套管打孔器的研制与应用.docx

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套管打孔器的研制与应用

《套管开孔器的研制与应用》

单位：

中原油田油藏经营管理一区

工种：

采油工（技师）

等级：

高级技师

姓名：

熊永建

《套管开孔器的研制与应用》

中原油田采油一厂油藏经营管理一区熊永建

前言

随着油田长期的开采，受含水率上升、产能递减、井况等因素影响，每年都有大批油气水井因失去利用价值成为地质报废井或工程报废井。

这些报废油气水井，部分井报废前实施了注灰封井措施；部分井报废未实施封井措施，而是简单的用套管帽帽封井。

但是随着油田不断开放调整及注水调整，部分报废井出现封井灰塞失效，出现溢流，严重的出现井喷事件，成为油田生产管理中的不安全因素。

一、报废井存在的现实问题

1、油田经过长期的开发及注采调整，地层油气水的在地层中的会重新分布，易引起报废井出现井喷事故。

一但出现井喷失控事情，势必将会引发人身、财产、环境、污染等安全事件，而且事故发生后处理难的较大。

尤其用套管帽封井的报废井，井口无任何井控设施，且无法压力监控，随时都会发生井喷失控，就像是一颗不定时炸弹，使人提心吊胆，寝食难安。

因此长关井井控安全已经成为油田安全中的头等大事，我厂也从2008年开始逐步对长关井实施井控措施，但是部分焊帽报废井的治理是目前报废井井控治理中的难点。

2、随着油田开发的不断完善，有些报废井经过新的地质开发认识，有很大的再开采利用价值。

然而由于部分井报废时有的注灰封井装套管帽，有的只是简单的安装套管帽封井。

经过长期关井，井下压力发生了很大变化。

但是由于井口安装有套管帽，井下压力不详。

目前又没有很好的压力监测技术，使得这部分井很难进行扶躺再利用。

如果再打新井进行开采，投入成本较高。

二、套管开孔器的研制与应用

针对以上报废井存在的现实问题，我们自行研制了一套安全、简单、可靠的套管开孔防压装置，并在报废井现场使用，解决了长期以来困扰我们的对报废井井控治理及报废井扶躺再利用的难题，取得了显著效果。

（一）、应用技术和设计图表

套管泄压装置主要由9部分组成：

安全卡瓦

（1）、密封盒腔

（2）、高压三通（3）、放空泄油阀（4）、测压阀（5）、密封调节螺母（6）、卡瓦压紧螺栓（7）、高压聚酯孔（8）、锁紧钻头（9）。

（二）、工作原理

地面检查套管泄压装置并试压后，通过安全卡瓦

（1）的卡瓦压紧螺栓（7）将套管泄压装置整体固定在套管表面，由密封盒腔

（2）表面的高压聚酯孔（8）注入聚酯胶，手电钻从密封调节螺母（6）与锁紧钻头（9）连接后，启动电钻加压锁紧钻头（9）将进入密封盒腔

（2）穿透高压聚酯胶接触套管表面打孔，孔打穿后，缓慢退出锁紧钻头（9），本体上的台阶在压力的作用下与密封调节螺母（6）锁紧，井压将通过高压三通（3）一端的测压阀（5）进行测量，井内流体压力可通过放空泄油阀（4）及引压管线进行放压，从而完成套管压力检测与泄压全过程。

（三）、现场泄压方式

工程和地质技术人员根据报废井所在断块的地层物性等各项资料、油气水井报废前历年的生产资料、报废封井方式以目前周围油水井的生产动态变化。

首先判断出报废井打孔后将会出现的油气水溢流及压力情况，根据分析结果，我们对报废井进行打孔后以两种泄压方式进行放压。

1、溢流以气体为主的报废井打孔泄压方式

在对这部分井打孔防压前，我们先将引压管连接到附近油井井口或连接到附近油井管线上，再进行打孔泄压，如出现气体，并且压力显示大于所进油气管网系统压力，则气体自动进油气生产管网系统。

当压力显示和所进油气管网系统压力平衡时，关闭与油气生产管网系统连接的阀门，我们再卸下检测用压力表，从该处将压力泄完。

2、溢流以原油或水为主的报废井的打孔泄压方式

也是在对这部分报废井井打孔防压前，我们也是先将引压管连接到附近油井井口或连接到附近油井管线上，再进行打孔防压。

压力放至和油气生产管网系统平衡时，关闭与油气生产管网系统连接的阀门，再把油水溢流液体泄至事先准备好的罐车上处理。

通过以上两种报废井套管打孔放压方式，我们可以安全可靠地对报废井实施压力监控和解除报废井封井帽，并对报废井实施井控治理或者进行扶躺再利用。

（三）、创新点

套管泄压装置是采油（气）及注入废弃井扶躺及实施井控前套管泄压的地面辅助工具。

对地面钢板封死的套管头不需要动火就可一次完成套管压力测量与释放。

开孔钻头本体设计限位台阶与密封调节螺母实现密封锁紧，台阶表面能承受来至井内高压，具有井压助封性能。

装置整体采用全钢锻件，使用卡瓦固定、注入聚酯胶充填，提高了装置的承压、密封效果，提高了装置的安全效果，结构简单、实用性能强。

为报废井井实施控治理及实施报废井扶躺再利用提供了安全有力的保障，极具使用和推广价值。

三、套管开孔器现场推广应用情况

（一）、套管开孔器使用前的试压检漏试验

我们在套管封井帽上安装好套管开孔器装置，然后利用液压打压手工泵进行试压，压力达到10.2Mpa，观察整套套管打孔器装置不渗不漏，完全达到了预期的安全使用效果。

（二）报废井实施井控的现场使用

2010年3月至10月份，我们分别在我区7口装有套管封井帽的报废井（10-20、10-14、10-31、10-10、10-26、10-70、101-8）现场打孔泄压使用。

其中6口报废井压力为0Mpa，只有一口井文101-8打孔后压力为1.7Mpa，经过该套管打孔泄压装置打孔并进行泄压，2分钟后压力（气体）泄完，然后将套管头卸下，使得该井顺利安全地实施了井控。

文101-8井现场应用

（三）、报废井扶躺前实施泄压的现场使用

文10-30、文10-87、文101-15为我区1997年、1998年和2002年关井的三口报废井，2010年初经过地质分析论证，认定三口报废井所在地层区域有剩余油潜力，完全可以实施扶躺，增加油气产能。

但是这3口报废井均是井口装有套管封井帽的报废井，井下压力不详，扶躺措施难度极大，且没有任何扶躺先例。

以往对此类报废井要进行扶躺再利用，往往是看能到希望，但是却无从下手。

如果再打新井进行开采，投入成本较高。

我们利用该套管打孔泄压装置分别对文10-30、10-87和文101-15现场实施套管打孔泄压，打孔后这3口油井当时压力均为0Mpa。

在对这三口报废井安全地解除了井套管帽装置后，我们对这3口报废井顺利地实施了扶躺措施。

文101-30于2010年5月8日扶躺开井后日产液24.2吨，日产油5.9吨，含水75.8%。

文101-87于2010年6月27日扶躺开井后日产液3.6吨，日产油1.9吨，含水47.2%。

文101-15于2010年10月8日扶躺开井后日产液1.5吨，日产油1.3吨，含水10.2%。

三口油井陆续的扶躺开井，加入到了我区的油气上产行列。

截止2011年3月底，3口油井累计生产原油1008吨，不但缓解了我区的油气产量压力，创造出了极大的经济效益价值。

文10-30生产动态数据曲线

文10-87生产动态数据曲线

文101-15生产动态数据曲线

四、套管开孔器的效益分析及推广前景

报废油气水井因为长期关井，随着周围油水井的开发和调整，地层油气水重新分布。

报废井虽然已经封井焊套管帽或为封井焊套管帽，但是经过长年关井，井下压力发生变化，有些报废井会井出现封井灰塞上移，有些井因套管帽腐蚀。

一旦出现井下压力突变，容易发生井喷失控事件，容易导致火灾、爆炸、大面积污染、人员伤亡、财产损失等恶性事故，不但影响我厂、区的正常生产、生活秩序，而且会造成严重的社会影响。

该套管打孔泄压装置安全、投入成本低廉、简单、实用，但是解决了长期以来报废井治理中的难点，解决了报废井存在的井控安全隐患，同时又为实施报废井扶躺提供了有力保障，所产生的经济效益和社会效益巨大，极具推广使用价值。

可推广应用范围：

可在全厂各采油区装有套管帽的报废扶躺井及未实施井控的装有套管帽的报废井使用。

五、结论

1、对于有套管帽的报废井的井控实施提供了有力保障，解决了长期以来有套管帽的报废井存在的极大安全隐患，极大地避免了重大的人身、财产、环境、污染等安全隐患，有着极其重要的社会、安全、环保意义。

2、对于有扶躺价值而无法实施措施的报废井提供了有力的保障，其产生的经济效益将是巨大的。

3、该装置材料结构简单，具有安全可靠性，可在全厂及全局范围内推广使用。

利用该套管打孔器对报废井的有效治理，不仅消除了日常生产和百姓生活中的一个重大隐患，并未安全生产，提供了有力保证。

而且治理过程中逐步挖掘出的一批对于现在的油田生产能力有帮助、有利用价值的报废井，既解决了以往油井开采中遗留的历史问题，而且通过这些报废井的二次生产，进一步缓解了油气产量压力，增加了油气产能。

我们认为，该套管打孔器的研制与利用，是值得各油田及各采油厂借鉴和大力推广使用的。