“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)儲量53646×104t，其中低滲油藏占了一半以上。對低滲油藏，酸化壓裂是重要的增產(chǎn)措施，這對壓裂返排工藝提出了要求，包括：酸化壓裂后要及時返排出壓裂液，減少地層污染;隨著壓裂規(guī)模不斷擴大、壓裂深度不斷加深、排液強度逐步增大，試油工作量也在逐年增多，排液周期長，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題：壓裂酸化后，轉(zhuǎn)抽時間長，需要5～7天時間;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)象會更突出，油管磨損增加。針對以上問題，本院開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，保護壓裂油管，減少作業(yè)成本。
五項重要技術(shù)研究
低滲透油藏壓裂返排一體化工藝技術(shù)可實現(xiàn)壓裂后及時快速排液，縮短排液周期，減輕對地層的污染，同時又能抓住裂縫內(nèi)初期高導流的有利時機，最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。
一、壓裂排液一體化工藝管柱研究。
以往壓裂后轉(zhuǎn)抽，一般要經(jīng)過洗井、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現(xiàn)不動壓裂管柱直接轉(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：實現(xiàn)不動壓裂管柱直接下泵排液，轉(zhuǎn)抽時間短，縮短排液周期;實現(xiàn)氣液有效分離，減少氣體對泵抽的影響，提高泵效。減少桿管偏磨，保護壓裂油管，降低作業(yè)成本。
二、壓裂抽汲聯(lián)作抽油泵技術(shù)研究。
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)，不動壓裂管柱直接進行泵抽排液。主要由密封部分、泵筒、柱塞、出油閥、外筒、進油閥、鎖緊裝置等組成。
工作原理：上沖程時，抽油桿帶動柱塞上行，柱塞下部的空腔體積增大，壓力降低，進油閥打開，井內(nèi)原油經(jīng)進油閥進入柱塞下部的空腔內(nèi)。下沖程時，柱塞下部的空腔體積減小，壓力升高，進油閥關(guān)閉，空腔內(nèi)的原油經(jīng)出油閥，進入抽油桿與油管環(huán)空，然后被排出到地面。
特點主要有：增大了工作筒通徑，最大限度減小酸化壓裂時的過流阻力;采用雙級密封形式，保證密封的長期穩(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題，延長了該工藝管柱的生產(chǎn)時間。
三、壓裂防氣技術(shù)研究。
隨著壓裂深度不斷加深，液面低造成原油脫氣，影響泵效。當上沖程時，因為氣體存在于泵筒內(nèi)，當抽汲排液的時候筒內(nèi)壓力不能快速下降，不能及時打開固定閥，降低了泵的有效沖程。而且液體與氣體在吸入過程中同時進入泵內(nèi)，從而降低了單次沖程的排液量。另外，因為氣體存在于泵的內(nèi)腔，當下沖程的時候泵內(nèi)的壓力有不能快速升高，導致游動閥打開不及時，使得排油的時間降低了。當氣體影響極端嚴重時，會造成泵腔內(nèi)氣體往復膨脹、壓縮，固定閥和游動閥均無法開啟，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。因此，研制了用于壓裂管柱內(nèi)的防氣裝置，可有效進行氣液分離，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。液體進入外管，由于氣液密度差異，重力分離后，油流沿進液通道下行進入中心管，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。
四、油管保護技術(shù)研究。
抽油桿柱在井下處于一種懸掛狀態(tài)，桿柱各點受力比較復雜，且處于變化中。在上沖程過程中，桿柱每一點的合力都是向上的，桿柱被拉直;中合點(即合力為零的點)以下的油管出現(xiàn)晃動并同抽油桿接箍發(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;桿柱各點受力比較復雜，且處于變化中。由于桿柱的塑性較強，上部的重力不會很快對下部形成壓力，而下部桿柱在上沖程的慣性力作用下還在向上運動，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)造成的偏磨更加嚴重，桿管的磨損增加，從而增加了作業(yè)成本。
為了保護壓裂油管，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內(nèi)表面硬化光潔處理，臺階處圓滑過渡，降低摩阻，消除與抽油桿接箍的碰撞和切屑磨損，達到防止桿管偏磨，保護油管的目的。
五、連續(xù)抽油桿技術(shù)研究。
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)點是：抗疲勞、抗腐蝕、抗拉強度高、重量輕等，能夠大幅減小抽油機的懸點載荷，降低抽油桿及油管的磨損。而且因為不使用接箍，不受接箍活塞效應(yīng)的影響，消除了接箍的斷脫難題，收到了很好的實際效果。
根據(jù)所需長度在入井之前焊接一條沒有接頭的連續(xù)抽油桿。連續(xù)桿的下端焊接抽油泵的接頭，到現(xiàn)場與光桿焊接。運輸和存放時可纏繞在直徑約5.5m的大滾筒上，起下速度可以達到1000m/h。
技術(shù)成功現(xiàn)場應(yīng)用
該工藝技術(shù)自2008年3月研制成功以來，配套地面撬樁式快速返排裝置先后在勝利油田的探井中應(yīng)用15井次，成功率100%(見表1)。與原來采用常規(guī)泵試油相比，縮短了試油周期，實現(xiàn)了酸化壓裂后不動管柱轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)，顯著降低了工人的勞動強度。抽油泵最大下深2800m。
典型井例是：鹽162井位于東營凹陷北部陡坡帶鹽162砂礫巖體高部位，試油射開沙三下2894.0～2937.4m油層，壓裂放噴后，下抽油桿底帶抽油泵轉(zhuǎn)抽，Φ44mm泵抽排液日產(chǎn)油4.52m3/d、水2.08m3/d，累產(chǎn)油60.98m3、水203.43 m3，壓裂后轉(zhuǎn)抽時間為13小時。
大10井位于濟陽坳陷沾化凹陷大王北鼻狀構(gòu)造帶，試油射開沙二段2773.8～2787.4m油層，壓裂放噴后，下抽油桿，上連續(xù)抽油裝置，Φ44mm泵抽排液，日產(chǎn)油4.95m3/d、水6.24m3/d，累產(chǎn)油44.57m3、水120.49m3，壓裂后轉(zhuǎn)抽時間為19小時。
經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用表明，實施該技術(shù)后縮短了轉(zhuǎn)抽時間，由平均6.9d縮短為19小時，降低了勞動強度;減少了壓裂液在地層中的滯留時間，降低了污染，提高了壓裂效果;同時提高了排液速度，真實地反映了地層的能力。
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