ZW222井螺杆泵下泵设计.docx
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ZW222井螺杆泵下泵设计
彰武断陷
彰武2-2-2井投产工程设计
中国石化东北油气分公司
2012年10月9日
彰武断陷
彰武2-2-2井投产工程设计
井段：
1238.3-1239.2m、1239.9-1240.5m
1241.1-1242.4m、1244.6-1246.0m
1248.5-1249.8m、1256.5-1258.3m
1271.8-1273.5m、1276.0-1277.1m
1278.9-1281.1m、1294.2-1295.8m
设计人：
审核人：
复审人：
审定人：
审批人：
设计单位：
工程技术研究院
设计日期：
2012年10月9日
一、基础数据
地理位置
辽宁省阜新市彰武县双庙乡任家村东北方向
构造位置
彰武断陷任家东断鼻圈闭
井别
采油井
井口坐标
4699408；21450794
地面海拔
99.305m
完井日期
2012.9.8
水泥返高（m）
202
完钻井深（m）
1560
固井质量
（1084.1-1460m）好
完钻层位
九佛堂组（未穿）
钻井泥浆密度
1.1g/cm3
补心高（m）
6
浸泡时间（d）
油补距（m）
钻井液漏失
最大井斜
4.9度/212.0
井涌
原人工井底（m）
待射孔层位
九佛堂组
砂面（m）
待射孔井段（m）
1238.3-1239.2m1239.9-1240.5m1241.1-1242.4m1244.6-1246.0m1248.5-1249.8m1256.5-1258.3m1271.8-1273.5m1276.0-1277.1m1278.9-1281.1m1294.2-1295.8m
灰面（m）
油层厚度（m）
13.9
桥塞面（m）
层数
10
二、套管数据
套管类型
外径（mm）
内径（mm）
钢级
壁厚（mm）
下入深度（m）
表层套管
244.5
226.26
J55
9.65
199.54
油层套管
139.7
124.26
J55/N80
7.72
1474.08
短套管位置（m）
（工程深度）
1171.34-1173.43m
油层附近
接箍位置
（m）
1171.5、1184、1195、1205、1216、1227、1237.5、1248、1258、1269、1280、1291、1302、1312、1322.5
三、油层数据
N0
深度
H（m）
厚度
m
AC
μs/m
GR
API
POR
%
PERM
Md
Sw
%
SH
%
解释
结果
16
1238.3--1239.2
0.9
289
87
17
0.4
59
15
油层
17
1239.9--1240.5
0.6
295
97
19
1.2
60
30
差油层
18
1241.1--1242.4
1.3
278
86
17
1.9
52
7
油层
19
1244.6--1246.0
1.4
270
98
16
2.4
45
3
油层
20
1248.5--1249.8
1.3
264
105
16
3.2
44
2
油层
21
1256.5--1258.3
1.8
270
98
16
3.3
49
10
油层
22
1269.8--1270.8
1
251
79
15
1.8
89
2
干层
23
1271.8--1273.5
1.7
269
92
15
3.2
55
11
油层
24
1276.0--1277.1
1.1
274
110
16
2.2
58
4
差油层
25
1278.9--1281.1
2.2
281
88
17
2.1
52
5
油层
26
1294.2--1295.8
1.6
272
80
17
5
37
7
油层
四、地质目的及要求
该井钻遇九佛堂组油层16.4m/9层，差油层5m/3层。
本次对井段1238.3-1239.2m、1239.9-1240.5m、1241.1-1242.4m、1244.6-1246.0m、1248.5-1249.8m、1256.5-1258.3m、1271.8-1273.5m、1276.0-1277.1m、1278.9-1281.1m、1294.2-1295.8m进行射孔并进行分段压裂，提高储层渗流能力，提高单井产量。
1、压裂改造后根据抽汲排液情况，确定投产工作制度。
2、严格贯彻执行QHSE体系。
五、试油、作业井史简况及生产异常情况
该井为新井，无作业及生产历史。
六、地层压力及临井情况
1、地层压力情况
层段
井段（m）
原始地层压力（MPa）
目前地层压力（MPa）
地层压力系数
拟射孔及压裂井段
1238.3-1239.2m
0.94（据彰武2井）
1239.9-1240.5m
0.94（据彰武2井）
1241.1-1242.4m
0.94（据彰武2井）
1244.6-1246.0m
0.94（据彰武2井）
1248.5-1249.8m
0.94（据彰武2井）
1256.5-1258.3m
0.94（据彰武2井）
1271.8-1273.5m
0.94（据彰武2井）
1276.0-1277.1m
0.94（据彰武2井）
1278.9-1281.1m
0.94（据彰武2井）
1294.2-1295.8m
0.94（据彰武2井）
2、邻近对应连通油井情况
井号
日期
日产油（t）
日产液（t）
含水（%）
气油比（m3/t）
动液面（m）
压力系数
流体性质
备注
彰武2
2012.9.26
4.46
4.95
10
ZW2-1-1
2012.9.26
1.74
4.73
63.1
ZW2-4-1
2012.9.26
7.34
14.71
50.1
ZW2-4-3
2012.9.26
11.2
16.42
31.8
3、区域注水连通状况（无）
4、硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体情况（资料来源）
全井未发现H2S、CO2异常。
5、根据油层压力（压力系数）选择合适的压井液、防喷器，做好井控防喷和安全环保工作。
七、井控设计
1、压力预测
根据该井地质设计，本井为常压地层，做好防喷工作。
（油管内流体密度取值：
0.9ｇ／ｃｍ３）。
2、一级井控
1）修井液选择
根据工程要求，起、下管柱施工时采用本区污水为压井液，若压力异常或井口溢流较大时压井液密度根据钻井时的泥浆密度或井口压力及流体性质来计算确定。
密度计算公式:
ρk＝102p（1+k）/H
ρk－压井液密度g/cm3；H－油层中部垂深；p－地层压力MPa；k－附加量，应大于15％
参见SY/T5587.3-2004《常规修井作业规程第3部分：
油气井压井、替喷、诱喷》
2）压井方法
起下钻过程及其他井口敞开状态，做好随时灌注压井液的准备，一但出现井内液面下降，立即灌注压井液．使井筒保持灌满状态；下钻时要求排出井筒压井液小于等于下入管柱体积；起钻时灌入压井液量大于等于起出管柱体积。
3）其它常识
等停时间期间应下入为井筒深度三分之一的深度，并座悬挂器，严禁长时间空井筒等停。
3、二级井控
1）井控设备的选择
井口：
选择KY65/25型井口采油树
防喷器：
2SFZ18-21型防喷器
内防喷工具：
21MPa旋塞阀（与正起下油管丝扣匹配，井场配备两套）。
悬挂器（与正起下油管丝扣匹配）
井控管汇：
压力级别与防喷器压力级别相匹配，管汇内通径不小于62mm,所用管线每10m用地锚固定。
不允许使用焊接管线及软管线，出口接120°弯头。
2）井控设备的安装后试压
装KY65/25型井口、2SFZ18-21防喷器及压井放喷管汇：
清水试压至15MPa，15min压降小于0.7MPa,为合格。
4、其它井控措施
1）配备与井内管柱尺寸匹配的防喷器，作业施工过程安装的防喷器通径应大于施工作业中下入工具的最大直径，或大于井筒的最大套管内径或井眼内径，禁止卸下防喷器起下井下工具。
2）作业施工前，应进行检查验收，每道工序、工艺实施前，应由带班干部向现场施工人员进行工艺、工程（施工）设计和井控设备应急预案交底，明确职责和分工，并有相关记录。
3）作业过程中应明确专人观察溢流，发现溢流和井喷预兆要按正确的关井程序及时关井，其关井最高压力不得超过井控装置额定工作压力、套管抗内压强度的80%和地层破裂压力三者中最小值，及时采取导流放喷措施，防止憋压。
本井最大关井压力控制在20MPa以内。
4）停止施工时，应座好悬挂器，装好旋塞阀，关闭防喷器，以防顶起管柱。
5）作业施工过程中一旦发生井喷、井喷失控等险情或事故时，立即启动应急预案，并及时上报上级主管部门。
6）起下钻中，井口安装2SFZ18-21型防喷器，每拆装一次2SFZ18-21型防喷器均要试压，随时观察环空液面变化情况。
井场必须备有足够数量的压井液。
7）作业应明确井控装置岗位职责，由专人负责井控管理，严防井喷。
在井场和井架醒目位置悬挂安全警示牌。
8）控制井喷装置：
井口装自封封井器的井，应将旋塞阀（与下入油管丝扣配套）。
联接好放置于井口附近，一旦井口外溢压井液，立即抢装旋塞阀，关闭防喷器，关闭防喷闸门。
八、下泵抽油设计
1、下泵深度
该井目的层上界深1238.3m，产层下界深度为1295.8m，综合该井目的层原油粘温特性、地温梯度等因素，设计下螺杆泵，泵深度1200m。
2、杆柱组合与工况指标预测
采用Φ25mmHL级杆单级杆柱，Φ38mm光杆。
九、施工步骤
1、解封洗井：
解封压裂管柱并卸掉1根油管，回坐悬挂器，热水反循环洗井1.5-2周后起出压裂管柱。
2、探砂面：
用带笔尖的光油管探砂面，若砂面在射孔段之下20m，则不冲砂；若砂面距离射孔段小于20m，则冲砂至人工井底。
3、下泵：
下泵管柱管柱结构如下（自下而上）：
2-7/8″丝堵+Φ73mm平式油管2根+Φ73mm平式筛管4m+2-7/8″转矩锚+Φ73平公×Φ89平母变扣+GLB75-40型螺杆泵（1200m）+Φ89mm平式油管+Φ89N80平公双公短接+3-1/2″油管挂（下连接螺纹为Φ89平母）。
下定子及管柱时，下至30m左右时，试转矩锚的功能。
下管柱时，油管下放速度≤5m/min，速度均匀，操作平稳，坐放于井口时应轻放，下油管应连续作业，管柱下至预计位置。
详见下泵管柱结构示意图。
4、转矩锚座封：
油管下至预定深度后，进行井口座封锚定，正向旋转油管1/4-1/3圈。
5、下抽油杆柱：
杆柱结构（自下而上）：
螺杆泵转子Φ38mm+Φ25mm抽油杆抽油杆8m＋抽油杆防脱器＋Φ25mm抽油杆1192m+Φ28mm×Φ25mm变扣+光杆1根。
按抽油杆柱设计及实际完成的油管柱尺寸，配好抽油杆柱后，再平稳下入螺杆泵转子、抽油杆；当转子下到距离定子10m位置时，下放速度小于2m/min。
进泵筒后探泵底2次，调整抽油杆长度。
注意下井杆柱及井下工具必须干净无污，丈量准确，填写好相关质量记录，方可下井。
6、安装地面驱动设备
（1）平衡起吊地面驱动设备，使空心轴减速箱孔、光杆密封盒通孔与井口中心三点成一线，光杆穿人轴孔。
（2）紧固井口及卡箍螺栓。
（3）减速箱内加入机油至标尺要求刻度。
（4）接通电源试起动，确保机组顺时针运转。
（5）上提防冲距1.7m。
（6）卡紧承扭和承拉方卡子。
（7）检查调整传动皮带张紧度至不打滑为止，要求主、被动皮带轮同线度偏移量小于2mm。
（8）光杆密封盒内加入密封填料。
（9）清除地面驱动设备上的油污，再次紧固连接螺栓，完成设备安装。
（10）低速试运转，观察电流变化，监听机械运转声音。
若发现异常，则应停机检查，处理后方可开机运行。
7、排液求产
开泵排液。
如果不出液则关生产阀门（半关）进行憋压，压力不超过2MPa。
排液初期生产参数逐渐调整，螺杆泵转速由0逐渐调整到60r/min，防止参数调整过快引起地层出砂。
前期排液转速控制在60r/min，根据排液情况，逐渐调整转速，根据液量变化及时调整工作制度，液性稳定及时化验，及时送样。
开机试运行应注意一下问题：
（1）判断正反转
地面驱动装置安装完毕后，按要求接好电源线，并瞬时通电，判断光杆的转向，必须保证转向为顺时针方向。
（2）观察电流
注意观察工作电流，同时要记录瞬时通电电压，正常运行后，要定期记录工作电流、工作频率。
（3）测量动液面
初次开机时应每天测一次动液面，直至动液面稳定为止。
（4）前期排液初期严禁随意关停电机。
（5）排液求产期间严禁打开套管闸门，防止地层出砂砂卡管柱。
十、施工注意事项
1、下管柱及抽油杆柱时，均要执行常规修井作业规程第5部分《井下作业井筒准备》SY/T5587.5-2004。
2、提前按设计要求准备器材及各种入井液体，器材、工具在入井前要仔细检查，保质保量，不合格的坚决不下井。
3、施工前制定防喷安全措施，各种防喷器材安装正确、灵活好用；各岗位人员职责分明，严防井喷事故发生。
4、本次使用的油管要求无弯曲、损伤，无锈蚀，螺纹完好，内外清洁，并用相应的通径规通过。
有锈、有杂质油管必须要清洗，以避免污染油层。
5、下井工具的外表无损伤，螺纹完好，并测量、记录各工具的型号、尺寸（内径、外径、长度）。
6、油管内外螺纹必须保证清洁，要求密封的管柱段应在公螺纹上均匀涂上密封脂，拧紧螺纹后将多余的密封脂擦去。
7、下井器材应做到“三丈量一复核”，丈量误差每1000m小于等于0.2m。
8、井口和天车对中，天车中垂线与井口中心前后偏差应小于60mm，左右偏差应小于20mm。
9、施工单位妥善保管下井工具，不准落地。
10、螺杆泵转子表面不得有伤痕，并保持清洁。
抽油杆、光杆不得有弯曲及损伤。
内、外螺纹应保持干净，螺纹上紧扭矩应达到1.2kN.m。
11、下光杆探泵底时，光杆下放速度应小于1m/min，光杆自行旋转说明转子已进入定子内腔。
管柱调试完毕后，应保证光杆上端高出驱动头减速箱上平面的距离在0.3-0.5m之间。
12、吊装地面驱动设备时，必须保证平衡吊起设备，安装时，空心轴减速箱孔、光杆防喷盒孔与井口中心必须对中，便于光杆穿入，把光杆穿入轴孔，完成设备吊装。
13、要求螺杆泵地面设备能保证在井口带压的情况下更换盘根。
十一、QHSE管理要求
（一）质量要求
1、作业施工前，现场作好技术交底；施工中，应统一指挥，分工明确，责任到人。
2、盛放压井液的容器干净，压井液无杂物。
井场必须备有足够数量的压井液，要求压井液性能稳定。
3、根据压力资料选择合适密度的压井液压井至进出口液量、性能一致；原则是保护油层，做到压而不死，活而不喷。
起下管柱时边起边灌满井筒。
4、若油层漏失严重，则采用暂堵剂暂堵，然后压井。
5、大钩必须能转动灵活，指重表灵敏完好。
6、起下钻必须打好备钳，井口装好自封封井器，平稳操作，防止顿钻、溜钻、单吊环、井内掉落物，遇卡阻现象应判明原因后处理；井口防掉落物，防止卡管柱；特别是下封隔器管柱，管柱不得转动，防止封隔器中途座封。
7、下井工具必须灵活好用，下井前仔细检查、按规定试压合格方可下井，涂抹密封脂，上紧丝扣密封，保证施工一次成功。
8、采气树闸门及防喷器必须试压合格、灵活好用。
9、按设计要求取全取准好各项地质资料。
（二）安全要求
1、施工队伍具有该井安全应急预案，报有关部门批准。
开始作业前，应进行安全生产及技术措施交底，做好防喷预案，分工明确，严守岗位。
2、要求井场照明要保证晚上能进行正常作业；在井口、油嘴管汇、压井液罐、压井泵车、器材室、井场逃生通道和出口应有足够照明，井场用电应符合SY5727-2007《井下作业安全规程》。
3、作业施工应明确井控装置岗位责任制，由专人负责井控管理，严防井喷。
井场周围应有隔离警示标志，并悬挂安全警示牌。
4、在非封井状态下，严格执行“24小时值班制度”。
5、防火措施：
（1）备清水12m3、35kg干粉灭火器2个，8kg干粉灭火器4个，消防锨3把，消防桶2只，消防砂足量,主要消防器材摆放在井口及井场的重点部位，专人保管，定期检查。
（2）井口操作应避免金属撞击产生火花。
（3）具有安全点火条件和防止火灾措施，同时注意防止污染周围地面环境。
（4）作业期间，井场内不得使用明火，严禁在井场吸烟；因特殊情况需用时，应经安全消防部门批准，并有相应的防火措施。
（5）现场施工人员要进行现场防火演练，做好演练记录备查。
6、作业期间专人负责检查，落实安全措施，维护井场安全。
7、开关闸阀时，所有人员必须站在闸阀侧向，严禁正对闸门芯站立，以保证施工人员安全。
8、按试油气安全技术要求布置井场，生活区远离井场。
9、井场高压工作区设立安全警戒线。
（三）健康要求
1、施工人员必须穿戴劳保用品。
2、施工现场要配备医务急救药品及相关器材、人员。
3、井场值班房应摆放在井场季节风的上风方向，距井口30m以外，达不到标准要进行风险评估，并制定相应防范措施。
4、在井口、压井液罐、压井泵车、井场逃生通道和出口应有足够照明，以保证重要工作场所照明，便于采取应急措施和逃生。
（四）环保要求
1、井场应平整，排水沟应畅通，污水、雨水能分排，地面无积水及障碍物。
2、不得将生活、工业废物乱扔、乱放，必须用塑料袋装好后统一处理。
3、凡入井和返出液体，及时回收处理，严禁乱排乱放。
4、作业结束后，对作业场地进行平整，复原。
5、严格执行国家及地方有关环保法规，做好环境保护工作，要求可燃气体必须燃烧，严格回收井内排出液体，回收各种废弃物。
十二、施工准备
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
螺杆泵地面驱动头装置
GBF5B
套
1
包括相配套的承拉、承扭、防顶卡子、螺栓、盘根盒等配套附属件
2
螺杆泵专用井口
KY21-65/78
套
1
3
油管头大四通
KY21-65/78
套
1
4
油管悬挂器
KY21-65/78
个
1
两端螺纹为Φ89mm平母
5
双公短接
Φ89mm×0.2mN80平式双公
个
1
6
油管
Φ89mmN80平式油管
m
1250
采用原压裂管柱
7
螺杆泵
GLB75-40
套
1
配套定子与转子
8
油管变扣
Φ89mm平母×Φ73mm平公
个
1
钢级：
N80
9
转矩锚
51/2
套
1
10
筛管
Φ73mm×2mN80
套
2
11
油管
Φ73mmN80平式油管
m
20
12
丝堵
2-7/8″
个
1
13
光杆
Φ38mm
m
9
14
抽油杆变扣
Φ38mm×Φ25mm接箍
个
1
15
抽油杆短节
25mm×1mHL级
根
2
25mm×2mHL级
根
1
25mm×3mHL级
根
1
16
抽油杆
Φ25mmHL级
m
1200
17
抽油杆防脱器
FTQ-25
套
1
18
电机
180L-4
台
1
22Kw
19
变频柜
22kW
套
1
20
液压油
32#透平油
Kg
10
十三、附图
700型压裂井口+N80NUΦ89mm油管+滑套喷砂器1245m+水力锚+K344封隔器（1252±1m，避开套管接箍）+调整短接+滑套喷砂器1259m+水力锚+K344封隔器（1261±1m，避开套管接箍）+调整短接+滑套喷砂器1281m+水力锚+K344封隔器（1283±1m，避开套管接箍）+调整短接+节流器1285m。
2.油井下泵管柱设计示意图
ZW2-2-2井投产管柱结构示意图
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