热采井油层保护工艺管柱的研制与应用

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热采井油层保护工艺管柱的研制与应用

作者：凌凯

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第09期

【摘要】河口采油厂热采井注汽后，一旦需要检泵作业和热洗，因为油稠洗井压力高，加之入井液温度低、地层压力低等原因，容易造成入井液进入地层，引发注汽后高温地层冷伤害，致使油井产量降低。为此，研制并应用了稠油热采井油层保护工艺管柱来避免稠油井入井液对地层的冷伤害，进而提高热采高产周期，减少热采作业费用，提高注汽热采效益。本文介绍了稠油热采井油层保护工艺管柱的工作原理、操作规程及现场应用效果。

【关键词】入井液冷伤害防倒灌管柱

1 前言

河口采油厂热采井359口，其中开井312口，年产油51.4万吨。统计2008-2010年热采井注汽后生产期间，发生检泵作业27口井，全部发生了冷伤害，普遍出现液量下降，油量急剧下降，含水快速上升的现象，平均日油由10.2吨下降到3吨，含水平均上升13.8%，其中有12口含水上升10%以上，最大的含水上升达到56%，单井产量平均下降70%，热采井生产周期较正常转周周期缩短164天。入井液冷伤害是导致稠油热采井产能急剧下降，影响热采措

施效果的主要原因。因此我们研制了稠油热采井油层保护工艺管柱来避免稠油井入井液对地层的冷伤害，减少热采作业费用，提高注汽热采效益。

2 稠油热采井油层保护工艺管柱的工作原理

该装置主要由封隔器、底阀、沉砂管组成，管柱组合（方向由下至上）：

FXf-150底阀+∮76mm油管×20m + FXY445-150注汽井高温可捞式空心桥塞+∮76mm油管至井口。

2.1 FXY445-150注汽井高温可捞式空心桥塞座封原理

FXY445-150注汽井高温可捞式空心桥塞由送封工具、封隔、锚定、步进锁定等机构组成，打压座封时，当压力达到6MPa时启动活塞右行，推动上锥体右行，降卡瓦胀出，卡瓦锚定于套管内壁，胶筒压缩封隔器环腔，当压力达到16MPa时，卡瓦锚定牢固，胶筒胀封完成。当压力达到20-22MPa时，送封工具与工具丢开。

主要技术指标：（1）内通径：Ф76mm（2）工作温度：≤350℃（3）工作压力：≤20Mpa （4）坐封压力：20-23 Mpa （5）解封载荷：60-90KN 。

图2 FXf-150防倒灌底阀示意图

钢制管道焊后热处理工艺规程完整

锅炉管焊接热处理工艺规程 1 总则本工艺规程适用于低碳和低合金钢锅炉管道焊接接头消除残余应力的焊后热处理，不涉及发生相变和改变金相组织的其他热处理方法。 2 、引用标准及参考文献 NB/T47015—2011 《压力容器焊接规程》 SH3501—2011 《石油化工有毒可燃介质管道工程施工及验收规》 GB50236—2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规程》 3、焊前预热 3.1材料性能分析部分锅炉管道采用低合金耐热钢，材料具有良好的热稳定性能，是高温热管道的常用材料，由于材料中存在铬、钼合金成分，材料的淬硬倾向大，施工中采用焊前预热、焊后热处理的工艺措施，来获得性能合格的焊接接头。 3.2管道组成件焊前预热应按表1的规定进行，中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热，焊接是保持层间温度不小于150℃。 3.3 当环境温度低于10℃时，在始焊处100mm围，应预热到50℃以上。表1 管道组成件焊接前预热要求

4 设备和器材 4.1焊后热处理必须采用自动控制记录的“热处理控制柜”控制温度。4.2“热处理控制柜”需满足下列要求： 4.2.1能自动控制、记录热处理温度。 4.2.2控制柜、热电偶和补偿导线组合后的温度误差≤±10℃。 4.2.3柜所有仪表、仪器需经法定计量单位校验合格，使用时校验合格证须在有效期。 4.3热电偶 4.3.1焊接接头焊后热处理须采用热电偶测温控温。 4.3.2热电偶需满足如下要求： 4.3.2.1量程为热处理最高温度的1.5倍，精度等级为1.0；控温柜和补偿导线的组合温差波动围≤±10℃。 4.3.2.1按校验周期进行强制校验，使用时校验合格证须在有效期。 4.4加热器 4.4.1焊后热处理必须采用可实现自动指示控制记录的电加热绳或履带加热板加热。 4.4.2管壁厚大于25mm的焊接接头宜采用感应法加热。 4.5热处理设备由经培训合格的专人管理和调试，使用时应放置在防雨防潮的台架上。 4.6保温材料热处理所用保温材料应为绝缘无碱超细玻璃棉或复合硅酸盐毡，且应有质量证明及合格证。

(工业管道焊后热处理施工工艺标准

1 目的为了规范压力管道等焊件的焊前预热和焊后热处理工艺，保证焊接工程质量，特制定本工艺标准。 2 适用范围本标准适用于公司承接的工业与公用压力管道焊接工程的焊前预热和焊后热处理。 3 引用标准 GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 4 定义预热：焊接开始前，对焊件的全部(或局部)进行加热的工艺措施。焊后热处理：焊后，为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理。 5 焊前预热和焊后热处理的一般要求 5.1焊前预热 5.1.1 焊接工艺人员应根据母材的化学成份、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法、焊接环境和所执行的施工工艺标准要求等综合考虑是否进行焊前预热，必要时可通过试验确定。 5.1.2 焊前预热温度应符合设计或焊接施工工艺标准的规定，当无规定时，焊前预热温度宜采用表1的规定。精品文档，欢迎下载

5.1.3 预热的加热方式一般采用氧-乙炔焰加热或电加热带加热法。预热的温度应用热电偶、测温笔等测出。当温度达到要求时才能进行焊接。5.1.4 焊前预热的加热范围,应以焊缝中心为基准,每侧不应小于焊件厚度的3倍。 5.1.5 要求焊前预热的焊件，其层间温度应在规定的预热温度范围内。5.1.6 当焊件温度低于0℃时，所有钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。 5.1.7 不同钢号相焊时，预热温度按预热温度要求较高的钢号选取。 5.1.8 当采用钨极氩弧焊打底时,焊前预热温度可按表1规定的下限温度降低50℃。 5.1.9 当用热加工法下料、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时，亦需考虑预热要求。 5.2 焊后热处理精品文档，欢迎下载

浅谈井下作业油层的污染与保护

浅谈井下作业油层的污染与保护摘要：从油层的污染机理入手，分析探讨了酸化、压裂及常规井下作业对地层造成的污染，相应地提出了保护措施和解除污染的办法，总结了井下作业过程中对油层保护的几项原则，对现场施工有一定的指导意义。主题词：井下作业酸化压裂油层保护油层污染油井从钻开油层到采油全部完成的过程中，都会不同程度地发生地层污染，导致生产井的产量、产能和最终采收率的下降；另外，由于井下作业过程中的各工序都与油流通道相接触，这就必然要对油井产生污染。对油井污染的原因及在井下作业过程中油层的污染作一些简单探讨，对其保护措施提几点建议. 一、油层污染机理油层受到污染最直观的现象就是油井有效渗透率的降低，而引起油层有效渗透率下降的原因不外乎是固体微粒运移造成堵塞、化学反应生成沉淀、或由于其他原因引起的结垢或沉淀等。所以从这点看，任何只要改变地层原始状态的条件都可以导致油层的污染。对污染地层的修复一般施工复杂、费用高，而且很难恢复到污染前的水平。所以，最基本的方法还是以预防为主。（一）、固相对油层的污染固相对油层的污染一般认为是粘土矿物和固相颗粒的污染。 1、粘土矿物的污染粘土对地层的污染主要是粘土矿物的膨胀和分散。粘土膨胀引起

孔道和孔喉的缩小，增加油流的阻力或阻止油相流通；粘土分散形成粘土的微粒运移，从而堵塞孔道。 2、固体颗粒对油层的污染固体颗粒污染地层主要是微粒运移到孔道处造成堵塞。固体颗粒的来源主要有两个方面：一是地层本身的性质决定，二是工作液带入的外来固相颗粒。地层自身的微粒包括粘土颗粒和碎屑颗粒。粘土在地层中可能以胶结物的形式在成岩过程中共同形成、共同变化，这类粘土一旦被破坏就可能形成自由的粘土微粒或释放出细砂粒使之形成自由微粒；粘土也可能是后生的或是由基岩脱落下来的，往往沉积在孔隙中，大多数以颗粒状形式存在。地层本身所含的固体颗粒一般污染深度较大，只要滤失的工作液或注入水等流体经过之处都可能造成污染，并且这种污染大多不可能恢复。（二）、外来液体对油层的污染外来液体对油层的污染主要是外来液体与地层流体在油层中发生各种化学反应引起沉淀。在油水共存的油层中，油水相对饱和度的变化必然引起油水相对渗透率的变化。外来液体对油层的污染表现在它能在油层中引起沉淀，包括化学沉淀以及处理剂引起的沉淀等。化学沉淀主要是外来液体与地层中的物质发生化学反应而产生沉淀。总之，任何改变地层原始状态的行为或物质都将对地层造成污染。二、井下作业中油层的污染与保护井下作业中的每一道工序中，工作液都是直接与油流通道相接

油层保护研究成果

油层保护技术的研究成果一、作业过程中的油层保护措施入井液对油层的伤害已为人们所共知。由于人力、物力等方面的限制，入井液的改进工作主要集中在渤南油田。渤南油田属高温、低渗透油藏，其油层保护工作更为重要。（一）、入井液损害机理研究通过室内实验，渤南油田入井液对油层的损害主要表现为固体颗粒损害、结垢和毛管阻力的损害。其中，最主要的损害因素是固体颗粒和结垢堵塞。固体颗粒损害是入井液中的悬浮固体如粘土、细菌、腐蚀产物的微粒堵塞地层孔隙，可称为表皮堵塞。污水粒径中值10.02um，卤水粒径中值27.29um。这些微粒堵塞地层造成渗透率下降。其渗透率伤害程度50%以上。试验结果见表1。表1 污水、卤水岩心伤害试验结果结垢是地层温度高引起的。渤南油田温度高达120度，破坏了入井液中各项离子的化学平衡，生成碳酸钙、镁的沉淀，从而堵塞了地层孔隙，可称为深部堵塞。室内实验表明，80℃条件下，卤水与地层水：1：1结垢总量为1656.9mg/L，污水与地层水：1：1垢总量为189.0mg/L。120℃（地层温度）产生了更为严重的结垢现象。（二）、油层保护措施根据上述损害机理，油层保护措施从两个方面实施：采用屏蔽暂堵技术和对入井液进行改进。所谓屏蔽暂堵技术，就是在作业时，先挤入一种材料。这种材料附在地层表面或轻微进入地层，在地层周围形成一个渗透率为零的薄层。这样，就有效地阻止了不合格入井液的污染。正常生产时，化学剂排出，地层恢复渗透率。入井液的改进，则是开发一种适合渤南油田的添加剂。该剂在高温下起作用，具有防垢、抗乳化、降低表面张力等多种功能。（1）．高温屏蔽暂堵技术的研究暂堵剂的耐温实验共进行了8种材料的实验，

248-257辽河油田稠油热采井钻完井技术

辽河油田稠油热采井钻完井技术辽河石油勘探局工程技术研究院摘要：稠油热采井钻完井是稠油开采技术中的一个重要问题，钻井所面临的主要问题是低压钻井问题。而热采井中最大的问题是完井中的套管先期损坏问题，通过对套管损坏井的调查与分析，提出了稠油热采井套管损坏的主要原因，并对此进行了系统研究。提出了热采井套管设计技术、套管选择技术和降低套管热应力技术、提高固井质量技术、油井开采防砂技术等稠油热采井延长寿命的系列完井技术，通过这些技术的应用保证了稠油藏的顺利开发。关键词：稠油井热采、套管损坏、热采井完井、热采井套管选择、套管设计、防砂、降低热应力。 1．辽河油田稠油开发概述辽河油田是一个以稠油为主的油田，稠油的总产量占油田原油总产量的70%，稠油开采以热力采油为主，因此辽河油田的发展史可以说是一部稠油发展史。到目前为止辽河油田共探明稠油油藏面积200.5km2,共探明地质储量10.2237×108t，动用探明油藏面积128.4 km2,动用地质储量7.6208×108t，共生产稠油1.0371×108t。辽河油田探明稠油分布图如下图所示

辽河油田稠油油藏具有以下特点：探明地质储量102237×104t中的油藏深度情况如下：动用地质储量7.6208×108t中的油藏深度情况如下：辽河油田探明地质储量中的油品性质如下所示：辽河油田于1978年发现了高升稠油藏，这是辽河油田发现稠油油油田的开始，以后随着勘探工作的不断进展又发现了大量的稠油油藏。辽河油田于1982年首次在高升油田进行了稠油热采实验并取得了巨大的成功。辽河油田从此走上了稠油热采的快车道，稠油开发得到了高速发展。由于稠油油田进行热力开采的特殊性也为辽河油田的稠生产带来了全新的技术观念和技术进步。 2．稠油油藏钻井技术稠油油田的钻井工艺与普通井的钻井并没有多少特殊性，但随着油田开发时间的延长，稠油地下压力下降很快，这为钻井的正常进行带来了新的挑战。为了解决稠油井的钻井问题进行了系列研究并取得了大量的研究成果。 2.1热采稠油井井身结构设计开始进行稠油开采实验时采用的是普通稀油油井身结构设计。即表层套管加油层套管固井完成油井。结果发现注蒸汽时套管带着井口上长，有的甚至达到了近两米高，现场工人操作非常困难。随着油井的生产，井口的采油树又逐步下降回到原来的高度。随着油井的生产发现热采油井大量出砂，套管大量先期损坏。研究后决定应用如下井身结构标准： a．表层套管339.7mm，再用244.5mm钻头钻穿目的层至完钻井深下入177.8mm套管固井完成。固井水泥浆返到井口。 b．表层套管339.7mm，再用244.5mm钻头钻达目的层以上3－5m完钻后下入177.8mm套管固井

管道焊后热处理

1. 范围本方案针对六盘水煤基气化替代燃料项目一期工程A标段工艺管线对接焊缝及设备局部需要进行热处理部位而编制的焊后热处理的基本要求，本工程采用履带式陶瓷电加热板加热，使用热电偶检测温度。 2.目的本方案的制定用于正确的指导现场操作工人进行正确的进行焊前预热和焊后热处理。为降低或消除焊接接头的残余应力，防止产生裂纹、改善焊缝和热影响区的金属组织与性能，应根据材料的淬硬性、焊件厚度及使用条件等综合考虑进行焊接预热和焊后热处理。 3. 编制依据 3.1 《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98 3.2 《工业金属管道工程施工及验收》GB50235-97 3.3 《钢制压力容器焊接规程》JB4709-2000. 3.4 《石油化工工程鉻钼耐热钢管道技术规程》SH3520-91 3.5 《石油化工低温钢焊接规程》SH-T3525-2004 4．准备工作 4.1 人员资格参与热处理工作的操作工应熟悉热处理设备的性能，熟悉本工程所采用的热处理各项技术参数。 4.2 设备准备本工程采用履带式电加热板进行加热，各项技术参数如下：产品型号：DJK-120型输出功率（P ）：120KW 最大）：0~1000℃ 温控范围（I 输出输出电压（V ）：380V /三相四线输入控温点：3点）：220V/50HZ 输出电压（V 输出记录点：6点 5.热处理流程焊口拍片→工件接收（若合格）→固定加热板→固定热电偶→保温包裹→检查各连线→送电→加热→记录→断电→拆除各连线→拆除热电偶、加热板→资料整理 6.热处理详细描述 A．在进行包扎加热板前，应检查以下几项内容： ?检查工件是否清洁和去除油脂。 ?检查工件表面是否有缺陷。

管道焊后热处理方案

陕西陕化煤化工节能减排技改项目管道焊缝热处理方案施工单位：陕西化建编制人：审核人：批准人：陕西化建陕西陕化煤化工有限公司节能减排技改项目项目经理部 2011-05-25

目录 1.适用范围。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 2.编制目的.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3.编制依据。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 4.工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 5.责任和义务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 6.施工准备。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 7．热处理施工流程。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 8. 质量保证措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 9. 安全注意事项。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 10．劳动力安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 11主要施工措施用料一览表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 12主要施工机械设备。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10

低渗透油藏的油层保护技术

低渗透油藏的油层保护技术摘要：油田在勘探开发的各个环节均可造成低渗透层油层损害。究其原因，均属油层本身的潜在损害因素，它包括储层的敏感性矿物，储渗空间，岩石表面性质及储层的液体性质等。在外在条件变化时，包括钻开油气层、射孔试油、酸化、压裂等，储层不能适应变化情况，就会导致油层渗透率降低，造成油层损害。对低渗透油层特别强调油层保护并不是因为这类油层比高渗透油层更易受污染，而是因为低渗透油层自然渗透能力差，任何轻微的污染伤害都会导致产能的大幅度降低，因此，低渗透油层的油层保护尤为重要。一、射孔过程中的油层保护技术射孔过程中对油层的损坏主要有两方面的原因：一是射孔弹的碎屑物堵塞孔眼；二是射孔液的固相和滤液伤害油层。在射孔打开油层的短时间内，如果井内液柱压力过大或射孔液性能不符合要求，就可能通过射孔孔眼进入油层的较深部位，其对油层的损害比钻井还要严重。针对射孔过程中可能损害油层的原因，主要采用以下几方面的保护油层措施： 1、选用新型无杵堵、穿透能力又强的聚能射孔弹，如89弹、102弹、127弹及1米弹。 2、改进射孔工艺技术，采用油管传输射孔和负压射孔工艺。

3、使用优质射孔液，射孔液要与地层水相配伍，不堵塞孔眼，不与地层水发生反应而损害地层。 4、采用负压射孔技术二、压裂过程中的油层保护技术虽然压裂所造成的填砂裂缝具有很高的导流能力，但在压裂过程中由于压裂液性能和压裂工艺的不当又可能会造成对油层的损害，这种损坏不仅会大大降低填砂裂缝的导流能力，而且还会损害储层本身的渗流能力，在压裂中对填砂裂缝和油层的损害主要有以下几个方面： 1、压裂液残渣损害填砂裂缝导流能力：例如普通田箐冻胶压裂液残渣可达20％—30％，可使填砂裂缝导流能力降低60％—90％。 2、压裂液滤液损害油层导流能力：在高压高温影响下，压裂液的滤失量可以达到相当大的数量。据有关实验资料表明，当田菁压裂液水化液挤入量达到孔隙体积2—3倍时，岩心渗透率伤害达75％左右。渗透率越低，损害越严重。 3、返排液不及时，不彻底时损害油层：压裂液的滤液在地下长时间停留，不仅会加重粘土膨胀和油水乳化程度，而且还会产生物理和化学沉淀，加重对油层的损害。压裂后不及时排液对岩心渗透率的伤害比及时排液高3—4倍以上。针对上述原因，在压裂过程中主要采取以下防护技术措施：

管柱力学

学科前沿油气井杆管柱力学结课报告学院：车辆与能源学院专业：石油与天然气工程学生姓名：李欣学号：S130******** 指导教师：李子丰教授

研究油气井内的杆管柱力学问题。首先由美国 A Lubinski 于1951年开始研究，李子丰于1996年出版《油气井杆管柱力学》（石油工业出版社），2008年趋于完善《油气井杆管柱力学及应用》（石油工业出版社）。主要内容为：油气井杆管柱及其在井下的运动状态、油气井杆管柱的载荷和失效方式，油气井杆管柱动力学基本方程及其在分析油气井杆管柱的稳定性、杆管柱的稳态拉力和扭矩、钻柱振动、下部钻具三维力学分析与井眼轨道预测、有杆泵抽油系统参数诊断与预测、热采井管柱力学分析和固井等方面的应用。真理是世界上最珍贵的信仰，为了这一信仰，科研道路上涌现出了一批批坚定不移的科学家，他们用自己的执著和智慧为世人点亮了一盏盏明灯。燕山大学的李子丰教授就这样一位执著追求、甘于奉献的学者。自从事石油事业以来，李子丰教授十年如一日地辛勤工作，把自己的青春和热血都奉献给了祖国的石油事业，同时也对哲学和物理学领域的基本难题进行了深入不懈的研究。如果说，科学研究是发现真理的舞台，那么，李子丰教授就是这舞台闪烁的明星，他身上体现出的一种为真理而献身的执著精神和勇敢正直的人格，不愧为我们当代年轻人学习的楷模。结合石油工程科学和技术发展的需要，李子丰创立了有特色的油气井杆管柱力学理论体系。该理论体系主要包括：油气井杆管柱动力学基本方程；斜直井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型；油气井杆管柱的稳态拉力——扭矩模型；试油管柱力学分析的数学模型；压裂管柱力学分析的数学模型；定向井有杆泵抽油系统动态参数诊断与仿真的数学模型；钻柱纵向振动、扭转振动、纵向与扭转耦合振动的数学模型；下部钻具三维力学分析的数学模型；热采井套管柱力学分析的数学模型及预膨胀固井技术；割缝筛管力学分析的数学模型。如今，依据这些理论模型所编写的软件，已经广泛地应用于我国石油钻采作业中。同时，上述研究成果基本上都是国家“八五”重点科技攻关项目石油水平井钻井成套技术、国家“九五”重点科技攻关项目侧钻水平井钻井采油配套技术和“863”项目海底大位移井井眼轨道控制技术的研究内容，不但在理论上取得了较大进步，在经济上也获得了巨大的效益，赢得了国内外石油工程界和力学界的一致好评。油气井杆管柱在充满流体的狭长井筒内工作,在各种力的作用下, 处于十分复杂的变形和运动状态。对油气井杆管柱进行系统的、准确的力学分析, 可以达到如下目的: (1) 快速、准确、经济地控制油气井的井眼轨道; (2) 准确地校核各种杆管柱的强度, 优化杆管柱设计; (3) 优化油气井井眼轨道;

压力管道焊接及焊后热处理施工工艺规范

1 适用范围本规程适用于工业管道或公用管道中材质为碳素钢、合金钢、低温钢、耐热钢、不锈钢和异种钢等压力管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊及其焊后的热处理施工。 2 主要编制依据 2.1 GB50236-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 2.2 DL5007-92 《电力建设施工及验收技术规范（焊接篇）》 2.3 SH3501-1997 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》 2.4 GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》 2.5 CJJ28-89 《城市供热管网工程施工及验收规范》 2.6 CJJ33-89 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》 2.7 GB/T5117-1995 《碳钢焊条》 2.8 GB/T5118-1995 《低合金钢焊条》 2.9 GB/T983-1995 《不锈钢焊条》 2.10 YB/T4242-1984 《焊接用不锈钢丝》 2.11 GB1300-77 《焊接用钢丝》 2.12 其他现行有关标准、规范、技术文件。 3 施工准备 3.1 技术准备 3.1.1 压力管道焊接施工前，应依据设计文件及其引用的标准、规范，并依据我公司焊接工艺评定报告编制出焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）。如果属本公司首次焊接的钢种，则首先要制定焊接工艺评定指导书，然后对该种材料进行工艺评定试验，合格后做出焊接工艺评定报告。 3.1.2 编制的焊接工艺技术文件（焊接工艺卡或作业指导书）必须针对工程实际，详细写明管道的设计材质、选用的焊接方法、焊接材料、接头型式、具体的焊接施工工艺、焊缝的质量要求、检验要求及焊后热处理工艺（有要求时）等。 3.1.3 压力管道施焊前，根据焊接作业指导书应对焊工及相关人员进行技术交底，并做好技术交底记录。 3.1.4 对于高温、高压、剧毒、易燃、易爆的压力管道，在焊接施工前应画出焊口位置示意图，以便在焊接施工中进行质量监控。 3.2 对材料的要求

油气井

石油工程专业—油气井工程模块 ●油气井工程学科对国民经济和社会发展的重要作用油气井工程是建设地面通往地下油气资源通道的综合性工程技术，是发现和开采地下油气资源必需的直接手段，其投资约占整个石油天然气勘探、开发成本的50%左右。油气井工程是多学科综合的应用学科，深井、复杂井、海洋井的钻井能力历来是一个国家综合科技水平的具体体现。我国国民经济的高速发展和人民生活水平的持续提高，造成了对油气能源需求的大幅度增加。为了满足国家对油气能源的需求、保证国民经济的良性持续发展，我国的油气勘探开发技术、尤其是油气井工程技术必需有大的进步：以更低的成本、更快的速度，发现、利用更多的石油和天然气。而目前油气井技术已成为提高油气勘探开发的瓶颈之一,因此，油气井工程学科应是国家重点发展的学科之一。 ●西南石油大学本学科点的历史西南石油大学的“油气田开发工程”学科最早起源于1958年该校的“开发系”及其下设的“钻井、采油、油藏工程、油气田开发、油田化学、海洋石油工程”共6个本科专业和相应的研究室、教研室，分别于1958、1978、1986、1991年开始招收本科、硕士、博士和博士后，于1988年成为国家首批重点学科。当时该学科包含“油气田开发工程”与“油气井工程”两个学科方向，1990年国家将其调整为“油气田开发工程”和“油气井工程”两个新的二级学科，“油气井工程”即成为单独的国家重点学科。该学科点于2001年通过了教育部的再次申报、评审，继续保留国家重点学科。本学科学术方向：钻井过程控制理论与技术：在钻井过程中的井眼轨迹控制、破岩清岩控制、钻井信息技术、钻井过程仿真等领域连续承担了国家“863”项目、国家自然科学基金项目、省部级项目和油田协作项目。在三维井眼轨迹计算方法、井底水力增压机理、深井复杂井防止井下事故、提高机械钻速、井下参数测量、钻井过程仿真、“虚拟现实”模拟及数据处理技术等研究领域取得了重要进展，参与了国内油田大位移井、小井眼短半径侧钻水平井、深井超深井复杂井钻井等重大工程项目的设计和施工，并提供了技术和决策支持。油气井工作液化学与力学：以井筒工作液化学与流体力学的功能控制、化学处理剂研制与作用机理分析、工作液与环境（压力、温度、地层、流体等）相互作用等基础研究为重点，研究解

合金钢管道焊接热处理

焊接作业指导书（含焊接热处理工艺）合金钢管道（15CrMoG）编制人：审核人：批准人：建设机械分公司技术质量部

目录一、适用范围 (3) 总则 (3) 二、编制依据 (3) 三、工程一览 (4) 四、对焊工及热处理工的要求 (4) 五、焊接材料的选择 (4) 六、焊接设备、材料及焊接环境的要求 (5) 七、主要施工机具 (5) 八、焊接施工 (6) 材料验收 (6) 焊接工艺及流程 (6) 九、焊接热处理 (8) 作业项目概述 (8) 作业准备 (9) 作业条件 (9) 热处理作业程序 (10) 质量检查与技术文件 (15) 十、质量检验 (17) 十一、安全技术措施 (18)

一、适用范围本作业指导书适用于鞍钢股份能源管控中心1#4#干熄焦余热发电项目工程的管道安装施工。总则 1、为了保证锅炉焊接热处理质量，指导焊接热处理作业，特制定本工艺。 2、本工艺适用于锅炉、压力容器、压力管道及在受压元件上焊接非受压元件的安装检修焊焊前预热、后热和焊后热处理工作。 3、焊接热处理的安全技术、劳动保护应执行国家现行的方针、政策、法律和法规有关规定。 4、焊接热处理除执行本工艺的规定外，还应符合国家有关标准规范的规定以及设计图纸的技术要求。二、编制依据 1、施工蓝图； 2、DL/T5031-94《电力建设施工及验收技术规范管道篇》; 3、DL/T 821-2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》； 4、DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》； 5、《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSGD0001-2009 6、GB/T17394—1998《金属里氏硬度试验方法》 7、DL/T819—2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》 8、GB/T16400—2003《绝热用硅酸铝棉及其制品》

管道焊后热处理

管道焊后热处理工艺

管道焊后热处理工艺 1 范围本工艺适用于石油、化工、电力、冶金、机械等工业工程的碳素钢及合金钢管道工程焊后热处理。 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有文件的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范 GB50236-98 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 SH3501-2002 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 3 管道焊后热处理的一般规定 3.1 进行焊后热处理应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、结构刚性、焊接方法及使用条件等因素综合确定。 3.2 对有应力腐蚀的焊缝，应进行焊后热处理。 3.3 非奥氏体异种钢焊接时，应按焊接性较差的一侧钢材选定焊前预热和焊后热处理温度，但焊后热处理温度不应超过另一侧钢材的临界点A C1（（A C1——加热时，珠光体向奥氏体转变温度）。 3.4 对容易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行焊后热处理，当不能及时焊后热处理时，应在焊后立即均匀加热至200～300℃，并进行保温缓冷，其加热范围应与焊后热处理要求相同。 3.5 焊前预热及焊后热处理温度应符合设计或焊接作业指导书的规定，当无规定时，常用管材焊接的焊前预热及焊后热处理温度宜符合表1《常用管材焊前预热及焊后热处理工艺技术条件》中的规定。 3.6 焊后热处理应在焊缝外观检验及无损检测合格后，且在压力试验前进行。 3.7 经焊后热处理合格的部位，不得再从事焊接作业，否则应重新进行热处理。 3.8 焊接热处理人员应经专业培训，焊接热处理人员应按规范、焊接作业指导书及设计文件中的有关规定，进行焊缝热处理工作。 3.9 进行焊后热处理时，应测量和记录其温度，测温点的部位和数量应合理，测温仪表应经计量检定合格且在有效期内。

油层保护思路及建议

钻井完井及试油过程油层保护的思路和建议韩文峰一、钻井完井及试油过程中油气层的伤害规律 1、钻井液滤液进入油气层水敏造成伤害据资料介绍，钻井液滤液进入油气层深度可达20-70cm,水敏造成伤害使渗透率降低。如聚合物钻井液可使渗透率降低40%左右。 2、钻井液中固相粒子进入油气层造成伤害国内外资料表明，固相粒子对喉道堵塞，可造成10%-100%的伤害。特别是泥浆中水化分散的膨润土颗粒，粒径在0.03-5μm之间,主要集中在0.1-1μm之间,可以侵入油气层几十厘米,重晶石粉、水化分散的粘土颗粒对孔喉的堵塞在后期难以解除，因此钻井液中淘汰重晶石粉，降低般土含量(最好在1%以下)应是油气层保护的重点。 3、钻井液滤液进入油气层碱敏造成伤害地层水的PH值在7- 8.5之间,钻井液PH值过高,也会造成油气层的堵塞伤害。因此钻井液的PH值应控制在8左右为宜。 4、固井水泥固相粒子进入油气层造成伤害固井水泥中5-30μm的固相粒子占到15%,固相粒子进入油气层会对油气层造成永久性的伤害，在钻井液伤害的基础上增加20%以上，一般采取屏蔽暂堵的方式减轻固井水泥对油气层的伤害。

5、水泥浆滤液进入油气层造成伤害由于水泥浆密度大（一般为1.8g/ml）、失水大，水泥浆滤液会推动钻井液滤液进入油气层的深部，对油气层的深部造成伤害，甚至超过射孔深度。 6、射孔压实带对油气层造成伤害据有关资料，射孔压实厚度在10-17mm之间，解决的办法是采用负压射孔和酸化解堵。 7、射孔液对油气层造成伤害由于射孔孔眼穿入油层一定深度，有时射孔液的不利影响甚至比钻井液的影响更为严重，因此就必须研究筛选出适合于油气层及流体特性的优质射孔液，射孔液首先须保证与油层岩石和流体配伍，并具有防膨、防乳化、防水锁等作用。根据以上分析，对比赵东区块上千吨的油井，就可以看出我们在油层保护方面还有很大差距。二、油层保护的思路及建议 1、选用强抑制性的无土钻井液，减轻水敏伤害及固相颗粒的堵塞，同时无土钻井液PH值为8，可减轻碱敏伤害。 2、由地质提供孔喉数据，选择合适粒径的架桥粒子，进行有效的屏蔽暂堵。 3、选择合适的射孔液，使射孔液具有防膨、防乳化、防水锁等作用。 4、射孔后立即酸化，解除射孔压实带的堵塞。

工业管道焊后热处理工艺标准

工业管道焊后热处理通用工艺 1适用范围本通用工艺适用工业管道中非低温用碳钢、低合金钢、铬钼钢等管道的焊后消除应力热处理。 2引用（依据）文件 2. 1《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-1997 2. 2《化工金属管道工程施工及验收规范》HG20225-95 2. 3《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93 2. 4《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》SHJ517-91 3施工准备 3.1主要机具及材料 3.1.1主要机具： 1.热处理设备：自动控制温度的固定盘柜式或手提式控制柜、自动打点记录仪。热处理设备应经检验合格，温度指示仪表应校验准确； 2.热电偶； 3.加热器：指形加热器或履带加热器。 3.1.2主要用料 1.保温棉：无碱超细玻璃棉、硅酸铝陶纤毯且应有质量证明书或合格证； 2.挡雨、雪的遮盖物； 3.其它必要的手段用料。 3.2 热处理前检查工作 3.2.1在以下工作已完成并确认后，方可进行热处理工艺的实施。 1.焊接工作已完成； 2.焊接外观符合质量标准； 3.除容易产生延迟裂纹的钢材以外，焊缝的无损检验已取得检验合格通知； 4.其它要求的检验项目均已取得检验合格通知； 3.2.2焊缝热处理前，应将管道两端的管口封闭，防止管内气体流动。同时将其热处理件进行支撑，防止热处理中发生永久性变形。 4热处理工艺 4.1 工艺流程：

300温度工艺流程见图4.1，其中虚线适用于容器产生适送裂纹的钢材。图4.1 热处理工艺流程图 4.2热电偶及加热器的安装 4.2.1管材的焊口与热电偶端部接触处应打磨露出金属光泽。管径小于400mm ，设置一个热电偶；管径大于或等于400mm 每道焊口对称安装两个热电偶。热电偶安装在靠近焊缝边缘10mm 处，安装采用电偶夹或细铁丝捆扎。为防止加热器直接的热影响引起热电偶的测温误差，热电偶与加热器之间垫上一层薄薄的陶纤毯。 4.2.2加热器用钢带或金属线围绕固定在焊道中心，覆盖范围以焊口中心线为准，每侧不应小于焊缝宽度的三倍，且不小于25mm 。 4.2.3 加热器安装完毕后，用无碱超细玻璃棉进行保温。保温厚度100~125mm 。延管线长度方向的保温以焊口中心为准两侧各700mm 。加热器外部100mm 范围内都应予以保温。 4.3 热处理工艺 4.3.1 热处理曲线 4.3.2升温速度:在300℃以前，对升温速度不控制，从300℃开始进行加热速度的控制。不合格

保护油层

1、油气层损害：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象通称为油气层损害。 2、岩心分析：是指利用能揭示岩石本性的各种仪器来观测和分析岩石一切特性的一类技术。 3、粘土矿物：细分散的晶质含水层状硅酸盐矿物和含水非晶质硅酸盐矿物的总称。 4、速敏性：流体在油气层中流动时，因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。 5、临界流速：岩石渗透率或有效渗透率随着流速的增加开始有较大幅度下降时所对应前一个点的流速。 6、水敏性：因流体盐度变化(储层岩石与淡水接触后)引起储层岩石中粘土水化膨胀、分散、运移，导致渗透率或有效渗透率下降的现象。 7、水敏指数：岩石损害前后的渗透率或有效渗透率之差与损害前渗透率或有效渗透率之比。8、临界盐度：岩石的渗透率或有效渗透率随着注入流体粘度的下降开始有较大幅度下降（或上升）时所对应前一个点的盐度。 9、盐敏性：当高于地层水矿化度的工作液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失落、脱落;当低于地层水矿化度的工作液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散,导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。 10、碱敏性：碱性液体与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。 11、碱敏指数：岩石接触碱性液体前后的渗透率或有效渗透率之差与接触碱性液体前的渗透率或有效渗透率之比。12、临界 pH：随着注入液pH 值的不断上升（pH=6~14），岩石的渗透率或有效渗透率开始有较大幅度下降时所对应前一个点的 pH 值。13、酸敏性：酸液与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。13、酸敏指数：岩石接触酸液前后的渗透率或有效渗透率之差与接触酸液前的渗透率或有效渗透率之比。 14、净围压：岩石所受围压与上游压力的差值。15、临界应力：随着应力的变化，所对应的岩石渗透率损害系数出现明显拐点(下降)时所对应的应力值。 16、应力敏感性：岩石所受净压力改变时，孔喉通道变形、裂缝闭合或张开，导致岩石渗流能力变化现象。 17、水敏和盐敏（性）矿物：是指储集层中与水溶液作用产生晶格膨胀或分散堵塞孔喉并引起渗透率下降的矿物。具有阳离子交换容量较大的特点。有蒙脱石、伊利石/ 蒙脱石间层矿物、绿泥石 /蒙脱石间层矿物等。 18、酸敏性矿物：是指储集层中与酸液作用产生化学沉淀或酸蚀后释放出的微粒引起渗透率下降的矿物。 19、碱敏性矿物：指油气层中与高 pH 值外来液作用产生分散、脱落或新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体，并引起渗透率下降的矿物。主要有长石、微晶石英、各类粘土矿物和蛋白石。 20、速敏矿物：是指油气层中在高速流体流动作用下发生运移，并堵塞吼道的微粒矿物。 21、表皮效应：设想在井筒周围有一个很小的环状区域。由于种种原因，使这个小环状区域的渗透率与油层不同。当原油从油层流入井筒时，在这里会产生一个附加压降 ΔPS ，这种现象叫做表皮效应。 22、表皮系数：把井筒周围很小的环状区域内产生的附加压降无因次化，得到无因次附加压降，称为表皮系数，它表征一口井表皮效应的性质和油气层损害的程度。二、填空题（20 分） 1、油气层损害的实质：包括绝对渗透率和相对渗透率下降。 2、岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，是取得油气层地质资料的一项基础工作。油气层敏感性评价、损害机理研究、损害的综合诊断、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。 3、三大常规常规岩心分析技术包括：X 衍射、扫描电镜、岩石薄片。 4、由于岩石是矿物的集合体，所有这些分析技术主要对组成岩石的矿物成分、形态、大小相互排列关系以及岩石孔隙类型、形态、大小、面孔率、孔喉配位关系（孔隙结构）等进行分析鉴定。 5、岩心是地下岩石 (层) 的一部分，所以岩心分析是获取地下岩石信息十分重要的手段。储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、形态、孔喉配位状况等。 6、储层敏感性评价通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等七敏实验。 7、高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不易水化分散。在外力作用下，层间会产生分散迁移（速敏），损害储集层渗透率。 8、蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层渗透率！ 9、伊利石是一种不膨胀的粘土矿物。 10、高岭石和伊利石是典型的速敏性粘土矿物，蒙脱石是水敏性粘土矿物。 11、了解地层孔喉特征的方法有：压汞曲线、半渗透隔板法和离心法。 12、相对渗透率下降包括: 水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。 13、渗透空间（绝对渗透率）的改变包括：外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害。 14、胶结的类型有：基底胶结、孔隙胶结和接触胶结。 15、储层岩石孔隙结构参数与油气层损害的关系： ①在其它条件相同的情况下，孔喉越大，不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相损害程度可能就越大，但滤液造成的水锁、贾敏等损害的可能性较小；②孔喉弯曲程度越大，外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小;而地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害；③孔隙连通性越差，油气层越易受到损害。 16、孔隙度和渗透率与油气层损害的关系：孔隙度和渗透率是从宏观上表述储层孔隙结构特征的基本参数。渗透率是孔隙大小、孔隙均匀性和连通性的共同体现。对于一个渗透性很好的油气层来说，可以推断它的孔喉较大或较均匀，连通性好，胶结物含量低，这样它受固相侵入损害的可能性较大。对于一个低渗透性油气层来说，可以推断它的孔喉小或连通性差，胶结物含量较高，这样它容易受到粘土水化膨胀、分散运移及水锁和贾敏损害。 17、引入有效半径后，当油层未受污染时有 re=rw；油层受到污染 re ＜rw；油层改善时 re＞rw 18、对于均质储层，当表皮系数 S>0 时，储层受到伤害；S=0 时，未受到伤害；S＜0 时，储层得到强化或改善。通常当 S=0-2 时，储层轻微损害；当 S=2-10 时，损害比较严重；当 S＞10 时，严重损害。 1、蒙脱石和高岭石各有什么结构特点，它们与油气储层伤害各有什么关系？答：蒙脱石是 2:1 型粘土矿物，由两片 Si-O 四面体片夹一片 Al-O 八面体片结合成一单个单元结构层。晶层间的作用力只有范德华引力，无氢键力；由于作用力较小，水易进入晶层之间，使层间距变大，产生大量的晶格取代。蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层渗透率。高岭石是 1:1 型的粘土矿物，由一片 Si-O 四面体片和一片Al-O 八面体片叠合成一个单元结构层，晶层间的作用力不仅有范德华引力还有氢键力，相邻两晶层结合紧密，水不易进入晶层之间，晶格取代少，对外显示电中性。高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不易水化分散。在外力作用下，层间会产生分散迁移（速敏），损害储集层渗透率。 2、敏感性评价的目的是什么？答：找出油气层发生敏感的条件和由敏感引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计、油气层损害机理分析和制定系统的油气层保护技术方案提供科学依据。 3、保护油气层的重要性有哪些？答:①勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价；②保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高；③油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油气井稳产和增产。 4、油气层损害的内因（潜在因素）和外因是什么？答：内因(潜在损害因素)：凡是受外界条件影响而导致油气层渗透性降低的油气层内在因素，包括孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地层流体性质，是储集层本身固有的特性。外因：在施工作业时，任何能够引起油气层微观结构或流体原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害外因，主要指入井流体 (固相和液相)性质、压差、温度和作业时间等可控因素。 5、外来流体与岩石不配伍造成的损害有哪些？答：①水敏性损害：水敏性矿物含量越大，水敏性损害程度大，高渗比低渗油气层的水敏性损害要低；②碱敏性损害：碱敏性矿物发生反应造成分散、脱落、新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体生成，导致油气层渗透率下降；③酸敏性损害：油气层酸化处理后释放大量微粒，矿物溶解释放出的离子还可能再次生成沉淀，这些微粒和沉淀将堵塞油气层的孔道，轻者可削弱酸化效果，重者导致酸化失败；④岩石由水润湿变成油润湿引起的损害：大大地减少了油的流道；使毛管力由原来的驱油动力变成驱油阻力，渗透率大幅下降。 6、外来流体与地层流体不配伍造成的损害有哪些？答：当外来流体的化学组分与地层流体的化学组分不相匹配时，将会在油气层中引起结垢（有机垢和无机垢）、乳化堵塞（提高流体粘度，增加流动阻力，堵塞孔喉），或促进细菌繁殖引起孔道堵塞或产生无机沉淀等，最终影响储层渗透性。 7、保护油气层技术对钻井液有什么要求？答：①钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要；② 钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配；③钻井液必须与油气层岩石相配伍；④钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍；⑤钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要。 8、生产压差过大或开采速率过高对油气层有什么损害？答：会造成应力敏感、速敏、出砂、底水锥进或边水指进、结垢—无机垢和有机垢、脱气—单相流变为两相流。 9、与钻井及完井的油气层损害相比，油气田开发过程中油气层损害有什么特点？答：①损害周期长：几乎贯穿油气田开发生产的整个生命期；②损害范围宽：涉及油气层的深部而不仅仅局限于近井地带； ③具有复杂性：地面设备多，流程长，工艺措施种类多而复杂，极易造成二次损害；④具有叠加性：每一个作业环节都是在前面一系列作业的基础上叠加进行的，加之作业频率比钻完井高，损害的叠加性强。 10、说明室内岩心评价与矿场评价各有什么特点？答：室内岩心评价的特点：①只能进行模拟研