壓裂返排提升低滲油藏開(kāi)采

 十一五"期間，勝利油田探區(qū)試油井共524口，共探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量53646×104t，其中低滲油藏占了一半以上。對(duì)低滲油藏，酸化壓裂是重要的增產(chǎn)措施，這對(duì)壓裂返排工藝提出了要求，包括：酸化壓裂后要及時(shí)返排出壓裂液，減少地層污染;隨著壓裂規(guī)模不斷擴(kuò)大、壓裂深度不斷加深、排液強(qiáng)度逐步增大，試油工作量也在逐年增多，排液周期長(zhǎng)，影響壓裂、酸化措施后的效果。 

　　目前壓裂返排工藝存在一下問(wèn)題：壓裂酸化后，轉(zhuǎn)抽時(shí)間長(zhǎng)，需要5～7天時(shí)間;隨著壓裂深度不斷加深，深井試油比例增多，液面低造成原油易脫氣，影響泵效;偏磨現(xiàn)象會(huì)更突出，油管磨損增加。針對(duì)以上問(wèn)題，本院開(kāi)展了低滲透油藏壓裂返排一體化工藝技術(shù)研究。該技術(shù)是在壓裂后不動(dòng)管柱的情況下直接轉(zhuǎn)為抽油泵抽汲試油的一種新工藝技術(shù)。該工藝技術(shù)可減少兩次起下管柱工序，縮短試油周期，減少壓后污染，提高壓裂效果，保護(hù)壓裂油管，減少作業(yè)成本。　　　　低滲透油藏壓裂返排一體化工藝技術(shù)可實(shí)現(xiàn)壓裂后及時(shí)快速排液，縮短排液周期，減輕對(duì)地層的污染，同時(shí)又能抓住裂縫內(nèi)初期高導(dǎo)流的有利時(shí)機(jī)，zui大限度地挖掘水力壓裂的增產(chǎn)潛力，提高酸化、壓裂增產(chǎn)效果。

　　以往壓裂后轉(zhuǎn)抽，一般要經(jīng)過(guò)洗井、起出壓裂管柱、下管柱探?jīng)_砂、下泵等工序，平均轉(zhuǎn)抽時(shí)間為6.9d，易污染油層，影響壓裂效果。壓裂排液一體化工藝管柱可實(shí)現(xiàn)不動(dòng)壓裂管柱直接轉(zhuǎn)抽，一趟管柱完成酸化、壓裂和抽汲求產(chǎn)，縮短排液周期。

　　工藝管柱構(gòu)成：主要由壓裂管柱、抽油桿柱組合、壓裂抽汲聯(lián)作抽油泵、壓裂防氣裝置、減磨接箍及封隔器等組成。

    管柱特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)不動(dòng)壓裂管柱直接下泵排液，轉(zhuǎn)抽時(shí)間短，縮短排液周期;實(shí)現(xiàn)氣液有效分離，減少氣體對(duì)泵抽的影響，提高泵效。減少桿管偏磨，保護(hù)壓裂油管，降低作業(yè)成本。

    采用常規(guī)管式抽油泵的試油方式，必須首先要起出原井管柱。因此，為減少作業(yè)環(huán)節(jié)，避免環(huán)境污染，研制了壓裂抽汲聯(lián)作抽油泵，即壓裂酸化后不動(dòng)管柱直接轉(zhuǎn)抽的抽油泵。

　　該泵外筒部分與壓裂管柱一起下入井內(nèi)。壓裂施工后，工作筒隨抽油桿柱下入管柱內(nèi)，不動(dòng)壓裂管柱直接進(jìn)行泵抽排液。主要由密封部分、泵筒、柱塞、出油閥、外筒、進(jìn)油閥、鎖緊裝置等組成。

    工作原理：上沖程時(shí)，抽油桿帶動(dòng)柱塞上行，柱塞下部的空腔體積增大，壓力降低，進(jìn)油閥打開(kāi)，井內(nèi)原油經(jīng)進(jìn)油閥進(jìn)入柱塞下部的空腔內(nèi)。下沖程時(shí)，柱塞下部的空腔體積減小，壓力升高，進(jìn)油閥關(guān)閉，空腔內(nèi)的原油經(jīng)出油閥，進(jìn)入抽油桿與油管環(huán)空，然后被排出到地面。

　　特點(diǎn)主要有：增大了工作筒通徑，zui大限度減小酸化壓裂時(shí)的過(guò)流阻力;采用雙級(jí)密封形式，保證密封的長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠;采用等徑刮砂結(jié)構(gòu)防止柱塞砂卡;由于在外筒上不連接閥座，不存在高壓流體沖刷損壞的問(wèn)題，延長(zhǎng)了該工藝管柱的生產(chǎn)時(shí)間。

　　隨著壓裂深度不斷加深，液面低造成原油脫氣，影響泵效。當(dāng)上沖程時(shí)，因?yàn)闅怏w存在于泵筒內(nèi)，當(dāng)抽汲排液的時(shí)候筒內(nèi)壓力不能快速下降，不能及時(shí)打開(kāi)固定閥，降低了泵的有效沖程。而且液體與氣體在吸入過(guò)程中同時(shí)進(jìn)入泵內(nèi)，從而降低了單次沖程的排液量。另外，因?yàn)闅怏w存在于泵的內(nèi)腔，當(dāng)下沖程的時(shí)候泵內(nèi)的壓力有不能快速升高，導(dǎo)致游動(dòng)閥打開(kāi)不及時(shí)，使得排油的時(shí)間降低了。當(dāng)氣體影響嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成泵腔內(nèi)氣體往復(fù)膨脹、壓縮，固定閥和游動(dòng)閥均無(wú)法開(kāi)啟，形成氣鎖，造成泵抽不出液。

　　另外，試油管柱是閉式管柱，氣體沒(méi)有釋放空間。如何建立氣體排放通道是試油工藝的技術(shù)難點(diǎn)。因此，研制了用于壓裂管柱內(nèi)的防氣裝置，可有效進(jìn)行氣液分離，減少氣體影響，提高泵的充滿程度。該裝置主要由中心管、滑套、內(nèi)管和外管等組成。

    工作原理是：內(nèi)管和外管連接于壓裂管柱下部，隨壓裂管柱一起下入井內(nèi)，待壓裂施工后需泵抽時(shí)中心管隨抽油桿柱、壓裂抽汲聯(lián)作泵內(nèi)筒下入管柱內(nèi)，打通排氣通道。液體進(jìn)入外管，由于氣液密度差異，重力分離后，油流沿進(jìn)液通道下行進(jìn)入中心管，氣體經(jīng)內(nèi)外管環(huán)空上行從排氣通道排出，從而減小氣體影響，提高泵效。

    抽油桿柱在井下處于一種懸掛狀態(tài)，桿柱各點(diǎn)受力比較復(fù)雜，且處于變化中。在上沖程過(guò)程中，桿柱每一點(diǎn)的合力都是向上的，桿柱被拉直;中合點(diǎn)(即合力為零的點(diǎn))以下的油管出現(xiàn)晃動(dòng)并同抽油桿接箍發(fā)生偏磨。油管每一部位的合力在下沖程中，都是向下的，油管被拉直;桿柱各點(diǎn)受力比較復(fù)雜，且處于變化中。由于桿柱的塑性較強(qiáng)，上部的重力不會(huì)很快對(duì)下部形成壓力，而下部桿柱在上沖程的慣性力作用下還在向上運(yùn)動(dòng)，大大增加了中下部桿柱的彎曲程度，桿柱發(fā)生彎曲的這種現(xiàn)象，稱(chēng)為失穩(wěn)。桿柱失穩(wěn)是偏磨的主要原因，隨著下泵深度的增加，桿管失穩(wěn)造成的偏磨更加嚴(yán)重，桿管的磨損增加，從而增加了作業(yè)成本。

　　為了保護(hù)壓裂油管，研制了桿、管減磨接箍，抽油桿減磨接箍是在抽油桿接箍表面熔結(jié)高強(qiáng)度非金屬材料，減磨抗磨性能好;油管減磨接箍是將油管接箍?jī)?nèi)表面硬化光潔處理，臺(tái)階處圓滑過(guò)渡，降低摩阻，消除與抽油桿接箍的碰撞和切屑磨損，達(dá)到防止桿管偏磨，保護(hù)油管的目的。

    為了加快下泵速度，可使用連續(xù)抽油桿。鋼質(zhì)的連續(xù)油油桿主要優(yōu)點(diǎn)是：抗疲勞、抗腐蝕、抗拉強(qiáng)度高、重量輕等，能夠大幅減小抽油機(jī)的懸點(diǎn)載荷，降低抽油桿及油管的磨損。而且因?yàn)椴皇褂媒庸浚皇芙庸炕钊?yīng)的影響，消除了接箍的斷脫難題，收到了很好的實(shí)際效果。

    根據(jù)所需長(zhǎng)度在入井之前焊接一條沒(méi)有接頭的連續(xù)抽油桿。連續(xù)桿的下端焊接抽油泵的接頭，到現(xiàn)場(chǎng)與光桿焊接。運(yùn)輸和存放時(shí)可纏繞在直徑約5.5m的大滾筒上，起下速度可以達(dá)到1000m/h。