来源:中国石化报 时间:2025-07-21 08:37
中原油田:内外兼修让油井“身强体健”
□本报记者 杨静丽 通讯员 施 霞 杨成坤
7月8日,中原油田石油工程技术研究院的会议室里气氛热烈,技术专家们正围绕濮158-2井的修复方案展开“头脑风暴”。“这口井的套管变形就像运动员的腰椎受伤,必须实施精准‘微创手术’才能重返赛场。”中原油田井况防治专家宋胜利指着三维成像图说。这场关于油井康复的技术会诊,正是中原油田创新井况防治体系的生动实践。
中原油田东濮老区属于复杂断块油气田,多套盐岩层发育,具有温度高、压力系数高、矿化度高等特点,让井况防治成为一场艰难的“健康保卫战”。“十四五”期间,中原油田打出科技创新“组合拳”,创造性构建起从“防未病”到“治已病”的油水井全生命周期健康管理体系,实现了井况恶化趋势的“V形反转”。“十四五”以来,东濮老区新增故障率实现腰斩式下降,降幅达52%,连续3年呈现“康复出院”井数超过“新入院”井数的良好趋势。
“防”字当先:为老井打造“金钟罩铁布衫”
透过现象看本质,透过工程看地质。
开发近50年的东濮老区,套损类故障井占比高达57%,其中盐膏层蠕变堪称“头号杀手”。“油田断层和盐岩层交错发育。”中原油田石油工程技术研究院钻完井技术研究所副所长周晓奇形象地比喻道,“注水开发就是给它浇水,让断层滑移、盐岩蠕变、泥岩膨胀,各种力量在井下‘掰手腕’,把套管挤得变形扭曲。”
面对这一难题,技术团队化身“地质侦探”,开展地应力研究,联合钢铁企业共同攻关,最终研发出适应东濮老区特殊体质的高强度套管,即TP165V套管(抗外挤强度200兆帕)、BG150套管(抗外挤强度145兆帕)。这就像给油井穿上了“防弹衣”,让它们在地下“枪林弹雨”中也能安然无恙。今年以来,已有80多口新井配套了高强度套管“护身符”,未发生套损问题。
腐蚀问题同样不容小觑。东濮老区伴生气中的二氧化碳如同“隐形蛀虫”,加上高温、高矿化度的恶劣环境,让管道设备饱受各类“皮肤病”困扰。对此,中原油田创新提出“全井筒防腐”理念,就像给油井打造了一套“免疫系统”,攻关形成固体防腐剂、全井筒防腐工艺管柱等6项防腐技术,实现全井筒全生命周期有效防护。
卫95块是“重灾区”。中原油田防腐技术团队采取“中西医结合”的治疗方案:“西医”治标,通过全覆盖式加药、双预膜处理等“靶向治疗”;“中医”治本,推广应用全井筒防腐工艺管柱,应用液体缓蚀剂为22口井穿上“防护服”,应用固体缓蚀剂给14口井投喂“固体维他命”,并为31口“重症井”量身定制双抗缓蚀剂方案。一套组合拳下来,问题井终于不再是“病秧子”,重新焕发勃勃生机。
“诊”字精准:油井的“智慧体检”
7月6日,在中原油田石油工程技术研究院测试技术研究中心机房,技术人员朱玲玲和李静利用井况监测智能分析平台分析濮1-103井的监测数据。
由该院自主研发的井况监测智能分析平台于2024年3月投入使用,标志着油井健康管理进入智能化时代。该平台集成了数据智能预处理、损伤精准计算评价、成果一键式输出三大核心功能。测试技术研究中心解释组负责人罗庆算了一笔效率账:“过去需要两人一天完成的工作量,现在一人半天就能完成。”
平台的准确性源于扎实的基础研究。技术人员通过加工制作各类套管损伤模型,建立了完善的响应特征数据库。“我们模拟了孔洞、裂缝、挤压变形等各种损伤情况,就像医学院的教学标本一样,为智能诊断提供了可靠依据。”罗庆说。
在实际应用中,这套数字诊断系统成效显著。利用井况监测解释资料,技术人员不仅可以精准判断单井开窗侧钻、下四寸套管的具体位置,提高套管重复利用率,还能有效指导制定补孔、分注、智能分采等相关措施,掌握不同区域油水井套损套变规律,为油藏井网完善和井况防治发挥积极作用。
卫265井位于卫81块中部区域,生产层数多、含水率较高。为进一步认识层间动用情况,技术人员进行了含油饱和度测试及套管监测,为剩余油潜力分析及层间调整措施提供了依据。
今年以来,该平台已为各采油厂提供精准监测服务70余井次,同比增加20余井次,规避无效作业7井次,为油田套损治理提供了强有力的技术支撑。
“治”字见效: 问题井重获新生
近日,中原油田石油工程技术研究院利用自主研发的新型复合解卡技术成功为文51-194井完成高难度解卡作业,让这口服役近20年的老井重获新生。
文51-194井面临典型的老井难题:双封丢手管柱因长期出砂腐蚀严重,常规打捞技术难以奏效。针对这一情况,科研团队创新采用复合震击解卡技术,通过加速器蓄力多轮次双向震击,成功打捞出50余米管柱,较传统方法缩短工期25天,直接节约成本75万元。
“这项技术改变了以往的孤军作战模式,发挥了工具合力‘兵团攻坚’的强大优势。”复合震击解卡项目团队高级技师赵玉汶介绍。复合震击解卡技术包含三大关键点:一是套铣处理鱼顶杂质,二是多轮次双向震击方案,三是实时解卡参数监测调整。
近期,该技术在濮城采油厂7天内成功解卡4口复杂井,其中,成功应对了套管变形的濮7-132井和砂泥埋卡的濮2-496井等复杂工况。另外,在濮158-6井的作业中,小修设备需要面对Y443永久封管柱不可避免的磨铣、解卡打捞工况,但设备负荷、旋转扭矩等条件受限,技术人员优化打捞方案,最终经过精准磨铣进尺、50余次复合震击,顺利“啃”下了硬骨头,捞出全部落物。
除解卡技术外,中原油田还形成了特色开窗侧钻技术系列,有效消除了高钢级套管开窗效率低、复杂压力系统易漏失等技术瓶颈。该技术已在东濮老区实施1100余井次,并成功推广至普光高含硫气田,单井可节约费用2000万元以上。
“这些技术创新让问题井重获新生。”宋胜利表示,“我们不仅要让老井‘活’下来,更要让它们提高‘生活质量’。”目前,中原油田正持续推进修井技术升级,为高效开发提供更强有力的技术支撑。
今年前6个月,油田新增故障井数同比减少6口,修复的40多口故障井投产有效,增油6000余吨。
江苏油田:“技术+管理”让油井“延年益寿”
□赵海燕
6月27日,江苏油田采油一厂技术人员对压裂后自喷产能减弱的联701斜井实施压井、安装防喷装置作业,顺利完成下泵生产。目前,该井日产量恢复到2.8吨。
“随着技术创新与进步,一度被关停的疑难井被攻克,进入复产序列。”江苏油田采油气高级专家李兴说。当前,江苏油田进入开发后期,井筒的结蜡、腐蚀、偏磨等情况日益加剧,给稳产带来严峻挑战。近年来,江苏油田聚焦“技术补短板、管理抓实效”,加强地质工程一体化,强化工艺技术攻关。经过近3年研究,形成系列工艺创新技术,躺井率从“十三五”末的2.17%降至目前的1.67%。
一体化联防联控降躺井
今年,江苏油田锚定集团公司关于油水井长寿命的目标要求,实施油井延寿对策优化,加强长寿技术配套的研究及现场应用,持续提升油井开井率。
根据数据统计分析,油井生产一段时间后,受井筒、管杆泵、地面因素的影响,会出现不同程度的躺井现象。
“我们将现场落实、数据统计、分析归类相结合,形成机采举升短板梳理方法,梳理出3类19项短板,明确了油井短板分类因素排序及技术提升主攻方向。”江苏油田采油一厂工艺研究所副所长张向阳说。
技术人员围绕共性短板和作业质量,定期开展短命躺井分析,落实 “一井一策”治理举措,细化治理方案,并以周分析、周讲评方式指出生产管理问题和整改措施,形成一体化联防联控机制。
针对主要短板,大家开展偏磨、腐蚀致躺机理研究,找准躺井症结,得出腐蚀降低抽油杆强度加速抽油杆疲劳造成断脱、偏磨腐蚀联合作用加速抽油杆断脱的结论,制定了管杆防偏磨、防腐蚀5项对策,在安丰、李堡、联盟庄油区推广应用,有效解决了稠油井、大斜度井、高腐蚀区块的高频发躺井问题。
创新工艺让油井少生病
降躺是一项系统工程,每口油井都有自己的生产方式和成长遭遇。近年来,技术人员不断强化技术升级与管理对标,坚持检泵措施分步走,保证方案优化实施与井史、现场、生产动态“三融合”,实现躺井数持续走低。
技术人员细致梳理历年躺井情况,开展分区块、分类型技术攻关研究,明确“偏磨-腐蚀-泵故障-结蜡-结垢”主因排序,开展技术集成配套研究12项,形成短命井延寿技术系列化,有效解决特殊结构井、插管采油井技术问题。
面对插管采油井无法投加清蜡剂的难题,技术人员创新设计泵上强磁复合防蜡举升工艺,已在现场实施5井次。
针对井筒腐蚀等制约油井正常生产的顽疾,江苏油田实施“一区一策、一井一方”防腐治理,对真武、沙埝、安丰、花庄等9个区块开展细菌监测及复查,依据不同的腐蚀类型,形成微生物、化学镀膜、套管保护液等相应的井筒防腐技术。其中,套管保护液防腐技术解决了插管采油井环空防腐问题,目前已应用95井次。
为满足不同井深举升防偏磨需求,技术人员实施“内衬+合金节箍”防偏磨技术升级,小井眼、超深井、大斜度井的防偏磨问题得到有效解决,油井平均免修期从340天提升至676天。
精准护理让油井更健康
精准投加药剂、周期热洗井是保障油井健康生产的重要手段。江苏油田丰富“一层一策、一井一策”基础研究内核,发挥化学药剂在油田稳产中的优势,强化典型区块躺井防治,对“方案设计-质量管控-日常维护”实现闭环管理,进一步由“控躺井”向“降躺井”转变。
沙埝油田沙23-25井一度属于频繁蜡卡井,技术人员与辖区班站开展结对帮扶。他们细致排查原因,优化热洗制度,将洗井周期缩短至60天、热洗温度提高到90摄氏度以上,配套利用防漏失桥塞解决地层漏失、影响携蜡效果问题。目前,该井已连续372天未发生蜡卡事故。
“花钱少、治理好”,这是江苏油田技术人员维护油井的共识。针对部分油井套压高无法加药的问题,技术人员打造移动式带压加药装置,对198个加药井点配套小水源井便于取水加药,对瓦庄、周宋、沙埝油田部分油井实施跨隔卡封替代插管卡封,便于常规加药热洗,持续提高单井产能。
今年上半年,江苏油田预防性工况异常处置109井次,新增故障井数同比减少15口,降低产量损失近600吨;推广低成本作业解卡、断杆打捞免起泵作业11井次,节约作业费用175万元。
新闻会客厅
问:油田企业为何要重视井况防治?
孔维军:井况防治在油田企业发展中具有极其关键且不可替代的战略意义,直接关系到企业的经济效益、安全生产、环境保护和可持续发展。第一,井况防治是油井稳产保障的先决条件。套管变形、漏失,地层堵塞、出砂,管柱结蜡结垢等问题严重影响油井产量甚至停产,而良好井况是实施增产措施的基础,有助于提高油田采收率。第二,井况防治有助于油田实现降本增效目标。井况条件直接影响修井作业费用与生产维护成本,持续性的井况防治有利于延长油田经济寿命,降低开发成本,使老油田保持更长的经济开采期。
现在,江苏油田进入高含水、高采出程度阶段,长期注水开发导致地层压力系统出现局部高压异常区或低压亏空区,诱发套管错断、弯曲变形。老区稳产过程中,压裂、酸化、补层等措施对井筒结构造成周期性冲击,加速套管疲劳损伤。井筒完整性和及时性的诊断与监测技术存在技术瓶颈,缺乏经济可靠的井下长期实时监测系统,难以实现对井筒关键参数的连续追踪和预警,导致后期治理难度大、成本高、效果差。尤其水平井、小井眼等特殊井型的二次套损治理难度剧增,在低成本修井工艺上面临极大挑战。
宋胜利:井况防治是老油田实现稳油增气降本的基础,也是保证井筒健康生产的前提。首先,做好井况防治能够保障生产的连续性。良好的井况是油田持续稳定生产的基石。通过有效的井况防治措施,能及时预防和解决诸如套管损坏、井下落物等问题,避免因这些问题导致油水井停产或减产。
其次,做好井况防治工作可降低油水井故障率,延长油田开发寿命。合理的井况防治措施能降低油水井故障率,延缓井筒老化、损坏的速度,延长其使用寿命,进而延长整个油田的开发寿命。这不仅减少了因频繁更换井筒设备而产生的成本,还提高了油田的整体经济效益,对于中原油田这样的老油田来说尤为重要。
在实际工作中,井况防治工作仍面临一些挑战。以中原油田为例,地质构造复杂,断层多,地层压力变化大,部分区域还存在高盐、高应力等特殊地质条件。这些复杂的地质因素增加了套管损坏、井漏、地层出砂等问题发生概率,给井况防治工作带来极大挑战。随着油田开发进入中后期,不少油水井进入衰老期,设备老化、管柱腐蚀、套管损坏等问题日益突出。老井的维修和治理难度大、成本高,且部分老井因技术、成本限制,难以采用先进的修复技术。
目前仍存在一些技术难题尚未完全攻克。在大斜度井、小井眼井的井况治理方面,现有的修复技术和工具难以满足需求;对于复杂的井下事故,如多段套管损坏、井下落物与套管变形同时存在等情况,缺乏高效、可靠的治理手段。
问:当前油田在井况防治方面有哪些技术突破与特色技术?
孔维军:江苏油田以油水井长寿命目标为引领,建立以腐蚀偏磨防治为核心的延长管柱寿命技术体系。全面推广应用防腐杆技术和内衬油管技术,针对性治理腐蚀和偏磨问题;升级井下留井关键工具,选用耐蚀合金或进行表面强化处理;研发并应用高效、长效、配伍性好的水溶性缓蚀杀菌一体剂,开发井下腐蚀监测技术,在线监测井下腐蚀、偏磨状况;推广节能型抽油机配套柔性变频技术,降低载荷波动和能耗;应用大数据和人工智能,集成信息化数据形成预知性维护技术,建成油井故障预测模型,实现异常井况早期预警和精准干预。
建立以恢复井筒完整性为目的的井筒重建工艺技术体系。攻关形成了套管管外立体重建、套管管损修复重建、套管内通道重建三大工艺集成技术,实现对千米以上的破漏段进行定点悬挂重建,形成了18项知识产权,年增油超万吨。
宋胜利:中原油田开发特殊地层高强度套管,实现本质提升。针对盐膏层蠕变、泥岩吸水膨胀、断层滑移导致套损严重的问题,开展地应力研究,联合钢铁企业共同攻关,研制出能适应东濮特殊地层的高强度套管,解决特殊地层套损问题。
攻关形成了6项防腐技术系列,实现全井筒全生命周期有效防护。针对传统防腐工艺难以达到井筒全覆盖问题,树立全井筒立体防腐工作理念,形成固体防腐剂、全井筒防腐工艺管柱、连续防腐加药等6项防腐技术系列,消除防腐盲区,实现全井筒防腐。
开发了井况智能解释平台。针对多臂井径+电磁探伤解释方法不能满足套管精细评价的问题,建立多参数套管损伤变形评价方法,构建拥有自主知识产权的套管损伤变形特征图版库,形成井况智能解释平台,有效指导注采井网优化重构措施的制定。
形成了4项井筒治理技术。液压连续防卡整形技术,实现高钢级厚壁套管整形;套损井侧钻技术,实现井筒重构;振动复合解卡打捞技术,实现小修替代大修;高效套磨铣打捞技术,提高复杂落物打捞效率。
问:为保持油水井的良好状态,未来还将做好哪些方面的工作?
孔维军:江苏油田将致力于研究更高效经济的套损预警、诊断、修复及长效防腐防砂技术,适应复杂工况的智能化、自动化技术;进一步完善标准体系,推动管理流程向更精细化、智能化方向发展;更加注重前端投入,在钻井完井、生产制度优化等环节下更大功夫;持续利用大数据、人工智能技术,构建井筒健康智能监测预警系统,实现井况问题早期发现、快速响应;完善应急保障体系,提升对突发性严重套损等复杂井况的应急处置能力,最大限度减少产量损失。
宋胜利:未来,中原油田将围绕介质、自身、扰动三个层面,推进预报、预防、治理三项工作,从工程向地质延伸,深化一体化研究,强化储层、流体、压力变化带来的井况风险识别,打造数字化井况平台,构建数字化井筒;持续抓好套管柱及入井工具优化,尤其是针对增产新工艺进行井筒优化;持续强化低成本修井技术集成,推动井况预防及治理成效再上新台阶。
(杨静丽 张学成 赵海燕 周振寰 整理)