油井小修工程設計優化與管理

譚艷杰

摘要：油田開發過程中，伴隨著開發時間的延長，油井井下技術狀況異常復雜，套變、套斷、出砂出泥漿、結垢腐蝕等情況逐年惡化，大幅提升油井正常生產及免修期水平存在一定的困難。要提升老井免修期，重點在小修工程設計的優化與管理，本文通過研究油井小修工程設計方法和技術，對老油井提升免修期起到關鍵作用。

關鍵詞：油井;免修期;方案設計

1.油井小修工程優化設計必要性分析

工程方案質量主要由方案設計質量、材料質量、施工質量及采油管理四方面綜合影響，由于這四個環節目前存在著眾多問題，一個環節有問題，致使整個油井工程方案及管理存在問題，導致作業后油井免修期短，造成油井作業費用及管理難度的提升，因此有必要對油井小修工程設計進行優化和管理。

2.油井小修工程設計優化與管理

建立階段管理模式及技術，由上述四個環節轉變為節點控制，主要由井況診斷和分析、故障識別、參數設計、工序設置、舉升配套技術、建立設計管理體系。

2.1轉變井況分析模式，建單井評價體系

原來模式為人工查詢：井井修井臺帳查作業原因、因素等;油井基礎數據查最大井斜角、造斜點;查歷次作業監督記錄井筒描述等。

現在模式為網絡綜合分析：建立單井井身軌跡數據庫，認清井身狀況，建立單井井下技術狀況圖，認清井筒狀況，建立單井井液資料庫，認清井液狀況。

建立單井井身軌跡數據庫，認清井身狀況.通過建立油井井身軌跡平臺，平臺主要包括科學設計，內容主要包括新井桿柱附件、老井評價調整，解決了避免籠統使用的問題;預測與預警部分主要是建立受壓井段預測、偏磨井段預警，主要是建立提示危險井段的目的;分段配置部分主要是建立油井泵與井斜的配置、腐蝕偏磨配置，提高耐磨性能;磨損分析模塊主要是建立描述表觀原因和偏磨實質因素分析，認識偏磨實質問題，通過上述油井井身軌跡平臺的建立與應用，有效從源頭上解決設計過程中方案的準確性。

（1）建立單井井下技術狀況圖，認清井筒狀況

油井井況圖是以圖幅的形式，直觀展示該井各種井下狀況所發生的位置、井段、程度。目的是通過井況圖清晰描述井下情況，實現油井個性化治理;圖形組成有井身軌跡曲線、磨損、結垢、腐蝕、結蠟柱狀圖;程度劃分為一般井段和嚴重井段，用不同顏色區分。

（2）建立單井井液監測資料庫，認清井液狀況

調查監測：現狀調查：結垢或腐蝕周期、速度、厚度、井數、區塊分布等;資料收集：收集鋼種、油、氣、水、污水、水源水的基礎數據;樣品收集：收集典型井的油樣、水樣和油井垢樣、管線垢樣。

測試研究：水質化學成分檢測分析：確定水樣各種離子含量，確定水樣礦化度、水型和結垢傾向測定和結垢趨勢判定等;細菌和氣體檢測分析：確定硫酸鹽還原菌、鐵細菌、異養菌含量;確定溶解氧、硫化氫、二氧化碳含量;水質配伍性試驗：測定結垢速度、種類、垢量;結垢產物成分分析：確定垢樣組成、含量，分析結垢主要原因;結垢試驗及機理研究：對結垢機理研究，確定結垢主要影響因素。

藥劑篩選：阻垢劑、防腐劑的篩選;阻垢率、防腐率等測定;藥劑的適應性評價;配伍性能能評價;藥劑綜合性能評價。

應用實例：測試某采油廠八個區塊24口井，跟蹤監測235口井。明確了八個區塊腐蝕結垢類型;特別是六隊腐蝕主要以硫酸鹽還原菌為主，伴隨輕微的電化學腐蝕;篩選出合適殺菌劑。

采油xx隊：2017年之前每年檢泵平均97井次，治理后降為50井次左右，下降48.5%。免修期從2017年314天延長到640天。平均年減少作業費130萬元，減少材料費和減少影響產量等創效228萬元。

2.2轉變故障識別模式，建單井診斷體系

原故障識別模式：一是經驗法，憑經驗判斷，一般僅對典型的故障有效;二是模板法，建立典型故障井示功圖圖版，診斷井與之對比分析;三是綜合法，示功圖、憋壓、生產現象等綜合判斷，但對不出液井容易誤診。

現故障識別模式：一是建立全部井診斷圖版，形成單井病例;二是建立疑難井診斷圖版，分析特征規律;三是完善故障井診斷模式，特征識別判斷。現有的故障分析模式與原故障分析模式主要區別在于，原模式針對性差，現有 的模式快速準確進行判斷。

（1）建立全部井診斷圖版，形成單井病例

組成：標準圖版、各類故障圖版。內容：基礎數據、日產液、示功圖、動液面、電流、壓力、井口呼吸、作業核實等。

原則：選用不同故障類型典型圖、同故障類型不同特征的典型圖。

（2）建立疑難井診斷圖版，分析特征規律

2.3轉變參數設計模式，實行一體化設計

原模式：一是經驗法，憑借經驗誰，一般對一個參數調整，缺乏系統設計理念;二是API法，API法，以載荷最低作為選擇機采參數的依據，即優先考慮使抽油機受力小的采油參數。三是能耗設計，不僅滿足產量要求而且能耗低、系統效率高、經濟效益優。現模式一是建立較高偏磨周期和系統效率一體化設計系統，包含分析泵效與能耗關系，確定經濟泵效，分析偏磨與井身關系，井身調整參數。通過現在一體化的設計思路和方法，建立防磨與系統效率兼顧的一體化設計模式。通過以下五個步驟的分析與分析，確定合理的參數與生產方式。建立模型：以合理流壓為基礎，建立供、排液及兩者關系模式;產量預測：不同泵、參數下產液、油量預測;指標預測：不同組合耗電量、系統效率、軸向載荷、載荷比預測;評價：對不同參數組合偏磨周期、系統效率效益評價;參數確定：通過上述分析與對比，找出最佳參數組合及確定生產方式。

2.4優化工序設置

原有的模式：一是超過一年未探作業井必須探砂面;二是措施井必須有探砂、刮套工序;三是死油多井每次作業時熱水沖洗井筒;先轉變為：一是根據油井出砂速度，合理減少探砂次數，而死根據油井結垢速度，合理確定清垢次數;三是根據油品物性溫度，合理確定清洗參數。

依據上述原則：根據分析油井出砂速度和出砂分布區域，2018年減少探砂27井次。2018年新井投產68口井，使用試井車軟探砂面11口井，減少了光管探砂11井次。2018年縮徑管柱壓裂井共計38口，取消刮套24井次。2018年對高結垢措施井直接掃鉆12井次，避免刮套和打印12井次。

熱水到達死油段溫度高于死油段蠟熔點的采用熱水沖洗井筒，共實施14口井。熱水到達死油段溫度低于死油段蠟熔點的，采用加清蠟劑、刮蠟與熱水沖洗相結合的方式，實施4口井。

2.5 轉變舉升配套模式，適應性分析調整

原模式：一是僅對井筒防治設計基本不考慮地面設計;二是泵及附件設計與井況結合較少;三是扶正器設計間距、井段和井況基本不考慮。

轉變模式：一是舉升方式進行評價和調整，適應井下工況，油井舉升方式和參數對檢泵周期有著直接影響。

舉升方式和參數要適應井下技術狀況。適應性分析要圍繞深井泵、井身軌跡和生產參數進行。對于井斜造成的桿管偏磨：二是泵及附件工具進行調整呢個，適應井下工況;三是扶正器選用優化調整，適應井下工況。直井段不加裝扶正器;造斜段全程加裝扶正桿，并在側向力偏大的位置配套安裝扶正接箍;

穩斜段適當放大扶正桿的安裝間距，每隔三根或五根常規抽油桿加一根扶正桿，對于拐點大處加裝扶正接箍。

2.6完善設計管理體系，搭建新設計平臺

搭建采油工程數據庫建設，數據包括基礎數據，主要由靜態、動態和歷史數據構成;建立應用系統，實現數據網絡化，提升工作效率，提高資料利用率。

3.效果及結論

1）井筒管理水平顯著提升，油井免修期逐步延長，某XX老區達到672天，同比前年延長92天;

2）定量定性定工序和油井準確診斷減少作業環節，作業占井周期明顯下降，同比前年降低22%，同比去年降低7.2%;

3）現有的模式，有效提高了井筒管理和工程方案效果和質量。