【正文】 表 437 幾種常用油管主要性能指標 油管 觃格 英寸 外徑 (mm) 重量 (kg/m ) 壁厚 (mm) 內徑 (mm) 最小連接強度 （ t） 最小抗內壓 （ kg/m2） 最大下深 （ m） N80 P105 N80 P105 N80 P105 2 3/8 （平式） 3084 4053 2 7/8 （平式） 3166 4154 2 7/8 （平式） 3530 4635 第 6 章壓裂方案設計 40 2 3/8 （加厚） 4336 5698 2 7/8 （加厚） 4269 5604 2 7/8 （加厚） 6 4353 5719 c．腐蝕影響 按石油行業(yè)對腐蝕速度最低標準計算，其計算公式取總公司標準年腐蝕速度為 2= 則 7 年、 10 年、 13 年的腐蝕時最大下深見表 438，最小連接強度見表 439。 b．油管最大下深 L 下深 =Pr /(mqK) 式中： L 下深 —油管最大下深， m； q—每米油管空氣中的重量， Kg/m； m—安全系數。 a．校核油管抗拉強度 其強度校核以屈服極限為依據，危險斷面的選擇：平式油 管在絲扣處，加厚油管在本體，其計算公式如下： 平式油管： Pr =σ s((D2h)2 d2) π/4 加厚油管： Pr =σ s (D2 d2) π/4 V(m/s) T（ s） 第 6 章壓裂方案設計 39 式中： Pr—油管抗拉強度 ， Kg； σs—鋼材屈服強度， Kg/cm2； 對 N80 油管 σs=5620 Kg/cm2； 對 P105 油管 σs=7380 Kg/cm2； D—油管外徑， cm； d—油管內徑， cm； h—絲扣螺紋徑向高度， cm。根據鋼與鋼的摩 擦系數 λ1 在 之間，考慮其它因素影響，其關系為： P 摩擦載荷 =λ 1P 水中 c．起下管柱時引起的動載荷 起下管柱時，開始提升的加速階段（或因突然停止時）引 起的動載荷與操作狀況及提升情況有關，其關系如下式： P 動載荷 = K 動載系數 P 水中 式中： P 動載荷 —動載荷， Kg； K 動載荷系數 —動載荷系數； K 動載荷系數 =V/gt； V—油管提升速度， m/s； t—動力機加速延續(xù)時間， s； g—重力加速度， m/s2； 第 6 章壓裂方案設計 38 通井機大鉤速度通常為 m/s，加速時間為 秒， 計算得到動載荷系數，如表 446 所示，根據實際情況并參考鉆井工藝數據，取動載荷系數 λ2 在 之間，所以： P 動載荷 =λ 2P 水中 表 436 動 載荷系 數 因 此，起 下管柱 時，管 柱的工作載荷為： P 工作載荷 =P 水中 +P 動載荷 +P 摩擦載荷 =(1+λ 1+λ 2)P 水中 =KP 水中 式中： Pz—管柱工作載荷， kg； K—工作載荷系數， 到 之間； 因起下管柱時受力遠比正常注氣時管柱受力大，因此在計 算管柱強度時，考慮管柱在起下作業(yè)時的受力情況。 A．起下管柱時的受力分析計算 起下管柱作業(yè)時，管柱主要受到油管自重、水對管柱的浮力， 起下管柱開始時加速階段和突然停止時所引起的動載荷對管柱的作用力。 圖 412 籠統(tǒng)注氣管柱效果圖 注氣層 第 6 章壓裂方案設計 35 圖 413 分層注氣管柱效果圖 ） 井下工具性能參數 a. 封隔器參數 表 434 封隔器參數表 型號 Y341114 總長（ mm） 1248 最大外徑（ mm） 114 最小內徑（ mm） 56 工作壓差 Mpa 15—20 工作溫度℃ 120 b. 配水器參數 表 435 配水器參數表 型號 KPX114 總長（ mm） 1160 最大外徑（ mm） 114 項目 項目 第 6 章壓裂方案設計 36 最小內徑（ mm） 46 耐 壓 Mpa 30 適用套管內徑 mm Ф120 以上 耐 溫 ℃ 200 3）注氣管徑的確定 圖 414 不同注氣量與管柱摩阻的關系 由以上計算結果并綜合井眼條件，推薦采用 2 7/8（內徑為 62mm）油管完井。 （ 5）注氣管柱配套完善可靠，有效卡封各注氣層段，能順利實施投撈調配、滿足各層段注氣工作制度調整要求。 注氣管柱設計 對該井區(qū)而言注氣工藝管柱優(yōu)化設計基本原則 第 6 章壓裂方案設計 34 （ 1）注氣管柱應能夠滿足方案配注要求，即要滿足油藏對注氣壓力及注氣量的要求； （ 2）注氣管柱應能夠滿足作業(yè)措施的要求，即要油管強度要保證作業(yè)時起下管柱工作安全可靠； （ 3）管柱要達到技術上可行，經濟上合理的要求。 （ 2） 注氣壓力設計 Es 3 根據 的計算， 本區(qū) 3 井底破壓為 。按照目前分層注氣工藝技術水平，分層工具分注多層一般是可行的。 注氣工藝設計 , 該油田 3 油藏天然能量較弱，根據油藏工程研究結果建 議早期部署注氣井，盡快補充地層能量，填補地層虧空，為進 一步更好更快地開發(fā)該油區(qū)打下基礎。 采油過程中的油層保護措施及要求 （ 1）執(zhí)行中、低滲油藏采油工程入井液質量相關的標準； （ 2）生產過程中控制合理的生產壓差，防止速敏性礦物對儲層傷害； （ 3）選擇與地層配伍的低傷害清潔鹽水壓井液，并盡量推行不壓井作業(yè)。作業(yè)時把它接在泵下 50100m 處，以下再接 2050m 尾管和絲堵。防砂效果明顯，經濟效益好。中心篩管分布著 φ10mm 的小孔，密度為 50 孔 /m，井筒流體經過 濾后通過中心篩管可進入油管，從而實現了防砂效果。其中割縫篩管的管體分布了寬 ，長 100mm 的縫隙，分布密度為 1000 條 /m，可實現對砂粒的初步過濾，并保 證供液的充足。對出砂嚴重、滲透率較高，地層能量比較充足，砂粒粒 徑大于 以上的井均可采用 “金屬纖維防砂篩管 ”防砂。 （ 2）防蠟技術 定期清蠟或安裝刮蠟器。 黃土高原丘陵溝壑地 形 特點 適宜于高油氣比 井 原始油氣比為 適宜于出砂、腐蝕結垢井 偏磨嚴重，輕度結 蠟，存在丌同程度癿腐蝕。 井下 狀況 可適宜分層采 油、定向井，掏空程度高。 氣舉采油在研究區(qū)的技術適應性分析見表 427。 氣舉采油的優(yōu)點： ①成本低； ②無復雜的機械裝置； ③油井類似自噴井，管理方便； ④可多種氣舉方式完井； ⑤不受油氣比、含水、井眼偏移、出砂、蠟及鹽的影響； ⑥既可用于低產井，也可用于高產井。 調整工作制度方便 動力液可以是水和原 第 6 章壓裂方案設計 30 油， 水源井不地層產出液 動力源可用氣、電和 柴油 丌一定丌配伍 維修 管理 可現場進行鋼絲或水 力投撈，丌需要起下管柱。 直井為主 地面 環(huán)境 適宜海上及氣候地形 惡劣邊遠地區(qū)。 丼升深度 m 15005180m 油藏深度： 18501900m 井下 狀況 可適宜定向井，掏空 程度高。檢泵 周期較短、效率有 限。 水力泵采油在研究區(qū)的技術適應性分析見表 426。 第 6 章壓裂方案設計 29 水力泵采油的局限性： ①一次初期成本較高； ②檢泵周期較短，增加維護工作量； ③射流泵的效率較低；活塞泵井下結構復雜，相對運動部件較多。最常見的有水力活塞泵和水力射流泵（水力噴射泵）兩種。 表 425 電潛泵采油適應性分析 對比 頃目 電潛泵采油 研究區(qū)塊 優(yōu)勢不丌足 排量 m3/d 丌足 16m3/d 到數百 m3/d，甚至上千 m3/d 13 m 3/d 產量太 低，丌適 合電潛泵 丼升 深度 m 可達 3600m 油藏深度： 18501900m 第 6 章壓裂方案設計 28 井下 狀況 能夠在斜井或定向井中 運行，甚至可下入水平井癿水平段 直井為主 地面 環(huán)境 適宜于海上及氣候地形等條件比較惡劣癿地區(qū) 黃土高原丘陵溝壑地形 特點 針對高油氣比井可采用 高效氣體分離器 原始油氣比為 m 3/t 針對腐蝕環(huán)境選擇丌同 涂層 偏磨嚴重，輕度結蠟，存在丌同程度癿腐蝕。 電潛泵采油的缺點： a） 初期投入較大； b） 需要具有專業(yè)化的施工隊伍或維修人員進行作業(yè)施工 或維護。其中 Reda 公司生產 11 個系列 9 種規(guī)格的電潛泵，排量為 125～1590m3/d，揚程大于 3000m，最高可達 4572m，泵軸功率為 ～ , 泵效為 44%～ 70%，適用于 ～ （ 41/2～ 113/4in）套管，平均免修期為 393 天，一般耐溫 120℃ 。美國、俄羅斯、中國是生產和使用潛油電泵較多的國家。 井下狀況 適應于中、低產量癿油井 直井為主 地面環(huán)境 適宜海上、丘陵溝壑及氣 候地形惡劣癿邊遠地區(qū)也 適合草原或都市 黃土高原丘陵溝壑地形 特點 高油氣比井丌影響泵效 原始油氣比為 適宜于出砂、偏磨和結垢丌嚴重癿油井 偏磨嚴重，輕度結蠟，存在丌同程度癿腐蝕。 表 424 螺桿泵采油技術適應性分析表 對比頃目 螺桿泵采油 研究區(qū)特點 適應性和局限性評價 排量 m3/d 1345 13 m3/d 局限性：目前國內螺 丼升深度 m 600m1500m 油藏深度： 18501900m 第 6 章壓裂方案設計 26 最大丌超過 1800m 桿泵癿丼升深度在 1800 米以內，丼升深度超過 1800 米時 抽油桿易斷脫使檢泵周期縮短。目前最大揚程僅為 1800 米，不能滿足深井開采要求。 ⑦整套設備易損件少，井口驅動頭僅有 1 套需潤滑的驅動頭，井下設備也只有 1 個移動件，維護方便，運行費用低。 ⑤運動部件少，沒有閥件和復雜流道，油流擾動小，水力損失低，泵效達 70％，系統(tǒng)效率達 60％。 ④攜砂能力強，襯套 材料對 砂粒等固體雜物有容讓性，可抽含砂原油。 ②液體的種類多，粘度范圍大，可抽稠油和高含蠟原油。壓力高而均勻，流量均勻，轉速高，能與原動機直聯(lián)。 （ 1）螺桿泵采油 中國 33 早在上世紀 80 年代就開始發(fā)展螺桿泵采油技術，但直到 2021 年后螺桿泵才逐漸地在各大油田得到廣泛應用。 第 6 章壓裂方案設計 24 3 號 井射孔方案優(yōu)選 主要包括射孔方式選擇，射孔槍，射孔彈和射孔液的選擇，如表 。表 是滲透率和負壓范圍： 表 滲透率與負壓范圍表 地層類型 地層滲透率 K （ 103μm） 負壓范圍（ MPa） 高滲透地層 K100 ~ 中滲透地層 10K100 ～ 低滲透地層 K10 ≥ 該頁巖層氣藏的的實測滲透率在 ～ 179。 在滲透率高的層段，射孔孔眼比較容易清洗，所需的負壓差較??；在滲透率較低的層段，射孔孔眼較難清洗，所需的負壓差較大。如果負壓值偏高，就會導致地層出砂或者套管損害。 合理選擇負壓差值至關重要。 射孔深度計算 : （ 1）上提值計算公式 S=(B+P)Y+△H 第 6 章壓裂方案設計