热采注汽井套管保护及防卡工艺研究.ppt

* * * 中国石化胜利油田××××××××材料 热采注汽井套管保护及防卡工艺研究 滨南采油厂 燕 旗 2009年3月 目 录 ZYQD 一、前言 二、注汽停止后对套管的损害 三、注汽过程中对套管的损害 四、包护套管及防卡措施 热采注汽井套管保护及防卡工艺研究 一、前言 稠油井蒸汽吞吐转周工艺中，采用热敏封隔器来提高注汽效果、保护油层套管，但在注完汽后起管柱时，经常遇到不同程度的管柱遇阻、遇卡现象。遇卡严重时需交大修进行处理,大修队上修后，采用大力上提能直接解卡的井很少，处理成功的方式有以下两种：①、大力上提、使管柱伸长打上吊卡，卸去井口帽，接管柱下放进行活动解卡。当遇到大力上提也打不上吊卡时，活动解卡也就无从谈起。只能采用下面的方法 ，②、动用火焊割井口帽，使管柱落井后在打捞解卡。通过这两种处理方式可以看出，只要能使注汽管柱下放，便可成功解决大部分的遇卡管柱。 大修作业队采用方法①能成功解决遇卡管柱的并不多见，基本上都采用方法②进行处理成功。但采用方法②存在弊端较多： 1、注汽井井口动火存在较大的风险性；（着火事故） 2、割井口过程中井口处于失控状态 ；（井喷失控） 3、割井口后管柱落井，造成隔热管及防砂管柱墩坏。（导致拔防沙管） 由此可见方法②是在不得已的情况下而采用的处理方式。 目 录 ZYQD 一、前言 二、注汽停止后对套管的损害 三、注汽过程中对套管的损害 四、包护套管及防卡措施 热采注汽井套管保护及防卡工艺研究 原因分析： 油层 经查相关资料，钢铁热膨胀系数为：温度每增加1℃，有1/10万的伸长量。经调查大量热采井的地质资料，入井隔热管的长度都在1000m以上。注汽温度大都在300℃以上。 经计算得出，隔热管柱在注汽后管柱伸长为：△L=注汽温度×隔热管原长×1/10万→ △L=300 ×1000 ×1/100000 ≈ 3（米） 注汽管柱入井后，高温高压热蒸汽自井口向下注入井内，隔热管柱因受热伸长，带动热敏封隔器下行。当所注蒸汽到达热敏封隔器时，它才受热膨胀座封。 当停注降温时，隔热管受冷收缩，而此时热敏封隔器还没有释放解封，只能被强行向上拉动。在被强行上移过程中，附着在套管壁上的污垢、结焦、锈斑等等，会在热敏封隔器上部越积越多。当积累一定程度时，就会被污垢等卡死，热敏封就无法移动。此时热敏封隔器即使降温解封，由于已被污物卡死，也无法移动。这就是我们为什么起不动管柱的原因所在。所以只要能使管柱下放，使热敏封隔器上部的污垢松散，即可解卡。这就是大修队大力上提不能解卡时，而采用接管柱下放或割井口使管柱落井后，能自动解卡的原因。 热采注汽井套管保护及防卡工艺研究 油层 原因分析： 解决注汽管柱遇卡问题 热敏封隔器一旦被卡死，对套管产生的破坏是非常巨大的，根据卡点公式：L=e×E×F/P（其中L为管柱总长m；F为管柱的截面积cm2；P为产生的拉应力KN；e为隔热管柱要缩回的长度即3m；E为钢材的弹性系数2.1×104MPa）。推导出→P=e×E×F/L →P=3×2.1×104×35.19/1000≈2217(KN)， 油层 200多吨负荷作用在套管及隔热管柱上，所产生的后果相当严重，可能导致隔热管柱断脱，及套管缩径、错断等。这种情况会缩短套管的使用寿命，甚至将其“终结”！在热敏封隔器被隔热管柱强行上拉时，若固井质量不好，封隔器下部套管会因巨大拉应力造成“缩径”，上部套管因挤压应力而产生“褶皱”。 折合226吨。 解决注汽管柱遇卡问题 油层 有些井并没有出现上述问题，原因在于此类井固井质量好，且套管强度高。但隔热管柱受冷收缩产生的巨大拉应力同样作用在套管上，“慢性”破坏套管外侧的固井水泥环。在经受多个注汽周期后，固井水泥环即被破坏，最后被破坏的就是套管。从而缩短了油井寿命。同时，隔热管柱受冷收缩产生的拉应力不能得到释放，也遭到“慢性”损伤，导致隔热管变形、弯曲，缩短了它的使用寿命。 目 录 ZYQD 一、前言 二、注汽停止后对套管的损害 三、注汽过程中对套管的损害 四、包护套管及防卡措施 油层 0 5 10 15 20 25 30 35 MPa 注汽过程中，完好的隔热管本体对热能起到隔热作用，但其接箍位置却将热能向外传递。 由于注汽温度高达300℃， 将环空中的水加热汽化。 随着水的汽化越来越多，得不到释放，环空压力逐渐升高，（因井口闸门关闭及热敏封隔器的座封形成了密闭空间）当压力升到一定程度将对套管及隔热管起到压力破坏作用。 目 录 ZYQD 一、前言 二、注汽停止后对套管的损害 三、注汽过程中对套管的损害 四、包护套管及防卡措施 注汽停止后包护套管及