【正文】 ite 水泥 A9 少量的常規(guī)水泥，其后為高粘度 高溫水泥 A10 100 袋 50/50 Pozmix H 級水泥加入40%的含有 40%硅粉的 Lumite 水泥 A11 2910英尺到 2559英尺使用耐熱水泥 A17 高溫油井水泥 A19 2:1 比例的 poxmix和含 8%%R5 的耐熱水泥 油管 A5 在輸入端上部為 27/懸掛 A8 熱采井里面的套 管 A9 1 英寸的測溫孔 A10 27/；之上封隔為水的注入 A13 23/, 在底部 10ft Incoloy 接頭 上部是可塑性包裹接頭。流體靜壓力 23/ lbm/ft 的油管修正鑄鋼接頭和 FJ60 螺紋； Inconel 接頭在下部，注水放下23/8in. 油管；空氣在 31/2in. 尾管和 23/ A18 27/ A24 27/ （ 1） 水泥 根據(jù)要面臨高溫 問題，使用具有熱穩(wěn)定性的水泥漿。在實施火燒油層區(qū)域上 30米 的上部使用常用的硅酸鹽水泥完井。燃燒區(qū)域使用具有熱穩(wěn)定性的水泥漿 [18]，研究發(fā)現(xiàn)，使用二氧化硅（或含有二氧化硅）的 API 類 G 級水泥混合配制的水泥會影響采收率。使用石墨（天然碳纖維、礦棉渣）和變高嶺石（硅酸鋁）配制的具有熱穩(wěn)定性的高稠水泥漿在高熱循環(huán)溫度下 （ 450℃ ） 對抗壓強度和流體滲透率沒有顯著的負面影響，從而適合充填到燃燒區(qū)域。這種 API 類 G 級水泥的水、石墨、變高嶺石的最優(yōu)化配比成分分別是 55%， 15%和 % BWOC。 （ 2） 套管 經(jīng)過 大量的試驗研究證明 ， 較普通套管而言 ， Cr 含量 為 3%的套管 [9]產(chǎn)品具有良好的抗 CO H2S 和 Cl腐蝕性能 ， 是一種價格適中的 “ 經(jīng)濟型 ” 非 API 系列油套管產(chǎn)品 。 因此 ， 火驅(qū)采油套管用鋼的選材在 Cr 含量 3%的基礎上進行成分調(diào)整， 復合添加 Mo、 W、 V 等合金元素提高材料的耐熱性能。 抗腐蝕性能見下表 。 提高熱采水平井火驅(qū)開發(fā)效率的完井技術(shù)研究 25 表 CO2 腐蝕速率試驗條件與結(jié)果 鋼號 試驗條件 局部腐蝕 腐蝕速度 /（ mm?a1） BG80H3Cr T=60℃， v=， Pco2= 無 普通 N80 嚴重 50 BG80H3Cr T=90℃， v=， Pco2= 無 普通 N80 嚴重 41 （ 3） 防腐蝕對策 針對 氧 化 腐蝕 ， 主要利用化學方法防腐 ， 在注水前后向注入井注入緩蝕劑進行處理 ， 將注入水進行脫氧 、 脫氣 、 殺菌處理 ， 注水過程中添加緩蝕劑進行防腐處理。 如果使用干法燃燒，使用過濾裝置嚴格的除去空氣中的水蒸氣，避免水對氧化反應的催化作用。 （ 4） 射孔 為準確控制注氣位置 ， 防止空氣上竄到其他層 ， 應使用套管射孔完井。套管使用J55 等級和 K55 材料 。 為注入空氣 ， 可使用不銹鋼油管（防 止高溫氧化腐蝕） 。 在防沙問題上，使用襯管比較普遍，但考慮到高溫腐蝕環(huán)境，使用 礫石填充 完井 以 避免注空氣停止時出砂 的效果會更好 。 （ 5） 注氣速度 選擇合適的注氣速度一直是火燒油層技術(shù)的一個難題 [14]。 如前所述 ， 高溫可動油經(jīng)水平井產(chǎn)出會使水平井段所處條帶的溫度升高 ， 當該處溫度升高到一定程度后 ， 一旦氧氣從水平段突破 ， 發(fā)生高溫氧化 （ 燃燒 ） 則難以避免 。 要實現(xiàn)穩(wěn)定泄油并保證燃燒前緣不從水平井突破 ， 就必須使空氣中的氧氣全部在結(jié)焦帶之前消耗掉 。 換句話說 ，既要保證注入空氣中的氮氣 、 燃燒生成的二氧化碳從水平井排泄出去 （ 否則就 會就地成為滅火劑 ） ， 又要保證注入空氣中的氧氣不從水平井排泄出去 。 這在注 、 采工作制度的控制上存在相當大的難度 。 如圖 和圖 所示注氣速度過大和過小，均會影響生產(chǎn)。 西南石油大學本科畢業(yè)設計 （論文） 26 圖 注氣速 度過小造成油層無法充分燃燒 圖 注入速度過大 造成前緣從水平段突破 在理論上 ， 注 、 采平衡關系的設計和動態(tài)控制必須滿足 2 個條件 ： ① 燃燒帶加熱形成的高溫可動油必須及時被采出 。 ② 可動油流到水平段后 ， 不與注入空氣中的氧氣發(fā)生接觸。 一旦燃燒前緣從水平井段突破 ， 就會造成大量未被燃燒帶波及區(qū)域的原油無法被采出 ， 形成死油 區(qū)。 為避免上述問題的發(fā)生，需要一套實時的井下監(jiān)測設備來獲得油層的燃燒信息，得出最佳的注氣速度，保證開采的高效進行。 如何制定合理的注 、 采工作制度 ， 確保煙道氣有效排出的情況下氧氣不從水平生產(chǎn)井突破 ， 是下一步進行火驅(qū)輔助重力泄油技術(shù)研究的一個重要內(nèi)容 。 提高熱采水平井火驅(qū)開發(fā)效率的完井技術(shù)研究 27 生產(chǎn)井 完井技術(shù) 優(yōu)選 對于生產(chǎn)井而言，需要面對高溫 、 CO2腐蝕、氧化腐蝕、出砂等問題。 國外一些項目生產(chǎn)井使用的完井技術(shù) 統(tǒng)計 如表 所示 。 表 國外一些項目生產(chǎn)井使用的完井技術(shù) 統(tǒng)計表 項目編號 完井情況 項目編號 完井情況 套管（英寸） A2 85/8，至產(chǎn)層頂部 A5 85/8，至產(chǎn)層頂部 A7 7 A8 51/2 A9 51/2 A10 7，至產(chǎn)層頂部 A11 51/2(14 lbm/ft K55) A13 7(23 lbm/ft K55) A17 51/2(J55 STC) A18 7(J55) A19 7(17 lbm/ft H40 STC) A24 95/8 裸眼完井 A1 篩管， 60 篩眼孔槽 A2 85/8in， 60 篩眼孔槽篩管 A5 85/8in， 60 篩眼孔槽篩管 A6 85/8in， .， 43/4in， 槽篩管。 65/8in， 65/8in， 。 A7 無篩管 A9 51/2in. 孔槽篩管 A17 無篩管 A24 51/2in. 孔槽篩管 射孔完井 A7 通過全部間隔或者 3或 4個短間隔 A8 全部產(chǎn)層 21/ A9 除有效厚度上部 20 英尺外，所有其他均射孔 A10 每英尺 2 個孔 A19 砂巖層沒英尺 4 個孔 鋼材種類 A2 316SS 篩管和油管 A4 316SS 油管 A7 距套管底部 30 英尺為 304SS；所有 SS 裸露在砂巖層輔助完井后無SS 水泥 A5 G 級硅粉水泥 A8 H 級水泥含有 4%的凝膠 A10 100 袋含 49%硅粉的 50/50 Pozmix H 級水泥后為 40 袋含 40%硅粉的Lumite 水泥 A19 2:1 比例的 poxmix 和含 8%%R5 的耐熱水泥 礫石填充 A2 6╳ 9 礫石，填充與 A5 6╳ 9 礫石，填充與 A9 2040 篩眼 A19 無礫石，使用 12 篩眼的 SS 金屬纏繞代替 A25 壓力填充 油管 西南石油大學本科畢業(yè)設計 （論文） 28 A7 ， 3/4in. 的測溫孔 l A8 A9 A10 27/8in 的油管， 在 油管之間注入冷水 A13 23/8或 27/附近 A18 27/ A24 31/； 27/管觀測溫度 （ 1） 水泥 和注入井一樣， 根據(jù)要面臨高溫問題，使用具有熱穩(wěn)定性的水泥漿。在實施火燒油層區(qū)域上 100 英尺的上部使用常用的硅 酸鹽水泥完井。燃燒區(qū)域使用具有熱穩(wěn)定性的水泥漿， 使用注入井相同的水泥。 （ 2） 套管 也和注入井一樣， 火驅(qū)采油套管 可選用 鋼的選材在 Cr 含量 3%的基礎上進行成分調(diào)整 ， 復合添加 Mo、 W、 V 等合金元素提高材料的耐熱性能。 （ 3） 防腐蝕對策 針對 氧腐蝕 ，和注入井的一樣， 主要利用化學方法防腐 ，可使用 緩蝕劑進行處理 。在 生產(chǎn)過程中由油套環(huán)空注入緩蝕劑 ， 可實現(xiàn)生產(chǎn)設備的有效防腐 。 （ 4） 完井 采用 套管射孔完井 [14]， 套管為 H J55 和 K55 等級的材料 ， 可使用不銹鋼襯管生產(chǎn)井 ， 使用礫石填充防砂相比注入井更普遍 。 生 產(chǎn)井在完井過程中進行酸化可以消除流動顆粒的形成 。在一 些情況下使用 氣錨 [17]， 作用優(yōu)于常規(guī)的封隔器 。 其次在生產(chǎn)井中安裝井下溫度傳感器或熱電偶 ， 隨時監(jiān)測采出液的溫度。隨著燃燒前緣迫近生產(chǎn)井 ， 采出液的溫度增高 ， 從油套管環(huán)空注入適當?shù)乃岳鋮s產(chǎn)液 ， 將井底溫度控制在 160℃ 以下 ， 可以在一定程度上減輕腐蝕 。 國外一些項目出現(xiàn)的問題及補救方法 統(tǒng)計如 表 所示 。 表 出現(xiàn) 問題及補救方法 項 目 編 號 問 題 說 明 補 救 方 法 注入效率低的注入井 A1 注入堵塞，主要由三氧化二鐵導致。 從油套 U 形環(huán)空注 入空氣，從油管放出注入的空氣。 A3 每 6 到 18 個月注入器的篩孔中形成瀝青 質(zhì)。 用能溶解瀝青質(zhì)的溶解沖洗解堵，然后使 用小規(guī)模的蒸汽或水阻止爆炸或燃燒。 A7 乳化液使火燒油層生產(chǎn)率下降。 使用地層水或煤油作為載體注入破乳劑 暫時改善生產(chǎn)率。 A11 地下地層結(jié)垢，可能是由于燃燒使硫生成 使用磷酸酯作為解堵劑處理，降低沉淀含提高熱采水平井火驅(qū)開發(fā)效率的完井技術(shù)研究 29 硫酸鋇、硫酸鍶等化合物。 量。 A18 低注入率。 注入三氯乙烯解決問題。 A20 地層堵塞，可能是由于石蠟沉淀或地層淤 泥造成。 A21 由于空氣的注入使微粒運移或注水和注空氣的 交替進行使注入能力下降。 6 到 10口井注入水以后，由于非常穩(wěn)定的乳化液使燃燒前緣熄滅。 酸化處理和增加對交替注入的實時測量以提高注入能力。 B7 注入能力下降。 浸酸改造以恢復注入能力。 B9 注入水含有 40 到 172 ppm 的鐵；當水與空氣接觸的時候生成三氧化二鐵，降低了水的注入能力。 酸化處理只能恢復局部的注入能力，使用優(yōu)質(zhì)水非常重要。 腐蝕 A3 生產(chǎn)井主要為 S， O2， CO2 腐蝕 。 每一到兩周用緩蝕劑處理一次。 A7 在較高的溫度和酸性水環(huán)境下， 10 天后不銹鋼泵的所有部件需要更換。 A8 套管腐蝕使設備頻繁更換。 向油管中注入冷水并分析生產(chǎn)氣體中的 氧氣含量。 A9 腐蝕縮短了設備的壽命。 A11 井下設備、出油管線和地面設備的腐蝕。 通過緩蝕劑控制腐蝕。 A13 注入井的腐蝕既有溫和也有嚴重的情況，大多數(shù)的嚴重腐蝕發(fā)生在油管后三分之一即空氣和水混合的區(qū)域。腐蝕在很多生產(chǎn)井也很嚴重，主要是混合腐蝕作用引起。腐蝕最嚴重的是油管、套管、防噴管線、油嘴、閥門和接頭。 注入系統(tǒng)使用少量的緩蝕劑和人工合成潤滑油；對于注水系統(tǒng)，使用次氯酸鈣和緩蝕劑處理注入用的淡水，一個笨拙且昂貴的方法是每周注入一 次緩蝕劑。 A18 高氧氣利用率將減少生產(chǎn)氣體中氧的濃 度；只引起少量的腐蝕問題。 生產(chǎn)井每周分批處理一次。 A23 同時注入空氣和水會引起嚴重的腐蝕，通過氧化腐蝕，也包括酸性腐蝕，損害生產(chǎn)井，高溫環(huán)境會使這種情況更為惡化。 在注水周期開始和結(jié)束的時候使用抑制劑；在壓縮機出口安裝冷凝裝置以確保干空氣的注入。 磨損 A3 注入井出砂發(fā)生在注入率增加的時候。 A8 Nacatoch 砂巖非常松散。焦炭顆粒使磨損問題惡化。油管經(jīng)常噴砂處理會破壞篩管。 A9 在火驅(qū)的燃燒階段，作為高溫、高氣體含量和出砂 問的的生產(chǎn)井，泵必須經(jīng)常更換。經(jīng)驗告訴我們在篩孔上 20 至 40 英尺的地方。 A23 高氣體含量的生產(chǎn)井發(fā)生砂蝕。 乳化液 A7 需要大量的化學藥品用來破乳。 A8 一個主要的問題。一些石油以泡沫的形式 使用泵將帶水的破乳劑從 2 寸的油管和 1西南石油大學本科畢業(yè)設計 （論文） 30 從套管被產(chǎn)出來。這是局部破碎壓實作用造成的。其中包含了很多固體顆粒。 寸的抽油桿立柱之間泵入井眼底部。 A9 一個連續(xù)的問題。大多數(shù)生產(chǎn)井是生產(chǎn)重油的，急冷問題、地層水問題、固體顆粒問題。 乳化抑制劑被加入所有的生產(chǎn)井。 A11 在 treated at 170176。 F 使用破乳劑控制。 A13 乳化問題增加生產(chǎn)過程中的腐蝕以及嚴重時導致停止生產(chǎn)喪失采油能力。腐蝕生產(chǎn)的產(chǎn)品和瀝青，燃燒的表面形狀。 越來越多的昂貴的化學藥品被需求。 爆炸事故 A11 在注入系統(tǒng)中為將爆炸事故降到最低，高 燃點的人造潤滑劑為使用。 A12 在壓縮機的中間階段發(fā)生爆炸。人造潤滑 劑被使用于防止火花引起的爆炸。 這種潤滑劑和 75% Anderol 500 和 25% Gulf FR Fluid P47 混合使用。 管道中間使用 %nitrox 每 3 個月處理一次。 完井新需求 注入井和生產(chǎn)井的轉(zhuǎn)換 火燒 油層技術(shù)的燃燒方法可分為正向燃燒法和反向燃燒法，之前所涉及到的火燒油層技術(shù)燃燒方法均指的是正向燃燒法，即燃燒前緣推進方向與注氣方向相同 的方法 。而反向燃燒是指燃燒前緣的推進方向與注氣方向相