海上油气井油管综合优选方法研究

发布时间：2019-11-09 07:13

【摘要】：合理选择油管可以减少能量损失,提高单井寿命和采收率,节约费用,降低油田整体开发成本。基于目前海上油气井油管选用存在的问题及不足,系统深入地探讨了海上油气井油管材质、尺寸、公称质量、钢级和扣型优选方法,形成了一套适用于海上油气井油管选择的综合优选方法。现场应用结果表明:该方法考虑因素全面、系统,能很好地满足海上油气井开采工艺要求,避免管材浪费,有效降低投资成本,有利于实现低油价新常态下降本增效的目的。
【图文】：

1油管材质的选择目前海上油气井油管材质的选择主要依据《海上油气井油管和套管防腐设计指南》［9］，CO2环境防腐设计主要考虑CO2分压和温度，含H2S的井参考NACEMＲ0175标准和国际图版。图1为海上防腐选材图版［9］。由图可知，海上防腐图版材质选择主要考虑分压值和温度，笼统地根据饱和压力计算的最大分压值并结合温度选择材质。这种方法考虑因素单一，同时依据最大分压值所选择的油管材质对整井而言有时会偏高，往往造成管材的浪费和经济损失，在防腐情况恶劣的油气井中更加突出。这种方法未考虑沿井筒剖面的CO2分压变化，亦未兼顾均匀腐蚀条件下腐蚀速率对管材强度的影响。图1海上防腐选材图版Fig．1Offshoreanticorrosionmaterialselectionchart从油管腐蚀机理出发，在油管材质优选时，腐蚀环境工况应评估腐蚀气体的分压、环境温度、含水量、矿化度(氯离子、氢氧根离子、碳酸氢根离子含量等)、流速及pH值等因素的影响。为此，在考虑腐蚀气体分压沿井筒剖面变化的基础上，综合考虑防腐图版、同层位邻近周边生产井的管材腐蚀情况、平台是否具备修井能力以及起下生产管柱是否方便，采办统一性和便捷性、现场操作实施方便性以及经济性等因素，提出海上油气井油管材质优选新方法，具体做法及步骤如下。第1步:考虑油井整个生命周期，计算最大分压，进一步按照式(1)依据温度和分压计算pH值［9］，即:x=3.71+0.00417(T－273.15)－0.5log(pCO2)(1)式中:x———气体pH值;T———温度，K;pCO2———CO2气体分压，MPa。第2步:依据式(2)的腐蚀速率计算模型［9］，计算短期腐蚀速率，，即:log(CＲ)=－7.0597－3217.8T－2.2736logpCO2+5.66(7.0－x[])(2)式中:C

曲线,油管,尺寸,曲线

图2不同尺寸油管TPＲ曲线与IPＲ曲线Fig．2TPＲcurvesandIPＲcurvesfordifferentsizesoftubing2.1油井的油管尺寸优选对于油井，油管尺寸选择需考虑的主要因素有:不同尺寸油管耗能大小(对于自喷井，满足油藏配产要求的前提下，自喷期的长短;电潜泵举升方式下，不同尺寸油管在油藏配产下的电量差异)、油管冲蚀及经济性。对油井油管尺寸进行优选时，在满足地质油藏要求的前提下，首先依据油藏配产计算不同油管尺寸下的电量差，折算成电费差，并与油管的价差进行对比，同时考虑一定年限的检泵周期，综合考虑不同油管尺寸油管耗能及经济性，对油管尺寸作出初次优选;然后，在油管尺寸初选的基础上，结合油井最高配产数据按照式(6)进行油管冲蚀风险分析;最后再结合冲蚀分析结果以及考虑采办和现场施工统一性和便捷性，进一步优选确定油管最终尺寸。ve=Kρ12rho(6)式中:ve———冲蚀速度，m/s;ρrho———流体混合密度，g/cm3;K———经验系数，碳钢推荐100，防腐管材推荐200。2.2气井的油管尺寸优选所选定的气井油管直径应满足2个原则:第一，气井开采过程中，在井底气流速度下能将井底液体带出井筒，达到排水采气的目的;第二，气流在选定的油管内产生的压力损失必须小于采气和输气所允许的最大压力损失。在进行气井油管直径优选时，首先应根据地层流压和油藏配产，将油管直径作为变量，逐年计算井口压力和温度，对比分析沿程摩阻;然后，按照式(7)进行油管携液能力分析，优选出现积液年限较长的油管直径;最后，按照油井油管冲蚀计算公式(式(6))进行油管冲蚀分析。以延长单井的自喷期和提高产量为原则，在考虑油藏配产、摩阻、携液能力和冲蚀风险的基础上，综合优选气井油管尺寸。vt=

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