海上分层注水防砂工艺技术分析.pdf

CleaningWorld2023年8 月管理与维护第39卷第8 期世洗界清文章编号：16 7 1-8 90 9（2 0 2 3）8-0 17 8-0 0 3海上分层注水防砂工艺技术分析杨杰（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300450)摘要：随着对海上油田的不断注水开发，海上油田会出现比较严峻的油层出砂问题，如果有关工作人员不能及时地进行处理，将会导致油井砂埋、管柱等设备磨损，进而对整个油田开发和生产工作产生不利的影响，给石油企业造成较大的经济损失。因此，在这种情况下，各大石油企业一定要与自身的发展状况相联系，将先进的海上分层注水防砂技术引入和运用到海上油田开采中，并引导员工规范化操作，杜绝各种违规行为的出现，保证技术应用可以起到很好的防砂效果，使油田的生产工作得以正常进行。基于此，本文对海上分层防砂工艺技术进行深入的分析和探讨，旨在更好的推动海上油田开采工作的开展。关键词：海上分层注水；防砂工艺技术；实践应用中图分类号：TE53文献标识码：A随着现代化经济的稳定增长，我们的石油开采行业必须紧跟时代发展步伐。针对当前我国海上油气资源开发过程中存在的问题，提出了一种新的、有效的、可持续发展的新思路。为此，有关的石油企业要充分发挥好分层注水防砂技术的应用优势，该技术的最大特点是结构简单，防砂效果好。在后续检查维修的过程中，施工技术管理人员不需要进行移动防砂管柱，这有助于工作人员减轻工作任务量，同时也提升了整体施工管理效率。1海上分层注水防砂工艺技术分析当前，海上分层注水防砂工艺技术已在各个区域的海上油田开采工作中得到了广泛的运用，并取得了很好的防砂效果，促进了石油企业以最小的投资获得最大的经济效益。海上分层注水防砂工艺技术具有一定的应用特点，工艺操作相对比较简单，防砂效果明显，极大程度上降低了人力成本和维修管理成本，为石油企业节约更多的成本预算。由于海上油田地层是由松散细碎的微粒组成，因此，当工作人员使用分层注水防砂技术时，这种技术的工艺管柱结构包括以下几个方面。（1）封隔器。封隔器的主要功能是进行地层封隔，便于后期现场工作人员进行分层注水，最大限度的提高防砂效果。当前市面上可供用户选用的封隔器型号有Y431、Y 4 4 1、Y 4 4 5 等，石油企业可以按照自己的需要，合理地选用相应的封隔器设备，其中顶部封隔器和沉砂封隔器应用较为频繁。顶部封隔器，它们的构造、工作原理大同小异。适用范围和特点：这种型号的为可循环使用的高性能顶部封隔器，它的主要用途是在完井防砂工作中，它可以永久地悬挂防砂管柱，可以使用液压坐封工具来进行坐封，可以使用专门的回收工具来回收封隔器，它具有以下几个方面的应用优势：它的结构紧凑，长度比较短，可以很方便地通过曲率半径小、狗腿度大的井眼。采用提前坐封设计，使用专门的坐封工具，可以防止提前坐封的发生。采用锁环型运动锁紧装置，为封隔器的坐封提供可靠的锁紧。胶筒由特种橡胶制成，能经受住不同程度的压力，延长了胶筒的使用时间。采用配套的特殊回收工具，可以直接向上提起解封。沉砂封隔器具有一定的结构特点，它们的结构、工作原理基本大同小异。是一种用于完井防砂施工的永久性封隔器，它具有支撑管柱、起到封堵的作用。它的特点是：封隔器的外径小，长度短，可用电缆或钻杆下进和坐封；配有特殊的座封工具、下入式工具，不仅能完成电缆的坐封、丢手，而且还能完成钻杆、油管的下入坐封和丢手；该封隔器的作者简介：杨杰（198 9-），大学本科，工程师，研究方向：井下作业技术及井筒工艺措施收稿日期：2 0 2 3-0 3-15。179杨杰.海上分层注工艺技术分析水防砂第39 卷主要零件采用了4 0 CrMnMo材料，其机械性能良好；卡瓦表面进行了碳化处理，可用于各种规格的钢级衬管；密封元件采用进口丁晴氢化橡胶制造，具有耐高温，耐老化，耐撕裂，解封号后易于恢复等优点。（2）滤砂管。在海上分层注水防砂工艺技术中，最主要的组成部分就是滤砂管，滤砂管柱一般分为两层结构，外管直径最小为10 cm，内管直径最小为7 cm。内外管之间是注水通道。滤砂管的外部会被一层铁皮包裹，目的是为了避免滤砂管的表面被侵蚀。在使用滤砂管防砂工艺技术的时候，不管选择哪一种滤砂管，都是将滤砂管与防砂封隔器等装备进行配置，并下沉到井中，从而使得滤砂管可以对标油层位置，然后坐封丢手。在油田开发中，由于原油流动，使砂从底部被带出，使较大面积的地层砂与原油相分离，从而起到防砂作用。与高压充填法比较，具有施工费用少、操作简单、可在油井前期和后期同步进行防砂处理等优点。双层预填充绕丝筛管，主要是由内层筛管、外层筛管、中心管、预填充砾石层组成，抗压强度较高，渗透率良好，循环面积较大，可对井筒内部液体进行分类过滤，防止地层砂进入到生产油筒，适用于小斜度井和直井中。不锈钢精梳棉滤砂管是由内管、外管和不锈钢丝压缩而成的金属棉片构成，它是一层起到挡砂作用的屏障，渗透性好，流动面积大，抗压性能好。由于在各种开采压力的条件下，会产生各种孔喉，使各种粒径的地层砂在经过孔喉管壁后流入井筒中，而用不锈钢丝挤压成型的精梳棉花具有较强的回弹力，从而有效确保了其抗砂性能。金属毡滤砂管是将钢丝网包裹在带孔中央管的外侧，使得金属丝可以在钢丝网的外侧均匀地分散，从而在钢丝网的外侧构成一种毡状，将其套在带孔套管的内侧，再对套管的两端进行封闭，利用金属毡和不锈钢丝网对地层砂进行密封处理，从而起到防砂效果。因为滤砂管的直径较大，所以它具有很大的渗透面积，可以达到大注入量的各项要求。利用陶瓷滤砂管对岩层中的砂进行阻挡，并依据岩层渗透性和挡砂精度等方面的要求，对陶粒粒径进行了合理的控制，以避免在井下工作时，陶粒粒径膨胀。陶瓷滤砂管具有较强的渗透性、耐酸碱性和耐高温，适用于注蒸汽热采井防砂。可膨胀的防砂筛管，包括可扩展的切缝中心管，过滤层，可扩张的防护外壳。它是一种特殊的金属丝网状物，附着于切割缝管体上，构成过滤层。结果表明，在膨胀时，中间层径向滑动，其余两层均有轴向滑动，直至防砂筛管至理想直径为止。他的特点是：过流面积大，可以增加单井的使用寿命，增加油气藏的采收率，并与管外封隔器相结合，可以实现分层开采，（3）注水阀。在海上分层注水防砂工艺技术的实际运用中，有关工作人员要想做到对注水阀流量进行最优调节，就一定要科学地使用单向流动阀。注水阀门是一种液压自动控制，在工作人员进行注水时，阀门会打开，水流通过注水阀门流入到地下。在注水作业结束后，注水阀会自动关闭，从而防止了地层中的水发生回吐问题，保证了海上油田生产的注水防砂工作效果。（4）安全接头。现场施工人员安全接头，将防砂管柱与匹配的坐封管柱相连接，将其下入油层，这种方法不但可以最大限度地提高注水油井的分层防砂效果，还可以将防砂的有效期进行延长，为石油企业节约了更多的施工管理成本和维修费用。2分层注水防砂工艺的施工工序分层注水防砂技术的具体施工工序为：根据施工设计方法，采用相应的技术措施，规范连接防砂管柱。施工现场技术人员在安装连接悬挂封隔器时候，要仔细检查接口的密封情况，以免产生裂缝，而对管柱防砂效果产生不利的影响。经工作人员确认没有问题之后，即可将配套的坐封内管插入防砂管内。这时，就可以向防砂管中缓慢注入水，并仔细检测各个管口有无渗漏现象。在注水结束后，大约等待12 15 min，如果液位没有出现明显的降低，则可以对防砂管具有较好的密封性做出正确的判定；正确地选取油管锚。现场施工技术人员要结合具体情况，合理地选择使用不用类型的油管锚，油管锚主要有两种，一种是液压式油管锚，一种是机械式油管锚，在使用液压式油管锚的时候，必须要对操纵管柱的升降进行科学地调控，并要将坐封的管柱压力严格地限制在6 9MPa之间。坐封封隔器，海上分层注水防砂工艺技术的施工应用，以Y441封隔器为例，可以通过设定6 MPa、8 MP a、12MPa、15 MP a 四个不同的加压级别，在设定加压级别的过程中，要保证每个压力级别静止5 min，然后在压力计示数的作用下，仔细观察封隔器内部的压力有无下降。如果里面的压力是恒定的，则要将其提升到下一个等级，在工作人员依次进行四种.180第8 期清洗世界不同的加压操作测试后，才能开启定压滑盖。在正确高效地将封隔器连接好之后，作为现场施工技术人员，在井口的油管中投入2.8 mm直径的钢球，并注意钢球的下滑位置，如果钢球的下滑位置与封隔器的球座相吻合，则要开启泵进行水力打压操作，将管内的压力提升到8 MPa，并且维持10 min，工作人员要通过实际的压力情况来确定封隔器的密封效果。3防蠕动分层注水管柱技术为了与挂滤砂管防砂工艺相匹配，并在充分考虑到海洋平台施工和生产条件的前提下，对防蠕动可洗井分层注水管柱进行了优化设计，主要的配套工具包括了防动密封扩张封隔器、同心可调测调一体化配水器、定压沉砂洗井阀，以及其他的配套工具。防蠕动密封扩张封隔器具有一定的结构特点，具有双胶筒、密封活塞结构，在停止注水时，其防蠕动胶筒就不解封，从而在某种程度上起到了对分注管柱的软锚定作用，使分注管柱的蠕动变得缓慢。在反循环洗井过程中，通过FMB型封隔器解除封堵，使洗井通道变得更宽，同时，通过油套环空，使洗井液体通过滤砂管和套筒环空流走，另一部分则是对注水管柱与防砂管柱环空进行清洗，将洗井液体排出到注水管和防砂管的环空中。最后，洗井液通过洗井阀门流入到油管中，返回到地面。“测试一体化”配水是一种以“测调”为基础的配水技术。利用地面仪器监视流量压力曲线，并依据现场监测的流量曲线对注入阀的水口进行调节，使注入阀的水口尺寸达到预定的流量标准，从而大大减轻测调工作量，提高了测调的精度，防蠕动分层注水管柱技术的施工流程是：按照施工设计的要求，顺序地将注水管柱与其他配套设备的各个接口进行连接，特别要注重对接口的密封情况进行检查。连接完成后，将注水管柱缓慢下降，在防砂管柱顶端距注水管柱15 m时，下放速度控制到2 0 m/min，直至注水管柱与防砂管柱达到接触面的高度，即可进行井口安装作业。在井口安装后，将水逐渐注入到注水管柱和防砂管中，直至水占到注水管柱的三分之二，然后，施工人员即可利用SMK344对防砂管柱进行上下封隔，同时，在封隔的过程中，施工人员要仔细检查防砂管柱的密封情况，确保上级SMK344封隔的安全性，从而达到保证下级SMK344封隔器压力平衡的目的。当操作人员进行维修和更换作业时，不需要移动防砂管柱，只要进行反洗井推动SMK344封隔器解封，再向上提管柱，即可将分层注水管柱抬出，最终下入新的注水管柱。分层注水防砂工艺技术是目前我国海上油气田普遍采用的一种新技术，它除具有操作简便、投资少等优点之外，还具有许多技术特征。首先，由于近年来频繁发生的海洋石油钻井污染问题，所以，近几年，我国对海上石油钻井环境管理的力度越来越大。在这种情况下，为了符合环保的要求，分层注水防砂工艺技术得到了广泛的应用。其次，针对海上油井的工作需求，分层注水防砂工艺技术还配置了两套安全防护装置，从而可以对井下的注水进行有效控制，避免了油层的返水问题。在管道投入使用一段时间后，应定期清洗管道。分层注水防砂技术中，防砂管柱移动方便，便于拆卸，减轻了后期的维修与管理工作压力。4结语从目前发展情况来看，随着我国经济的持续增长，我们国家对能源的使用需求也在增加，而油气资源是目前最重要的能源物质，对于我国经济发展起到了不可忽视的作用。因此，如何有效、平稳地开发出油气资源，是目前我国油田开发中待解决的问题。在油气资源开发过程中，经常会出现出砂问题，会影响到油田的正常生产，不及时有效处理还会造成严重的安全事故。所以，在海上油田开发中，必须对海上分层注水防砂技术的创新和运用给予足够的关注和重视。将这项技术在海上油田生产中进行有效地运用，可以帮助石油企业更加有效地对海上注水井出砂问题进行有效地处理，从而为石油企业创造更多的经济效益。参考文献：1张佳楠，李佳琦，王伟宇.强化技术集成与工艺配套，水井专项治理实施效果 J.油气开发，2019(12):198-199.2 潘国丽，将军，王晓丽.关于海上分层注水防砂工艺技术分析 J.石油工程，2 0 18(34):5 8-6 1.3张优化，林奕宇，钟夏安.国内油气田开发分层注水工艺技术现状及趋势探讨 .中国高新技术企业，2019(32):105-107.