此除以下情况外不建议水涌溢流启动关井程序：（1）溢流物夹杂大量油气，有较大安全隐患；（2）应急放喷池、地面备用储备罐或沉沙罐已满，将引发环境污染事故。
        3、压井处置注意事项：
        1）压井施工要连续，不得随意停泵，期间要及时活动钻具防止水侵后钻井液滤失性能变差引发粘卡，并判断溢流流体性质。
        2）压井后要连续测量两个循环周钻井液密度，如密度不降低，可循环调整钻井液其它性能达标后进行短起下确定静液柱压力是否平衡，如不平衡可采取加重措施。如压井后钻井液密度不稳定可接着采取加重措施直至静液柱压力平衡地层压力。
        3）压井或加重钻井液密度超过1.50g/cm3，应加入2～3%随钻堵漏材料预防井漏。
        结论
        1）采用该方法，具有压井速度快，节省钻井液材料和重晶石粉，污水涌出量少的特点，能保证井控安全，减轻了地面环境污染，是目前比较有效的一种方法。
        2）胜利油田老区注水井多，具体受哪一口注水井的影响不详。同时由于长期注水和窜槽，因此不能仅依靠停周围注水井来解决水侵问题，必须依靠提高钻井液密度，平衡注水井水侵层的压力。
        3）由于水侵压力高,水涌量大，一旦水侵,返出的钻井液被污染后多为清水,没有悬浮能力，若直接采用重晶石粉压井,不仅加重速度慢，不能一次控制住水侵,而且重晶石粉易产生沉淀，造成井眼复杂,所以应采用混入重钻井液的方法一次性控制水侵。
        4）该预防和处理方法简便易学，对类似其它油田注水区块注水井窜槽水侵也有参考价值。
参考文献
【1】蒋希文. 钻井事故与复杂问题       北京：石油工业出版社，2006
【2】田利英. 溢流的原因、检测与预防   东营.中国石油大学出版社.2008
作者简介：刘春平,1975年生.1996年毕业于胜利石油学校钻井工程专业，现为黄河钻井技术装备中心现场工程师。