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井下作业实训课教学探讨与研究

作者:佚名 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-17

摘要:井下作业课程是石油工程的重点核心课程,井下作业课程的特点是操作性强。所以在我校专业课设置中特别设置了井下作业实训课程。井下作业实训课程与井下作业课程形成一套完...

  摘要:井下作业课程是石油工程的重点核心课程,井下作业课程的特点是操作性强。所以在我校专业课设置中特别设置了井下作业实训课程。井下作业实训课程与井下作业课程形成一套完整的课程体系,实现了理论与实践的相结合。为更好的为石油企业输送更加优秀的人才。

  关键词:井下作业;理论与实践;课程体系

  井下作业实训课程设置为4部分,检泵作业、打捞作业、压裂作业、解卡作业。主要由现场操作步骤与考核评价组成。

  压裂作业为例

  一、水力压裂作业

  水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施,不仅广泛用于低渗透油气藏,而且在中、高渗透油气藏的增产改造中也取得了很好的效果。水力压裂增产增注的原理主要是通过降低井底地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态,使原来的径向流动改变为油层与裂缝的近似单向流动和裂缝与井筒间的单向流动,消除了径向节流损失,大大降低了能量消耗,因而油气井产量或注水井注入量会大幅度提高。如果水力裂缝能连通油气层深处的产层和天然裂缝,则增产的效果会更明显。另外,水力压裂对井底附近受损害的油气层有解除堵塞的作用。

  二、操作步骤

  操作步骤时课程的核心部分,操作步骤一定要简练明晰。1.施工前的准备工作

  (1) 井况调查及资料准备

  井况调查包括井的地面调查和井下调查两个方面。地面调查包括井号、道路、井场、采油树和井口设备是否具备施工条件。井下调查包括井身结构、套管状况、砂面情况、井内有无落物、有无窜槽现象等。资料准备主要是指历次施工情况、井的基本数据、动态资料、分层测试资料等。

  (2) 压裂设备、工具及压裂材料准备

  准备满足施工设计要求、性能良好的压裂车、混砂车、仪表车、平衡车、管汇车、液氮车、液罐车、砂罐车、调配压裂液罐、压裂井口、高低压管汇、封隔器、喷砂器、水力锚等压裂设备工具。备足符合压裂设计要求的压裂液、支撑剂、预处理液及各种压裂液添加剂。

  (3) 探砂面、冲砂。为了解井筒内的砂柱高度,防止下压裂管柱时插旗杆,压前应探砂面,若砂面距射孔井段底界小于15m则必须冲砂。

  (4) 起出原井生产管柱。

  (5) 压井替喷。压裂施工前严格控制压井作业,如确需压井作业,应按规定履行审批手续;对新井射孔前、已压井作业的井及确定井内有污染物的井压裂前要进行替喷作业,替净井内的压井液及污染物。替喷所用清水量要求大于井筒容积的2.5倍以上,替喷时要一次完成,不得间断。

  (6) 壓裂层段预处理。为了保护油层及提高压裂施工效果,有些井在压裂施工前需要对油层进行预处理。油层污染严重或泥浆堵塞的,压裂前需要进行酸洗或酸化处理;油层岩石致密的,为了提高压裂效果,压裂前可进行水力喷射预处理;油层射孔未完全射开或出现射孔不完全的,需要补射孔后再进行压裂;油层有窜通现象时,应采取封窜措施后再进行压裂。

  (7) 组配压裂管柱,按施工设计管串结构顺序将压裂管柱下到设计位置。

  (8) 摆放压裂车组,连接地面压裂流程

  遵循安全、紧凑、因地制宜、便于指挥、便于施工、连接牢靠的压裂井场布置原则,安排好混砂车与管汇车,管汇车与压裂车,压裂泵车与井口的位置及距离,液氮车对称摆放,仪表车应安放在能看到井口的视野开阔的地点。

  高压管汇安装,管汇车到压裂泵车的高压管线应接成平行四边形,由井口到管汇车的连接顺序应为:井口、投球器、压力传感器、放空三通、单流阀、管汇车接成Z字形;低压管汇安装,每个压裂罐应有2个出口,接2根胶管入砂车吸入泵管汇;混砂车排出泵管汇到管汇车至少接3根专用胶管,管汇车到压裂泵车的上水管线必须用缠有钢丝的胶管,并尽可能减少弯曲。

  2.地面管线循环

  循环的目的是检查压裂车组设备性能,保证地面压裂流程管线畅通。

  3.高压管线试压

  试压的目的是检查地面设备、井口以及所有连接管线能否承受住压裂时的高压作用。

  关闭井口总闸门,并慢慢开动压裂车,用压裂液试压。试压的压力是预测的油层压力的1.2~1.5倍,稳压5min不刺不漏为合格。

  4.? 试挤。试挤的目的是检查井下压裂管柱及工具下入位置是否准确,工作是否正常。

  5.? 压裂。当经过试挤掌握地层吸水指数、地面的井下设备及工具一切正常,且试挤中排量正常、压力稳定后,就开始进行压裂;逐个启动或同时启动压裂车,加大排量,以很高的速度向井内泵注压裂液,使井底瞬时造成高压;当泵注量大大超过油层吸收能力,压裂液产生的压力大于地层破裂压力时,地层即被压开裂缝;继续泵入压裂液使裂缝进行延伸和扩展。

  6.? 加砂。裂缝延伸扩展开后,即可往压裂液内按比例加入支撑剂,将形成的裂缝支撑起来。

  7.? 替挤。替挤的目的是将未进入地层裂缝的那部分支撑剂全部挤入裂缝中去,这样既能有效的利用支撑剂,又能防止砂卡、砂堵事故的发生。

  替挤是当全部支撑剂加完后,用压裂液将地面管线和井下压裂管柱中的携砂液体全部挤进地层裂缝中去。

  8.? 关井扩散压力。压裂施工后,应关闭井口所有的进出口阀门,等待压裂液的破胶、滤失及裂缝的闭合,防止支撑剂随高粘液体返出裂缝,造成裂缝口铺砂浓度过低。扩散压力事件不少于压裂液破胶时间。

  9.? 放喷。按要求进行放喷,以免速度过快造成压后吐砂现象。

  10.???? 活动管柱。上提和下放井内压裂管柱,直到大钩悬重负荷正常为止。其目的是加速压裂封隔器的恢复,并将残留在工具上的砂子推落到井底,以便于压裂后管柱的起出,防止卡钻事故的发生。最后,起出压裂管柱,下生产管柱投产。

  11.???? 编写施工总结。

  三、考核标准

  指定合理的考核标准,主要考核学生实际操作能力,考核标准的设置要重细节。再压裂操作中要能熟练完成地面管线循环、高压管线试压、试挤操作并了解循环、试压、试挤的目的;能操作压裂车、混砂车、仪表车完成压裂、加砂、替挤操作,能根据压力曲线、排量曲线、砂比曲线调整实际施工过程中的排量、砂比及替挤量;熟悉关井扩散压力、放喷、活动管柱的方法及操作规范并能编写施工总结。

  四、总结

  井下作业实训课程的合理的设置,让学生能更好的掌握所学知识。

  参考文献:

  [1]时凤霞杨帆井下作业实训手册[M]石油工业出版社.2019:56.

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