ZW2-2-3井空心杆电加热(完善).doc

彰武区块
ZW2-2-3 井投产（机采）工程设计

中国石化东北油气分公司
2012年10月11日

彰武区块
ZW2-2-3 井投产（机采）工程设计
井段: 1378.4-1379.6m、1382.9-1384.8m
1385.9-1388.1m、1388.4-1389.3m
1391.1-1391.9m、1392.5-1393.3m
1394.8-1396.4m、1398.0-1399.3m
1445.9-1447.6m、1450.3-1454.0m
1456.1-1459.3m

设 计 人：李 臣
审 核 人：
复 审 人：
审 定 人：
审 批 人：

设计单位：工程技术研究院
设计日期：2012年10月11日
目 录
一、基础数据 1
二、套管数据 1
三、油层数据 1
四、井身轨迹 2
五、生产情况 3
六、试油、作业井史简况及生产异常情况 4
七、地质要求（主要作业内容、地质要求等） 4
八、井控内容 4
九、机采难点分析 5
十、机采设计 5
十一、施工步骤及要求 6
十二、质量、技术要求 7
十三、井控措施及安全环保要求 8
十四、施工送料 10
十五、管柱图 11

一、基础数据
完井日期
2012.9.28
水泥返高 (m)
349
完钻井深(m)
1537
固井质量
957.6-1542m好
完钻层位
九佛堂组（未穿）
钻井泥浆密度
1.10g/cm3
补心高 (m)
5.9
浸泡时间 (d)

油补距 (m)

钻井液漏失

最大井斜
45.25度/1533.25米
井涌

原人工井底(m)

生产层位
未投产
砂面 (m)

原生产井段
未投产
灰面 (m)

油层厚度 (m)

桥塞面 (m)

层数

二、套管数据
套管类型
外径(mm)
内径(mm)
钢级
壁厚(mm)
下入深度(m)
表层套管
244.5
226.62
J55
9.65
201.62
油层套管
139.7
124.26
J55/N80
7.72
1557.52
短套管位置(m)
（工程深度）

油层附近接箍位置（m）
1373、1384、1395、1406、1416、1427、1438、1449、1459
三、油层数据
解释层号
井段（m）
厚度（m）
孔数（16孔/m）
声波时差(μs/m)
孔隙度（%）
含油饱和度(%)
解释结论
15
1378.4--1379.6
1.2
19
261
17
24
差油层
16
1382.9--1384.8
1.9
30
264
19
55
油层
17
1385.9--1388.1
2.2
35
270
18
26
差油层
18
1388.4--1389.3
0.9
14
254
16
19
差油层
19
1391.1--1391.9
0.8
12
263
17
43
油层
20
1392.5--1393.3
0.8
12
270
17
43
油层
21
1394.8--1396.4
1.6
25
268
20
55
油层
22
1398.0--1399.3
1.3
20
258
13
11
差油层
27
1445.9--1447.6
1.7
27
255
13
32
差油层
28
1450.3--1454.0
3.7
59
263
20
51
油层
29
1456.1--1459.3
3.2
51
246
15
29
差油层
四、井身轨迹
井深
井斜
方位
水平位移
闭合方位
垂深
段长
狗腿度
全角变化率
m
deg
deg
m
deg
m
m
deg/100m
deg/100m
0
0
0
0
277.13
0
0
0.00
0
20.14
0.39
43.46
0.07
43.46
20.14
20.14
1.94
0.581
44.29
0.17
239.66
0.12
38.55
44.29
24.15
-0.91
0.69
73.02
0.5
296.47
0.15
328.76
73.02
28.73
1.15
0.45
101.81
0.43
339.54
0.36
321.32
101.81
28.79
-0.24
0.362
120.91
0.43
50.61
0.44
333.63
120.91
19.1
0.00
0.785
131.65
0.47
42.52
0.47
343.4
131.65
10.74
0.37
0.209
160.6
0.44
46.9
0.62
2.43
160.6
28.95
-0.10
0.048
189.22
0.5
53.45
0.79
15.1
189.22
28.62
0.21
0.084
230.96
1.1
86.87
1.17
40.02
230.95
41.74
1.44
0.529
259.04
0.9
79.17
1.56
52.43
259.03
28.08
-0.71
0.257
287.6
1.1
82.27
2.02
59.2
287.58
28.56
0.70
0.218
316.4
1.1
77.17
2.54
63.57
316.38
28.8
0.00
0.102
344.41
0.8
78
2.99
65.71
344.38
28.01
-1.07
0.322
373.04
0.4
18.57
3.26
65.17
373.01
28.63
-1.40
0.722
401.62
1
22.07
3.52
61.21
401.59
28.58
2.10
0.631
439.96
0.9
31.87
4.05
56.13
439.92
38.34
-0.26
0.149
497.5
0.5
199.07
4.26
55.67
497.46
57.54
-0.70
0.726
526.41
0.7
202.47
4.02
58.12
526.37
28.91
0.69
0.211
555.14
1
209.87
3.66
61.58
555.1
28.73
1.04
0.333
593
1.7
57.47
3.94
63.52
592.95
37.86
1.85
2.082
621.93
7.7
59
6.31
61.72
621.77
28.93
20.74
6.223
650.52
12.4
63.53
11.29
61.75
649.92
28.59
16.44
4.997
679.39
17
69.15
18.59
63.72
677.84
28.87
15.93
4.999
707.94
21.6
70.67
27.99
65.83
704.77
28.55
16.11
4.862
736.74
24.8
68.97
39.31
66.97
731.24
28.8

11.11
3.405
765.23
28.8
72.67
52.12
67.95
756.67
28.49
14.04
4.562
793.97
33.5
72.17
66.95
68.94
781.26
28.74
16.35
4.913
822.75
36.2
72.87
83.37
69.64
804.87
28.78
9.38
2.845
851.45
36.7
73.27
100.4
70.23
827.96
28.7
1.74
0.579
870.65
36.5
72.97
111.83
70.52
843.37
19.2
-1.04
0.419
889.33
37.2
74.27
123.02
70.8
858.32
18.68
3.75
1.683
908.42
39.4
75.67
134.82
71.17
873.3
19.09
11.52
3.716
937.05
39.3
74.37
152.93
71.63
895.44
28.63
-0.35
0.87
965.85
39.6
74.17
171.22
71.91
917.68
28.8
1.04
0.339
994.73
41.2
74.27
189.92
72.14
939.67
28.88
5.54
1.663
1023.53
40.9
73.57
208.82
72.3
961.39
28.8
-1.04
0.572
1052.3
41.2
73.57
227.71
72.4
983.09
28.77
1.04
0.313
1080.82
41.3
71.37
246.52
72.41
1004.53
28.52
0.35
1.529
1109.68
40.4
73.37
265.39
72.41
1026.36
28.86
-3.12
1.65
1138.14
39.4
77.47
283.61
72.6
1048.2
28.46
-3.51
2.965
1167.01
39.2
77.27
301.84
72.89
1070.54
28.87
-0.69
0.246
1195.87
39
78.1
319.98
73.16
1092.94
28.86
-0.69
0.582
1224.75
39.6
77.27
338.22
73.4
1115.29
28.88
2.08
0.829
1252.3
39.6
75.87
355.75
73.56
1136.52
27.55
0.00
0.972
1280.95
39.8
74.77
374.05
73.65
1158.56
28.65
0.70
0.765
1309.67
39.8
73.27
392.43
73.66
1180.62
28.72
0.00
1.003
1337.71
40.1
72.67
410.43
73.63
1202.12
28.04
1.07
0.522
1366.22
40.8
72.78
428.93
73.59
1223.82
28.51
2.46
0.74
1395.05
41.8
71.77
447.95
73.54
1245.47
28.83
3.47
1.251
1422.56
42.3
71.3
466.36
73.46
1265.9
27.51
1.82
0.644
1452.5
42.2
70.23
486.47
73.35
1288.06
29.94
-0.33
0.728
1481.29
41.9
69.67
505.72
73.22
1309.44
28.79
-1.04
0.5
1510.11
41.8
69.25
524.91
73.08
133091
28.82
-0.35
0.31
1537
41.7
69
542.77
72.95
1350.97
26.89
-0.37
0.217
五、生产情况
该井为新井，未投产。
六、试油、作业井史简况及生产异常情况
该井为新井，无作业及生产历史。
七、地质要求（主要作业内容、地质要求等）
1、对九佛堂组1378.4-1379.6m、1382.9-1384.8m、1385.9-1388.1m、1388.4-1389.3m、1391.1-1391.9m、1392.5-1393.3m、1394.8-1396.4m、1398.0-1399.3m、1445.9-1447.6m、1450.3-1454.0m、1456.1-1459.3m井段进行射孔，并分2段（1378.4-1399.3m、1445.9-1459.3m）进行压裂改造。
2、压裂改造后，根据抽汲排液情况确定投产工作制度。
3、严格贯彻执行QHSE体系。
八、井控内容
1、地层压力情况
作业类型
井段（m）
原始地层压力（MPa）
目前地层压力（MPa）
地层压力系数
拟射孔及压裂井段
1378.4-1379.6m
1382.9-1384.8m
1385.9-1388.1m
1388.4-1389.3m
1391.1-1391.9m
1392.5-1393.3m
1394.8-1396.4m
1398.0-1399.3m
1445.9-1447.6m
1450.3-1454.0m
1456.1-1459.3m
12.12

0.94（据彰武2井）
2、邻近对应连通油井情况
井号
日期
日产油(t)
日产液(t)
含水 (%)
气油比(m3/t)
动液面 (m)
压力系数
流体性质
备注
彰武2
2012.9.29
5.09
6.06
16

ZW2-1-1
2012.9.29
2.08
5.21
60

ZW2-4-3
2012.9.29
10.07
13.81
27.1

3、区域注水连通状况
目前无注水井。
4、硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体情况（资料来源）
全井未发现H2S、CO2异常。
5、根据油层压力（压力系数）选择合适的压井液、防喷器，做好井控防喷和安全环保工作。
九、机采难点分析
1、单井产量低：目前已投产的8口油井，日均产液6.34m3/d。
2、原油粘度大变化范围大：彰武2（40°-232mPa.s）、彰武2-2井原油粘度大（40°-4240mPa.s），井筒不降粘条件下往复有杆泵抽油难度大。
温度/℃
30
40
50
60
70
80
彰武2井油样粘度/mPa.s
412
232
104
76
52
36
彰武2-2井油样粘度/mPa.s
16560
4240
1360
640
320
160
彰武2-4-3井粘度/mPa•s
2160
560
313
128
89
56
3、造斜点593m，最大井斜45.25°，最大井斜深1533.25m，非等直径抽油杆螺杆泵抽油，在造斜段抽油杆易断裂。
十、机采设计
1、工艺措施
采用空心杆电加热降粘，采用空心杆扶正器短接防治偏磨，采用长柱塞防砂卡泵防止砂卡。
2、下泵深度
设计下泵深度：1300m（抽油泵处于稳斜段）。
3.电加热深度：
根据该区块ZW2-4-3井相关实验数据，本井加热深度为1200m（垂深1090m左右）。
4、生产参数
综合该井目的层供液情况、抽油泵工作条件以及配套装备等情况，设计生产参数：泵径φ44mm，冲程4.2m，冲次2～4min-1。
5、杆柱组合
采用Φ36mmD级空心杆，单级杆柱，Φ36mm空心光杆。
6、防偏磨设计
为降低杆柱的磨损，对造斜点及泵上位置通过添加抽油杆抗磨副及扶正器短接来防治偏磨,在稳斜段间隔使用抗磨副。
7、相关参数计算
最大载荷
最小载荷
扭矩
折算应力
电机功率
KN
KN
KN.m
MPa
KW
92
45
49
94
22
十一、施工步骤及要求
1、施工步骤
（1）解封洗井：解封压裂管柱并卸掉1根油管，回坐悬挂器，热水反循环洗井1.5-2周后起出压裂管柱。
（2）探砂面：用带笔尖的光油管探砂面，若砂面在射孔段之下20m，则不冲砂；若砂面距离射孔段小于20m，则冲砂至人工井底。
（3）下完井管柱与试压
完井管柱结构（自下而上）：31/2丝堵+7根φ89平式油管+φ73平母×φ89平公变扣+φ44mm长柱塞防砂卡抽油泵泵筒+φ73平式油管短节+27/8锚定式泄油器+φ73平公×φ89平母变扣+φ89平式油管+φ89平式双短接+油管悬挂器（上下螺纹为φ89平母）。长柱塞防砂卡抽油泵进液口深：1300m。
下完尾管、泵筒后，12MPa水压试验，10min压降不超过0.5MPa。
下完完井管柱后，油管5MPa水压试验，10min压降不超过0.5MPa。
（4）下完井抽油杆柱
完井抽油杆柱（自下而上）： φ44长柱塞（19抽油杆母扣）+19mm变22mm双公+22mm接箍+22mm变25mm双公+25mm接箍+φ25mm抽油杆96m+抽油杆变扣与电缆插座（25mm变36mm）+（φ36D空心抽油杆+φ36D空心抽油杆抗磨副）×24+（φ36D空心抽油杆扶正器短接+φ36D空心抽油杆抗磨副）×31+φ36D空心抽油杆560m+φ36D空心抽油杆短节+φ36D空心光杆+φ36D空心杆悬接器0.5m+φ25HL级杆2m。防冲距1.2m。
注意：1204-1300m每1根抽油杆加1个扶正器，共需要12个。扶正器位置在距抽油杆接箍0.5m处。
（5）装井口试抽憋压：按装好井口，修井机试抽憋压3MPa，10min压降不大于0.5MPa。
（6）下电缆
空心杆电缆下井前按行业标准要求用电表对电阻参数等进行检测，符合要求方可下井。
摆放好空心杆电缆绞车，固定好下电缆天轮，将电缆盘安装在空心杆电缆绞车上，检查确认绞车、电缆盘、天轮牢固好用方可进行下电缆施工。
从空杆悬接器处放入电缆插头，先人工慢慢放入电缆约10m，在用电缆绞车下电缆，初期下放速度控制在10m/min以内；下入200m后，下放速度保持在20m/min左右；快到位时，以20m/min的速度下入电缆，以使电缆插头可靠地插入电缆插座内（注意：电缆到位时应及时杀住电缆绞车）。
下完电缆应测电缆与空心杆之间的电阻，插头与插座接触良好方可进行下步施工。
安装电缆防水防磨盘根，连接好控制柜。
调试好空心杆电加热系统，并进行试加热，测量井口温度，检测系统试运行良好后方可进行下步施工。
（7）挂悬绳器试抽，正常后交井。
2、施工要求
（1）下油管前刷干净油管内外扣并抹丝扣油。
（2）下油管时用通管规通管。
（3）空心抽油杆需用通规通过。
（4）泄油器施工要求
a.下油管时，应打好背钳防止下部油管旋转；
b.严禁上下接头之间产生扭力，以防泄油孔被打开；
c.严禁中途试压或往油管内灌水，以防止中途锚定；
d.严禁在带有油管旋转装置的油井中使用；
e.与上部油管连接时，背钳应打在锚定器上部的油管接箍上；与下部油管连接时，管钳应打在下接头上。
十二、质量、技术要求
1、施工前，现场作好技术交底；施工中，应统一指挥，分工明确，责任到人。
2、根据压力资料选择合适密度的压井液，保证在压井时能够压井至进出口液量、性能一致。
3、若油层漏失严重，则采用暂堵剂暂堵，然后压井。
4、大钩必须能转动灵活，指重表灵敏完好。
5、下井管柱必须涂抹密封脂，上紧丝扣密封。
6、抽汲时抽子的沉没深度应不大于300m。
7、下井管柱必须刺洗干净、丈量准确，φ73mm油管每根用φ59mm*800mm内径规通过。下井前检查油管丝扣有无损坏，如有损坏不得下井。
8、每根油管下井前，要检查丝扣是否上完，有无错扣，丝扣未上完，分析原因，不许硬上。提放单根时油管应带上护丝，严禁猛摔猛放。
9、油管扣必须清洁，对扣前要涂匀丝扣油。扣上紧后上提要慢，入井时严防接箍顿井口。
10、下油管至最后几根时要放慢速度，以防沉砂或油管长度误差顿弯油管。下油管遇阻后，查明原因，及时处理。
11、所下管柱结构按设计要求进行。
12、完井后井口配件齐全不渗不漏。
十三、井控措施及安全环保要求
（一）井控措施
1、采油井口：选用KY-21-65井口，各联接部位要上全上紧。
2、作业井控：耐压21MPa半全封防喷器1套。
3、作业过程中及时观察液面上升情况，及时采取防喷措施。
（二）安全要求
1、施工队伍制定该井试油安全应急预案，报有关部门批准。开始施工前，应进行安全生产及技术措施交底，做好防喷预案，分工明确，严守岗位。
2、确保全日24小时发电的要求，井场照明要保证晚上能进行正常作业；保证井场逃生通道和出口应有足够照明，配置相应的防爆探照灯，以保证重要工作场所照明，便于采取应急措施和逃生，井场用电应符合SY5727-1995《井下作业井场用电安全要求》。
3、明确井控装置岗位责任制，由专人负责井控管理，严防井喷。井场周围应以黄色带隔离作为警示标志，并在井场和井架醒目位置悬挂安全警示牌。
4、在非封井状态下，严格执行“24小时值班制度”。
5、地面安全措施：
a、井口出来的油、气、水等流体，通过高压分离器分离，分离出的污水进污水罐，天然气点火烧掉。
b、放喷管线必须用硬管线，出口不准上死弯头，并固定牢固；出口在井口、值班房的下风口，并必须距井口50m以外，高压油气井必须距井口100m以外。
c、排液期间所有放喷管线出口的燃烧筒处应有长明火始终燃烧；特别是改造后放喷，因天然气浓度低、含有H2S等因素，燃烧困难等情况下，应保证长明火正常燃烧，同时采取防中毒措施，确保放喷顺利进行。
6、防火措施：
a、主要消防器材要求摆放在井口及井场的重点部位，专人保管，定期检查。
b、井口操作应避免金属撞击产生火花。
c、具有安全点火条件和防止火灾措施，同时注意防止污染周围地面环境。
d、作业期间，井场内不得使用明火，严禁在井场吸烟；因特殊情况需用时，应经安全消防部门批准，并有相应的防火措施。
e、全体施工人员都要进行防火、防喷、防毒、救护等专业知识培训，并经考核合格；另外还应进行实战演习，培训及演习情况都要做好记录备查。
(三)健康要求
1、施工人员必须穿戴劳保用品。
2、有足够照明，配置相应的防爆探照灯，以保证重要工作场所照明，便于采取应急措施和逃生。
3、发电机、施工车辆应距井口25m以外，在季节风的上风向。
(四)环保要求
1、井场应平整，排水沟应畅通，污水、雨水能分排，地面无积水及障碍物。
2、不得将生活、工业废物乱扔、乱放，必须用塑料袋装好后统一处理。
3、作业结束后，对作业场地进行平整，复原。

12

十四、施工送料
彰武2-2-3井投产备料表
序号
材料
规格型号
数量
要求
送料单位
1
抽油机
CYJ12-4.2-73HY
1台
配备常规传动比减速器，380V、12级、30KW，永磁同步电机
东北物供
2
采油井口
KY21-78/65
1套
油管悬挂器上下螺纹：φ89平母(带φ89mm×6.54mm×0.3m N80-NU)
3
油管
φ89mm×6.54mm N80-NU
1350m
用本井压裂油管
4
油管短节
φ73mm×5.51mm×1m N80-NU
1根

5
抽油杆
25mm抽油杆
96m

6
抽油杆双公
19mm变22mm
1个

22mm变25mm
1个

7
抽油杆接箍
22mm
1个

25mm
1个

8
杆体式扶正器
25mm
12个
最大外径65-70mm
9
长柱塞防砂卡抽油泵
CYB44TH1.2-5.4
1台
2号间隙泵
10
锚定式泄油器
2-7/8″
1套

11
油管变扣
Φ89平母×φ73mm平公
1个

12
油管变扣
φ73平母×φ89平公变扣
1个

13
引斜丝堵
3-1/2″
1个

14
方卡
Φ25mm（含卡瓦片）
3个

15
实心抽油杆短节
25mm×2m HL级或特制短杆
1根

16
电热杆加热体
φ35㎜²
1300m
Ⅱ型，外径为14mm；单相缆芯截面积10mm2，单芯线径3.57mm

17
电加热变频控制柜
100kW
1套
智能中频加热
18
铁板房
2m×2m×2m
1座

19
空心杆悬接器
φ36mm D

1个
电缆三通
20
空心光杆密封器
Φ36mm
1个
防喷盒
21
空心光杆
KGW36-60D8000Z
1根

22
空心抽油杆短节
KGW36-60D1000Z
1根

KGW36-60D1500Z
1根
KGW36-60D2000Z
1根
KGW36-60D3000Z
1根
23
空心抽油杆
KGW36-60D8000Z
768m

24
空心杆抗磨副
KMF36D-70
456m

25
空心杆扶正器短接

32个
与36mm空心抽油杆配套使用
26
电缆插座与抽油杆变扣

1套
要求：上端为Φ36mm空心杆公扣，下端为Φ25mm实心杆公扣

十五、管柱图
1、目前井下工具
700型压裂井口+N80NUΦ89mm油管 +滑套喷砂器1543m+水力锚+K344封隔器（1545±1m，避开套管接箍）+调整短接+滑套喷砂器1557m+水力锚+K344封隔器（1559±1m，避开套管接箍）+1根N80NUΦ89mm油管+节流器1570m。

ZW2-2-3井压裂管柱工艺示意图

2、完井管柱示意图
沉砂尾管
长柱塞防砂泵1300m
引斜丝堵1357m
人工井底：待探
泄油器
1378.4m
1459.3m

彰武2-2-3井完井管柱示意图