午XX區套損治理技術探索及應用

尤明全

一、套損井現狀

隨著油田開發逐步深入，油井井筒狀況日趨復雜，尤其是侏羅系油井套管腐蝕嚴重，極易造成穿孔，導致油井含水上升，且產能損失治理后產量恢復率低（56.3%）。近年來，套損井數量呈上升趨勢，目前套破（疑似套破）井65口，主要分布在**區、**等區（圖）。

以午**區為例，套管腐蝕位置主要分布在1100-1500米，位于采油泵以下的直羅層和延4+5，平均穿孔點8個，腐蝕類型以點狀內腐蝕為主。

二、套損主控因素

通過研究分析，套管腐蝕與CO2、H2S、含水等具有顯著的關聯性。

取得認識一：通過對比午**區與白**區套損井套損前含水發現，午**區套損井套損前含水低于10%的有28口，高于10%的有11口，低含水井套損占比71.8%;白**區套損井套損前低含水比例占比26.3%。分析認為，該區由于地層流體內含有CO2，在低含水階段就開始套管腐蝕，隨著含水率的上升，腐蝕速率將逐步加快，直至形成孔洞型穿孔。

取得認識二：通過研究發現，套管腐蝕的井段多位于泵掛以下，油層段以上的直羅層和延4+5大水層，而投加緩蝕劑對這一段的腐蝕起不到減緩的作用，該段腐蝕主要受地層流體內CO2等因素的影響，腐蝕速率快，易造成套管穿孔。針對無底水油井通過加深泵掛，降低動液面，投加緩蝕劑等手段，達到延緩套管腐蝕，延長套管使用壽命的目的。

三、套損特征

午**區油井套損前多表現為低含水（10%以下），與液量、液面無關;套破后表現為液量突升，含水上升，含鹽下降（10000mg/L左右），動液面上升（上升至500-800m），水型為洛河層水型（ Na2SO4）;

四、常規治理手段效果評價

常規隔采（軌封隔采）：針對套管腐蝕滲漏造成的含水上升，一般套損段吸水量 ≤80L/min，15MPa。

LEP長壽命封隔器隔采：為解決常規隔采有效期短等不足，推行以LEP封隔器;

套管補貼：即針對無有效隔采座封位置的套損井，開展膨脹管補貼試驗，重塑座封段;

側鉆更新：包括側鉆即對套破嚴重、常規治理難見效井，試驗套管修復（開窗側鉆）;更新即對于區域內剩余油富集，新井初期產能>2.0t，全井段套管腐蝕破漏嚴重或井筒套變，采取更新的方式治理;

從目前應用情況看，多采用軌封和長壽命封隔器隔采，仍造成油量損失約30t，新增套破井一次隔采產量恢復率86.3%、多次隔采產能保持率74.6%，但存在如下弊端：

一是由于套管腐蝕越發嚴重，造成隔采效果越來越差，隔不住的情況時有發生;根據統計，每年因套破井隔采失效重新隔采約16井次，既增加了作業頻次，又增加了井下作業費用和井控、環保風險。

二是大直徑工具入井存在很大風險。軌道式封隔器入井時間長，卡牙容易加劇隔采位置的套管腐蝕，再次起鉆檢維護作業時容易造成卡鉆;長壽命封隔器入井時間長，由于套破后高含水結垢，再次檢維護作業時打撈封隔器難度大，出現一次打撈不成功的情況。如午**井2019年4月酸化后下入長壽命封隔器至2021年1月期間經過4次檢泵，2021年1月再次檢泵封隔器經過5次打撈，才打撈成功，既增加了井控和環保風險，又增加井下作業費用;

三是由于軌封要壓一定的壓力才能有效座封，增加的油管桿的彎曲度，既增加的抽油機負荷又增加了油管磨破的風險，根據統計，我區每年因套破井隔采導致油管破檢泵約13井次。多次施工，既有油量損失，又增加了檢泵頻次，也增加了地層堵的風險。

五、主要技術體系

由于機械封隔器隔采弊端，急需要對套破井探索一種一次治理，不下入機械封隔器，長期見效的解決方案。提出了“化學堵漏+小型壓裂”組合技術 。

優點：

1、化學堵漏能夠有效的達到一次封堵穿孔段的目的;

2、穿孔段封堵住后避免了下入大直徑工具帶來的套管損傷、地層堵、封隔器卡等的風險;

3、小型壓裂措施能夠解除套破后造成的地層堵塞，改善裂縫倒流能力 ;

化學堵漏：結合工程測井和套管試壓等找漏資料，以井筒試壓確定套損段吸水量，套損點確定填砂量，

填砂量的確定：

d---套管外徑;h--填砂高度;

擠封水泥量的確定：

d---套管外徑;D--封堵后的水泥環外徑;

h--封堵層段的高度;Φ--封堵層段的有效孔隙度;

小型壓裂

Ⅱ類、Ⅲ類接觸油井：前置酸+小型壓裂。前置酸疏通堵塞孔隙通道，小型壓裂使原縫張開，通過酸液的溶蝕作用改善地層與裂縫之間的連通性;通過酸液對壓裂液殘膠的降解改善支撐裂縫的導流能力。

Ⅰ類接觸油井：小型壓裂。由于底水存在，為防止前置酸溝通底水，要進一步提高壓裂參數，利用小型壓裂造出新縫，形成新的滲流通道，避開已污染區，實現厚油層縱向上充分動用。

根據歷年來午**區原層改造措施油井的物性、改造參數進行匯總分析，確定了影響單井產量的主控因素是泥質含量、含油飽和度、砂量、排量、入地液量。

根據措施增油效果與儲層物性、施工參數、地層壓力保持水平之間相關性，確定最優壓裂施工參數。

六、治理案例分析

山**井位于**油田午**區東部，為Ⅰ類接觸，開采層位延9。初期日產油4.3t，含水3.6%，2017年9月套破，下長壽命封隔器隔采，隔采后日產油2.4t，含水33.2%，2019年12月地層堵液量下降日產液1.8m3，日產油1.4t，含水9.2%，2020年1月封隔器失效含水上升至77.7%，含鹽7600mg/L，地質儲量采收率7.66%，分析認為該井采收率低，符合侏羅系小型加砂壓裂選井標準，可以試驗水泥擠封，壓裂治理。

工測顯示穿孔段9處，套破段分布于1179.14m-1445.31m，其它為重度腐蝕和輕微腐蝕。

經過治理后未下入封隔器生產，持續低含水，產油量相比治理前日增油量達3t，按目前油價3500元/噸計算，生產100噸原油后收回投資成本，該井生產情況，生產23天后為收益，且為長期收益;目前已連續生產352天，投入產出比達到1：10。

七、結論

一是挽回儲量損失;

以午**區塊為例，區塊地質儲量1735.88萬噸，最終采收率按29.3%計算可采儲量508.49萬噸，折算單井地質控制儲量為16.53萬噸，單井可采控制儲量4.84萬噸;截止2020年底累計采油量1.3801萬噸，挽回儲量損失3.4599萬噸;

二是投入產出比;以山**井為例，目前投入產出比已達到1：10，而且在持續有效。

三是減少了多次隔采治理帶來的引起地層堵的風險;

四是減少了檢泵頻次，降低了安全環保風險;

五是有效避免了因套管腐蝕嚴重，機械封隔器隔不住的情況發生;

六是避免了大直徑工具入井存在的井筒處理（卡鉆、磨鉆）的風險;

七是減少了井下作業費用，節約了成本;

無人機課程理論與實踐教學改革研究

王亮王晶

大慶油田有限責任公司鐵人學院 ? 黑龍江 ?大慶163000

摘要：隨著我國通用航空體制的不斷改革與完善，無人機行業將迎來前所未有的發展機遇。無人機產業的迅猛發展急需無人機系統設計、應用、管理方面的綜合性人才。當前無人機操控和開發人員極少，行業需求與高校輸送的相關專業人才成反比。因此，深化加強無人機教學課程改革和實踐工作，對于培養大量優秀的無人機相關專業人才具有重要意義。

關鍵詞：無人機;課程理論;實踐教學

1 課程教學現狀

1.1 課題體系與課時量不足

無人機方向課程由“無人機原理與構造”“自動飛行控制系統”“無人機導航技術”三門課程組成。“無人機原理與構造”課要求學生了解無人機相關知識，并培養無人機組裝、調試和操控能力。據調查，天途航空AOPA無人機培訓中安排理論課程60學時和實操培訓74學時。

1.2 教材不適用

教材是無人機課程的核心，是保證課堂教學質量的關鍵。國內現有的教材編寫也剛剛起步，相關配套的PPT更少。照搬傳統的航空類教材授課，往往導致學生學習興趣不強、學習效果不佳等問題。此外，僅有的無人機相關教材也不是很適合于本校無人機課程的教學。

1.3 實驗平臺不適用

雖然已采購25套四旋翼無人機作為教學使用，但每年近150名學生選課，無人機數量遠遠不夠。在教學過程中無人機的損耗率也較高。已采購的無人機采用PIXHAWK飛控，雖然能滿足無人機基礎教學課程要求，但存在如下問題：PIXHAWK受硬件限制開發程度不高，很難進行二次開發;PIXHAWK雖然二次開發程度高于APM，但開源代碼以及各部分使用例程軟件開放程度相對較為復雜。對于目前學生教學要求以及學生能力要求較高，使用相對困難。

2 課程教學內容改革

2.1“無人機原理與構造”課程教學內容調整

2.1.1課程實驗安排從基礎入手，分段培養

在無人機組裝和調試方面，要求學生：能夠根據無人機硬件平臺使用說明書進行拆裝調試無人機;在不安裝槳葉的情況下完成機架選型，加速度計、羅盤、遙控器和電調校準以及飛行模式設置，并熟悉基本飛行操控流程;學會無人機的故障查找和維修。

2.1.2模擬器先行，訓練基本操控方法和方向感

在無人機模擬器練習方面，要求學生：熟悉樂迪AT9遙控器，知道什么是美國手，什么是遙控器通道，并學會通過遙控器控制無人機飛行;學會并養成正確的遙控器握控姿勢和良好的站姿;進行無人機懸停模式的飛行練習，學會對尾、對側、對頭、8位懸停、米字型、回字型、O字型以及8字型等飛行操作。

2.2“自動飛行控制系統”課程教學內容調整

針對實驗設備不足及教材不適用等問題，自制了40套微型四旋翼無人機實驗平臺，并編寫配套例程和教材。自制平臺主要作用有：（1）解決對于飛控內部結構不清晰和教學效果差等問題。（2）解決采購飛控開源性差，理解困難問題。（3）解決教學時效性問題。采購飛控成本高每塊市場價500元左右，封裝嚴實維修困難。（4）配套教材，完全結合自主飛控與例程，緊密結合，教學效果顯著提升。（5）提高學生利用率和開放程度，自己帶走，哪都能學。（6）輔助STM32單片機教學，飛控板子結合STM32常用知識，綜合性以及實用性強大。此外，在自制實驗平臺、編寫配套例程與教材的過程中，讓學生積極參與進來，參與硬件和軟件調試以及相關教學資料整理。

2.3“無人機導航技術”課程教學內容調整

“無人機導航技術”課程減少衛星導航、無線電導航以及慣性導航等理論知識，增加無人機避障/定位技術的理論和實驗內容。學生根據自身的愛好和特長，選擇無人機開或應用為切入點。例如：喜歡操控無人機的學生，可以思考讓無人機搭配各種任務載荷（如航拍攝像機、機械爪和喊話裝置等模塊），在無人機的行業應用領域開展研究;喜歡研究控制算法和程序編程的學生，可以思考如何實現無人機室內懸停、自主避障和自動跟蹤等控制（如多路超聲波避障、雙目視覺避障、光流定位和視覺目標跟蹤等控制算法）;喜歡傳感器的學生，深入學習各種濾波算法和姿態解算方法，并可以思考為什么要進行多傳感器數據融合等。

3 優化考核方式和人才培養模式

建立課前預習機制，使學生能在課前預習指定教學內容，實現課前預習與課堂教學的融合，解決課內學時不足的問題;加強課程的過程性考核，建立有效可執行的課內實驗與課后作業提問驗收機制，給予學生激勵或懲罰，以此減少編程代碼的抄襲現象;建立教學成效反饋機制，對學生定期開展教學調研反饋活動，適時調整教學計劃和教學內容，查漏補缺。針對學生的學習興趣以及個人學習努力上的差異，需要突出無人機應用技術和系統開發兩方面人才的培養。因此，課程期末考核模式采用綜合性課程設計形式，改變傳統的試卷考核模式，學生可以根據自身的愛好和特長，選擇無人機開發或應用方面為切入點，可以自行設計項目，組成團隊進行設計開發，教師把關。學生自主完成自選課程，以實物現場驗收和PPT答辯等形式給出期末成績。

鼓勵學生積極參與科研項目，實現優秀生應用型能力的全面提升。推行導師制，使更多學生在教師指導下進行課外科研與工程實踐，提高實踐動手能力和創新能力。建立多元化的科研項目平臺，通過項目驅動式教學，全面提升應用型人才培養質量。學生成果生成，引導并指導學生進行成果轉化，如論文及專利等。這也是激發學生積極性的重要環節，實現學生的科研項目反哺教學。

4 結束語

通過無人機方向課程的理論和實踐教學，讓學生逐步了解無人機行業領域，調動學生的無人機學習興趣。通過學生動手操控無人機、編寫無人機程序代碼以及組隊完成綜合性課程設計等這一系列課程內容，逐級提高學生自身技能和創新能力。本課程系列主要面向電子或電氣等相關專業的大二和大三學生。大二和大三學生已學過一定的專業基礎課程，并具備一定的編程能力。讓學生課外開展無人機相關科研，以論文與專利成果轉化為引導，激發學生的積極性和創新性，提高無人機教學質量，并實現學生的科研項目反哺教學。

參考文獻

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