【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(jí)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(cè)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(wèn)題，使用具有熱穩(wěn)定性的水泥漿。在實(shí)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(lèi) G 級(jí)水泥混合配制的水泥會(huì)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(duì)抗壓強(qiáng)度和流體滲透率沒(méi)有顯著的負(fù)面影響，從而適合充填到燃燒區(qū)域。這種 API 類(lèi) G 級(jí)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(guò) 大量的試驗(yàn)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(jià)格適中的 “ 經(jīng)濟(jì)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(chǔ)上進(jìn)行成分調(diào)整， 復(fù)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(jiàn)下表 。 提高熱采水平井火驅(qū)開(kāi)發(fā)效率的完井技術(shù)研究 25 表 CO2 腐蝕速率試驗(yàn)條件與結(jié)果 鋼號(hào) 試驗(yàn)條件 局部腐蝕 腐蝕速度 /（ mm?a1） BG80H3Cr T=60℃， v=， Pco2= 無(wú) 普通 N80 嚴(yán)重 50 BG80H3Cr T=90℃， v=， Pco2= 無(wú) 普通 N80 嚴(yán)重 41 （ 3） 防腐蝕對(duì)策 針對(duì) 氧 化 腐蝕 ， 主要利用化學(xué)方法防腐 ， 在注水前后向注入井注入緩蝕劑進(jìn)行處理 ， 將注入水進(jìn)行脫氧 、 脫氣 、 殺菌處理 ， 注水過(guò)程中添加緩蝕劑進(jìn)行防腐處理。 如果使用干法燃燒，使用過(guò)濾裝置嚴(yán)格的除去空氣中的水蒸氣，避免水對(duì)氧化反應(yīng)的催化作用。 （ 4） 射孔 為準(zhǔn)確控制注氣位置 ， 防止空氣上竄到其他層 ， 應(yīng)使用套管射孔完井。套管使用J55 等級(jí)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(wèn)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(shí)出砂 的效果會(huì)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(gè)難題 [14]。 如前所述 ， 高溫可動(dòng)油經(jīng)水平井產(chǎn)出會(huì)使水平井段所處條帶的溫度升高 ， 當(dāng)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(shí)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(shuō) ，既要保證注入空氣中的氮?dú)?、 燃燒生成的二氧化碳從水平井排泄出去 （ 否則就 會(huì)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(dāng)大的難度 。 如圖 和圖 所示注氣速度過(guò)大和過(guò)小，均會(huì)影響生產(chǎn)。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 26 圖 注氣速 度過(guò)小造成油層無(wú)法充分燃燒 圖 注入速度過(guò)大 造成前緣從水平段突破 在理論上 ， 注 、 采平衡關(guān)系的設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)控制必須滿足 2 個(gè)條件 ： ① 燃燒帶加熱形成的高溫可動(dòng)油必須及時(shí)被采出 。 ② 可動(dòng)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(huì)造成大量未被燃燒帶波及區(qū)域的原油無(wú)法被采出 ， 形成死油 區(qū)。 為避免上述問(wèn)題的發(fā)生，需要一套實(shí)時(shí)的井下監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)獲得油層的燃燒信息，得出最佳的注氣速度，保證開(kāi)采的高效進(jìn)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(jìn)行火驅(qū)輔助重力泄油技術(shù)研究的一個(gè)重要內(nèi)容 。 提高熱采水平井火驅(qū)開(kāi)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(duì)于生產(chǎn)井而言，需要面對(duì)高溫 、 CO2腐蝕、氧化腐蝕、出砂等問(wèn)題。 國(guó)外一些項(xiàng)目生產(chǎn)井使用的完井技術(shù) 統(tǒng)計(jì) 如表 所示 。 表 國(guó)外一些項(xiàng)目生產(chǎn)井使用的完井技術(shù) 統(tǒng)計(jì)表 項(xiàng)目編號(hào) 完井情況 項(xiàng)目編號(hào) 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(wú)篩管 A9 51/2in. 孔槽篩管 A17 無(wú)篩管 A24 51/2in. 孔槽篩管 射孔完井 A7 通過(guò)全部間隔或者 3或 4個(gè)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(gè)孔 A19 砂巖層沒(méi)英尺 4 個(gè)孔 鋼材種類(lèi) 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(wú)SS 水泥 A5 G 級(jí)硅粉水泥 A8 H 級(jí)水泥含有 4%的凝膠 A10 100 袋含 49%硅粉的 50/50 Pozmix H 級(jí)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(wú)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 28 A7 ， 3/4in. 的測(cè)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(cè)溫度 （ 1） 水泥 和注入井一樣， 根據(jù)要面臨高溫問(wèn)題，使用具有熱穩(wěn)定性的水泥漿。在實(shí)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(chǔ)上進(jìn)行成分調(diào)整 ， 復(fù)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(duì)策 針對(duì) 氧腐蝕 ，和注入井的一樣， 主要利用化學(xué)方法防腐 ，可使用 緩蝕劑進(jìn)行處理 。在 生產(chǎn)過(guò)程中由油套環(huán)空注入緩蝕劑 ， 可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)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(jí)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(guò)程中進(jìn)行酸化可以消除流動(dòng)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(shí)監(jiān)測(cè)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(dāng)?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(guó)外一些項(xiàng)目出現(xiàn)的問(wèn)題及補(bǔ)救方法 統(tǒng)計(jì)如 表 所示 。 表 出現(xiàn) 問(wèn)題及補(bǔ)救方法 項(xiàng) 目 編 號(hào) 問(wèn) 題 說(shuō) 明 補(bǔ) 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(dǎo)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(gè)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(shí)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(kāi)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(wèn)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(yùn)移或注水和注空氣的 交替進(jìn)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(duì)交替注入的實(shí)時(shí)測(cè)量以提高注入能力。 B7 注入能力下降。 浸酸改造以恢復(fù)注入能力。 B9 注入水含有 40 到 172 ppm 的鐵；當(dāng)水與空氣接觸的時(shí)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(fù)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(shè)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(shè)備的壽命。 A11 井下設(shè)備、出油管線和地面設(shè)備的腐蝕。 通過(guò)緩蝕劑控制腐蝕。 A13 注入井的腐蝕既有溫和也有嚴(yán)重的情況，大多數(shù)的嚴(yán)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?chē)?yán)重，主要是混合腐蝕作用引起。腐蝕最嚴(yán)重的是油管、套管、防噴管線、油嘴、閥門(mén)和接頭。 注入系統(tǒng)使用少量的緩蝕劑和人工合成潤(rùn)滑油；對(duì)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(gè)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(wèn)題。 生產(chǎn)井每周分批處理一次。 A23 同時(shí)注入空氣和水會(huì)引起嚴(yán)重的腐蝕，通過(guò)氧化腐蝕，也包括酸性腐蝕，損害生產(chǎn)井，高溫環(huán)境會(huì)使這種情況更為惡化。 在注水周期開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)候使用抑制劑；在壓縮機(jī)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(shí)候。 A8 Nacatoch 砂巖非常松散。焦炭顆粒使磨損問(wèn)題惡化。油管經(jīng)常噴砂處理會(huì)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(wèn)的的生產(chǎn)井，泵必須經(jīng)常更換。經(jīng)驗(yàn)告訴我們?cè)诤Y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(xué)藥品用來(lái)破乳。 A8 一個(gè)主要的問(wèn)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 30 從套管被產(chǎn)出來(lái)。這是局部破碎壓實(shí)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(gè)連續(xù)的問(wèn)題。大多數(shù)生產(chǎn)井是生產(chǎn)重油的，急冷問(wèn)題、地層水問(wèn)題、固體顆粒問(wèn)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(wèn)題增加生產(chǎn)過(guò)程中的腐蝕以及嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)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(lái)越多的昂貴的化學(xué)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(diǎn)的人造潤(rùn)滑劑為使用。 A12 在壓縮機(jī)的中間階段發(fā)生爆炸。人造潤(rùn)滑 劑被使用于防止火花引起的爆炸。 這種潤(rùn)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(gè)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(jìn)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(jìn)方向與注氣方向相