午XX区套损治理技术探索及应用

尤明全

一、套损井现状

随着油田开发逐步深入，油井井筒状况日趋复杂，尤其是侏罗系油井套管腐蚀严重，极易造成穿孔，导致油井含水上升，且产能损失治理后产量恢复率低（56.3%）。近年来，套损井数量呈上升趋势，目前套破（疑似套破）井65口，主要分布在**区、**等区（图）。

以午**区为例，套管腐蚀位置主要分布在1100-1500米，位于采油泵以下的直罗层和延4+5，平均穿孔点8个，腐蚀类型以点状内腐蚀为主。

二、套损主控因素

通过研究分析，套管腐蚀与CO2、H2S、含水等具有显著的关联性。

取得认识一：通过对比午**区与白**区套损井套损前含水发现，午**区套损井套损前含水低于10%的有28口，高于10%的有11口，低含水井套损占比71.8%;白**区套损井套损前低含水比例占比26.3%。分析认为，该区由于地层流体内含有CO2，在低含水阶段就开始套管腐蚀，随着含水率的上升，腐蚀速率将逐步加快，直至形成孔洞型穿孔。

取得认识二：通过研究发现，套管腐蚀的井段多位于泵挂以下，油层段以上的直罗层和延4+5大水层，而投加缓蚀剂对这一段的腐蚀起不到减缓的作用，该段腐蚀主要受地层流体内CO2等因素的影响，腐蚀速率快，易造成套管穿孔。针对无底水油井通过加深泵挂，降低动液面，投加缓蚀剂等手段，达到延缓套管腐蚀，延长套管使用寿命的目的。

三、套损特征

午**区油井套损前多表现为低含水（10%以下），与液量、液面无关;套破后表现为液量突升，含水上升，含盐下降（10000mg/L左右），动液面上升（上升至500-800m），水型为洛河层水型（ Na2SO4）;

四、常规治理手段效果评价

常规隔采（轨封隔采）：针对套管腐蚀渗漏造成的含水上升，一般套损段吸水量 ≤80L/min，15MPa。

LEP长寿命封隔器隔采：为解决常规隔采有效期短等不足，推行以LEP封隔器;

套管补贴：即针对无有效隔采座封位置的套损井，开展膨胀管补贴试验，重塑座封段;

侧钻更新：包括侧钻即对套破严重、常规治理难见效井，试验套管修复（开窗侧钻）;更新即对于区域内剩余油富集，新井初期产能>2.0t，全井段套管腐蚀破漏严重或井筒套变，采取更新的方式治理;

从目前应用情况看，多采用轨封和长寿命封隔器隔采，仍造成油量损失约30t，新增套破井一次隔采产量恢复率86.3%、多次隔采产能保持率74.6%，但存在如下弊端：

一是由于套管腐蚀越发严重，造成隔采效果越来越差，隔不住的情况时有发生;根据统计，每年因套破井隔采失效重新隔采约16井次，既增加了作业频次，又增加了井下作業费用和井控、环保风险。

二是大直径工具入井存在很大风险。轨道式封隔器入井时间长，卡牙容易加剧隔采位置的套管腐蚀，再次起钻检维护作业时容易造成卡钻;长寿命封隔器入井时间长，由于套破后高含水结垢，再次检维护作业时打捞封隔器难度大，出现一次打捞不成功的情况。如午**井2019年4月酸化后下入长寿命封隔器至2021年1月期间经过4次检泵，2021年1月再次检泵封隔器经过5次打捞，才打捞成功，既增加了井控和环保风险，又增加井下作业费用;

三是由于轨封要压一定的压力才能有效座封，增加的油管杆的弯曲度，既增加的抽油机负荷又增加了油管磨破的风险，根据统计，我区每年因套破井隔采导致油管破检泵约13井次。多次施工，既有油量损失，又增加了检泵频次，也增加了地层堵的风险。

五、主要技术体系

由于机械封隔器隔采弊端，急需要对套破井探索一种一次治理，不下入机械封隔器，长期见效的解决方案。提出了“化学堵漏+小型压裂”组合技术 。

优点：

1、化学堵漏能够有效的达到一次封堵穿孔段的目的;

2、穿孔段封堵住后避免了下入大直径工具带来的套管损伤、地层堵、封隔器卡等的风险;

3、小型压裂措施能够解除套破后造成的地层堵塞，改善裂缝倒流能力 ;

化学堵漏：结合工程测井和套管试压等找漏资料，以井筒试压确定套损段吸水量，套损点确定填砂量，

填砂量的确定：

d---套管外径;h--填砂高度;

挤封水泥量的确定：

d---套管外径;D--封堵后的水泥环外径;

h--封堵层段的高度;Φ--封堵层段的有效孔隙度;

小型压裂

Ⅱ类、Ⅲ类接触油井：前置酸+小型压裂。前置酸疏通堵塞孔隙通道，小型压裂使原缝张开，通过酸液的溶蚀作用改善地层与裂缝之间的连通性;通过酸液对压裂液残胶的降解改善支撑裂缝的导流能力。

Ⅰ类接触油井：小型压裂。由于底水存在，为防止前置酸沟通底水，要进一步提高压裂参数，利用小型压裂造出新缝，形成新的渗流通道，避开已污染区，实现厚油层纵向上充分动用。

根据历年来午**区原层改造措施油井的物性、改造参数进行汇总分析，确定了影响单井产量的主控因素是泥质含量、含油饱和度、砂量、排量、入地液量。

根据措施增油效果与储层物性、施工参数、地层压力保持水平之间相关性，确定最优压裂施工参数。

六、治理案例分析

山**井位于**油田午**区东部，为Ⅰ类接触，开采层位延9。初期日产油4.3t，含水3.6%，2017年9月套破，下长寿命封隔器隔采，隔采后日产油2.4t，含水33.2%，2019年12月地层堵液量下降日产液1.8m3，日产油1.4t，含水9.2%，2020年1月封隔器失效含水上升至77.7%，含盐7600mg/L，地质储量采收率7.66%，分析认为该井采收率低，符合侏罗系小型加砂压裂选井标准，可以试验水泥挤封，压裂治理。

工测显示穿孔段9处，套破段分布于1179.14m-1445.31m，其它为重度腐蚀和轻微腐蚀。

经过治理后未下入封隔器生产，持续低含水，产油量相比治理前日增油量达3t，按目前油价3500元/吨计算，生产100吨原油后收回投资成本，该井生产情况，生产23天后为收益，且为长期收益;目前已连续生产352天，投入产出比达到1：10。

七、结论

一是挽回储量损失;

以午**区块为例，区块地质储量1735.88万吨，最终采收率按29.3%计算可采储量508.49万吨，折算单井地质控制储量为16.53万吨，单井可采控制储量4.84万吨;截止2020年底累计采油量1.3801万吨，挽回储量损失3.4599万吨;

二是投入产出比;以山**井为例，目前投入产出比已达到1：10，而且在持续有效。

三是减少了多次隔采治理带来的引起地层堵的风险;

四是减少了检泵频次，降低了安全环保风险;

五是有效避免了因套管腐蚀严重，机械封隔器隔不住的情况发生;

六是避免了大直径工具入井存在的井筒处理（卡钻、磨钻）的风险;

七是减少了井下作业费用，节约了成本;

无人机课程理论与实践教学改革研究

王亮王晶

大庆油田有限责任公司铁人学院   黑龙江  大庆163000

摘要：随着我国通用航空体制的不断改革与完善，无人机行业将迎来前所未有的发展机遇。无人机产业的迅猛发展急需无人机系统设计、应用、管理方面的综合性人才。当前无人机操控和开发人员极少，行业需求与高校输送的相关专业人才成反比。因此，深化加强无人机教学课程改革和实践工作，对于培养大量优秀的无人机相关专业人才具有重要意义。

关键词：无人机;课程理论;实践教学

1 课程教学现状

1.1 课题体系与课时量不足

无人机方向课程由“无人机原理与构造”“自动飞行控制系统”“无人机导航技术”三门课程组成。“无人机原理与构造”课要求学生了解无人机相关知识，并培养无人机组装、调试和操控能力。据调查，天途航空AOPA无人机培训中安排理论课程60学时和实操培训74学时。

1.2 教材不适用

教材是无人机课程的核心，是保证课堂教学质量的关键。国内现有的教材编写也刚刚起步，相关配套的PPT更少。照搬传统的航空类教材授课，往往导致学生学习兴趣不强、学习效果不佳等问题。此外，仅有的无人机相关教材也不是很适合于本校无人机课程的教学。

1.3 实验平台不适用

虽然已采购25套四旋翼无人机作为教学使用，但每年近150名学生选课，无人机数量远远不够。在教学过程中无人机的损耗率也较高。已采购的无人机采用PIXHAWK飞控，虽然能满足无人机基础教学课程要求，但存在如下问题：PIXHAWK受硬件限制开发程度不高，很难进行二次开发;PIXHAWK虽然二次开发程度高于APM，但开源代码以及各部分使用例程软件开放程度相对较为复杂。对于目前学生教学要求以及学生能力要求较高，使用相对困难。

2 课程教学内容改革

2.1“无人机原理与构造”课程教学内容调整

2.1.1课程实验安排从基础入手，分段培养

在无人机组装和调试方面，要求学生：能够根据无人机硬件平台使用说明书进行拆装调试无人机;在不安装桨叶的情况下完成机架选型，加速度计、罗盘、遥控器和电调校准以及飞行模式设置，并熟悉基本飞行操控流程;学会无人机的故障查找和维修。

2.1.2模拟器先行，训练基本操控方法和方向感

在无人机模拟器练习方面，要求学生：熟悉乐迪AT9遥控器，知道什么是美国手，什么是遥控器通道，并学会通过遥控器控制无人机飞行;学会并养成正确的遥控器握控姿势和良好的站姿;进行无人机悬停模式的飞行练习，学会对尾、对侧、对头、8位悬停、米字型、回字型、O字型以及8字型等飞行操作。

2.2“自动飞行控制系统”课程教学内容调整

针对实验设备不足及教材不适用等问题，自制了40套微型四旋翼无人机实验平台，并编写配套例程和教材。自制平台主要作用有：（1）解决对于飞控内部结构不清晰和教学效果差等问题。（2）解决采购飞控开源性差，理解困难问题。（3）解决教学时效性问题。采购飞控成本高每块市场价500元左右，封装严实维修困难。（4）配套教材，完全结合自主飞控与例程，紧密结合，教学效果显著提升。（5）提高学生利用率和开放程度，自己带走，哪都能学。（6）辅助STM32单片机教学，飞控板子结合STM32常用知识，综合性以及实用性强大。此外，在自制实验平台、编写配套例程与教材的过程中，让学生积极参与进来，参与硬件和软件调试以及相关教学资料整理。

2.3“无人机导航技术”课程教学内容调整

“无人机导航技术”课程减少卫星导航、无线电导航以及惯性导航等理论知识，增加无人机避障/定位技术的理论和实验内容。学生根据自身的爱好和特长，选择无人机开或应用为切入点。例如：喜欢操控无人机的学生，可以思考让无人机搭配各种任务载荷（如航拍摄像机、机械爪和喊话装置等模块），在无人机的行业应用领域开展研究;喜欢研究控制算法和程序编程的学生，可以思考如何实现无人机室内悬停、自主避障和自动跟踪等控制（如多路超声波避障、双目视觉避障、光流定位和视觉目标跟踪等控制算法）;喜欢传感器的学生，深入学习各种滤波算法和姿态解算方法，并可以思考为什么要进行多传感器数据融合等。

3 优化考核方式和人才培养模式

建立课前预习机制，使学生能在课前预习指定教学内容，实现课前预习与课堂教学的融合，解决课内学时不足的问题;加强课程的过程性考核，建立有效可执行的课内实验与课后作业提问验收机制，给予学生激励或惩罚，以此减少编程代码的抄袭现象;建立教学成效反馈机制，对学生定期开展教学调研反馈活动，适时调整教学计划和教学内容，查漏补缺。针对学生的学习兴趣以及个人学习努力上的差异，需要突出无人机应用技术和系统开发两方面人才的培养。因此，课程期末考核模式采用综合性课程设计形式，改变传统的试卷考核模式，学生可以根据自身的爱好和特长，选择无人机开发或应用方面为切入点，可以自行设计项目，组成团队进行设计开发，教师把关。学生自主完成自选课程，以实物现场验收和PPT答辩等形式给出期末成绩。

鼓励学生积极参与科研项目，实现优秀生应用型能力的全面提升。推行导师制，使更多学生在教师指导下进行课外科研与工程實践，提高实践动手能力和创新能力。建立多元化的科研项目平台，通过项目驱动式教学，全面提升应用型人才培养质量。学生成果生成，引导并指导学生进行成果转化，如论文及专利等。这也是激发学生积极性的重要环节，实现学生的科研项目反哺教学。

4 结束语

通过无人机方向课程的理论和实践教学，让学生逐步了解无人机行业领域，调动学生的无人机学习兴趣。通过学生动手操控无人机、编写无人机程序代码以及组队完成综合性课程设计等这一系列课程内容，逐级提高学生自身技能和创新能力。本课程系列主要面向电子或电气等相关专业的大二和大三学生。大二和大三学生已学过一定的专业基础课程，并具备一定的编程能力。让学生课外开展无人机相关科研，以论文与专利成果转化为引导，激发学生的积极性和创新性，提高无人机教学质量，并实现学生的科研项目反哺教学。

参考文献

[1]王刚，陈龙，薛远奎，等.四旋翼无人机控制理论与设计课程实践教学[J].实验科学与技术，2018，16（2）：74-77.

[2]赵恒，张有光，王俊，等.跨专业综合实践平台建设初探[J].工业和信息化教育，2016，7：90-94.

[3]郁剑，张秋浩，镇毅.基于四旋翼无人机的课程实践教学[J].科技视界，2020，5：85-86.