减少洗井水用量方法探究

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1、减少洗井水用量方法探究摘要：研究了套管腐蚀后残余厚度与下井年限的关系和射孔段套管受力，确定返吐洗井压差，开展射孔套管强度的室内实验，并探讨了控制井口洗井压差洗井方法，即利用井底压差，合理控制放喷压力，使地层在短时间返吐，吐出炮眼内的脏物，再进行井筒内洗井循环，使洗井水用量减少到三分之二，提高了洗井效果。研究表明，该洗井方法可使单井平均注入压力下降0.65MPa，单井日实注量增加，井口定压洗井比常规洗井有效率提高13个百分点。关键词：套管状况；控制放喷压力；洗井方法中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：目前，罐车连续洗井技术是某厂解决

2、了环境污染、连续洗井和洗井压力高等问题的有效手段。但对于注水压力上升和堵塞严重的问题井，洗井工作量大，洗井罐车数量无法满足要求。因此，开展了套管状况和控制放喷压力的洗井方法研究，实现在减少洗井水用量的条件下，提高洗井效果的目的。1套管承载能力分析在研究套管腐蚀和损坏的基础上，通过套管剩余强度的计算得到套管承压情况，保证套管的安全性。1.1套管腐蚀后残余厚度与下井年限的关系6统计我厂120口注水井套管腐蚀测试情况，得出套管的剩余壁厚和下井年限的关系。统计表明，套管的剩余壁厚随着年限的增加呈递减趋势，且在1～15年间腐蚀速度较快，15年以后腐

3、蚀速度减慢。射孔段套管下井0～5年的剩余壁厚是6.5mm左右，5～10年是6.0mm左右，10～15年是5.2mm左右，15～20年是4.4mm左右，20～40年比较平稳，保持在4.3mm左右。1.2射孔段套管受力分析1.2.1套管受力套管主要承受自重及下部套管重力的作用，注水时，套管内部受到注水压力的作用，外部受到地层注入水压力作用，当外部注水均匀，作用在套管外部的围压为均匀围压，反之为不均匀围压。计算表明，套管的承载能力与其长度无关。1.2.2承受均匀围压时套管承载能力均匀受力是指在注水的过程中，套管周围的压力与注水压力相等，有限元的

4、计算方法是假设套管均匀的受到围压，注水时，套管的内压和围压同时由0MPa逐渐增大到25MPa，在反吐时，围压保持不变，内压由25MPa逐渐降到0MPa。随着套管壁厚的增加，套管的承载能力逐渐增强，从壁厚为0.004m到0.00772m，套管的承载能力由9MPa增大到19MPa左右。其关系为y=2639.7x－1.5142，（1）6式中：为套管壁厚，；为套管发生屈服时承受的最大围压，。1.2.3承受椭圆围压时的承载能力注水作业会破坏地层原本平衡的压力状态，并且在注入水处理较差时可能引起套管的一部分孔眼附近产生堵塞，使套管所受围压不均匀，在有

5、限元的计算中，假设套管所受围压为椭圆形压力，长轴为25MPa，短轴为10MPa。注水时，套管的内压由0MPa逐渐增大到25MPa，同时围压长轴由0MPa逐渐增大到25MPa，短轴由0MPa逐渐增大到10MPa；反吐过程中，围压长轴保持25MPa，短轴保持10MPa不变，内压由25MPa逐渐降到0MPa。研究表明，随着壁厚的减少，套管承受椭圆压差的能力变小。从壁厚为7.72mm减少到4.03mm，套管的承载能力由14.25MPa减少到6.3MPa。1.2.4承受单侧线压力时的承载能力所谓线加载指在注水反吐工序时，由于地层因注水而破坏了其本身

6、的平衡状态，使套管的周围大部分堵塞，只有一小部分能够正常进行反吐，其受力过程是套管在注水过程中，套管的内压和围压一起由0MPa增加到35MPa（0.00772mm壁厚的套管增大到40MPa），达到稳定时，开始进行反吐工序，即围压保持在356MPa，而内压由35MPa逐渐降到0MPa，随着套管壁厚的增加，套管的承载能力逐渐增强，从壁厚为0.004m到0.00772m，套管的承载能力由25MPa增大到37MPa左右。1.3表层套管受力分析表层套管不受围压的作用，只是受到内压的作用，因此，只分析表层套管在内压为0MPa逐渐增大到25MPa时，随

7、着表层套管壁厚的增加，套管的承载能力逐渐增强，从壁厚为0.003m到0.00772m，套管的承载能力由15MPa增大到35MPa左右。1.4返吐洗井压差的理论确定根据上述计算结果，得出均匀加载、椭圆加载与线加载的情况下，不同下井年限（不同壁厚）套管承载情况，见表1。计算表明，套管受椭圆加载时最易发生塑性变形，由于在有限元分析模型中，为控制其安全程度已将屈服极限的最大值乘90%，所以，表1中椭圆加载时套管承压值可以作为安全（工作）返吐洗井压差。表1不同载荷条件下套管承载情况2射孔段套管强度的室内实验研究6利用有限元法对套管进行承载能力计算，

8、进行了射孔套管强度的室内实验研究。取长度为30cm、规格为射孔段套管做试件进行承压试验。将试件放在拉压试验机上，压缩时，压缩试验机由液压装置施加压力，施加压力的速度恒定为0.09258mm/s