水平井泥漿對(duì)防砂篩管堵塞的試驗(yàn)

綜述了水平井礫石充填的防砂原理以及個(gè)別應(yīng)用實(shí)例,并評(píng)價(jià)了應(yīng)用的效果和對(duì)地層的傷害,重點(diǎn)分析了充填過程中的堵塞機(jī)理等技術(shù)難點(diǎn),并對(duì)該技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

水平井技術(shù)已成為油田增加產(chǎn)量,提高采收率的一項(xiàng)重要手段,在新油田、老油田調(diào)整挖潛上,廣泛應(yīng)用并取得了顯著的效果。為確保水平井固井質(zhì)量,開展了從井眼準(zhǔn)備、固井水泥漿體系等研究,形成一套較成熟的固井完井技術(shù),有力地保證了水平井固井質(zhì)量。

采用篩管頂部注水泥完井的水平井占到勝利油田水平井總量的60%以上。該技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于鉆塞過程中易造成套管磨損,鉆塞后內(nèi)壁留有毛刺,影響后期作業(yè)效果。為解決鉆塞對(duì)完井管串的傷害,設(shè)計(jì)出集管外封隔器、分級(jí)箍、盲板功能于一身的免鉆塞完井工具,開展了室內(nèi)性能試驗(yàn)和施工工藝試驗(yàn)。在篩管頂部注水泥作業(yè)結(jié)束后采用下打撈矛打撈內(nèi)套的方式有效避免了鉆塞帶來的不利影響,減少了完井作業(yè)時(shí)間及成本。該技術(shù)在勝利油田累計(jì)施工40余口井,保障了后期酸洗及填砂作業(yè)效果,推動(dòng)了水平井篩管完井技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

不銹鋼板網(wǎng)防砂篩管說明 我公司生產(chǎn)的防腐不銹鋼板網(wǎng)防砂篩管，是用不銹鋼板網(wǎng)制作成的，是傳統(tǒng) 編織網(wǎng)防砂篩管的更新?lián)Q代產(chǎn)品，代碼為：73968441.本產(chǎn)品通過iso-2000國(guó)際 質(zhì)量認(rèn)證，生產(chǎn)技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。 防腐不銹鋼板網(wǎng)防砂篩管與傳統(tǒng)編織網(wǎng)防砂篩管對(duì)比，優(yōu)點(diǎn)如下： 下井采油使用壽命長(zhǎng)，比原產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)三到五倍還多，原傳統(tǒng)編織網(wǎng)防 砂篩管如4個(gè)月更換一次，不銹鋼板網(wǎng)防砂篩管可達(dá)十八個(gè)月至二十四個(gè)月更換 一次。傳統(tǒng)編織網(wǎng)防砂篩管，如果一年更換三次計(jì)算，一口油井一次作業(yè)費(fèi)用可 達(dá)到2萬元，一年就需6萬元一口井。這樣每年就可節(jié)省一大筆資金。 不銹鋼采用tcv18n19t冷軋鋼板，經(jīng)由先進(jìn)專用設(shè)備工藝技術(shù)制成網(wǎng)筒， 然后用鍍鋅卡箍和外管與石油專用無縫管固定制成不銹鋼板網(wǎng)防砂篩管，本產(chǎn)品 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、強(qiáng)度高、體重輕、耐腐蝕、耐高溫、過濾面積大、滲 透性能

介紹了水平井濾砂管裸眼酸洗防砂完井技術(shù)的工藝和施工步驟,著重對(duì)完井管柱設(shè)計(jì)、精密微孔濾砂管、酸洗防砂管柱等關(guān)鍵工序和工具進(jìn)行了說明,通過在金17-平1井、金17-平8井等金家油田16口井的應(yīng)用,指出了水平井濾砂管裸眼酸洗防砂完井技術(shù)的特點(diǎn)及存在問題。

勝利油田存在眾多的低滲透區(qū)塊,利用常規(guī)手段難以進(jìn)行有效地開發(fā),為此,一般采用水平井固井后射孔加大型壓裂的完井工藝,而固井質(zhì)量又是其中至關(guān)重要的因素,直接影響到后期壓裂的效果。目前,水平井的固井質(zhì)量普遍不高,其主要原因在于:一方面,水平段套管在重力作用下偏向下井壁,導(dǎo)致注水泥后形成的水泥環(huán)薄厚不均,嚴(yán)重影響了固井質(zhì)量;另一方面,若水平井段的水泥漿存在析水,則析出水聚積于井眼上側(cè),從而造成竄槽現(xiàn)象。為了解決水平井固井中存在的這些問題,采用復(fù)合水泥漿體系并結(jié)合其它輔助手段進(jìn)行施工,明顯提高了油層段固井質(zhì)量。對(duì)復(fù)合水泥漿體系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),其結(jié)果表明:復(fù)合水泥漿體系較常規(guī)水泥漿具有的低失水、流變性好、體系穩(wěn)定、防竄性能強(qiáng)、韌性高的優(yōu)點(diǎn),能夠有效的應(yīng)用于水平井固井作業(yè),保證低滲油藏后期開發(fā)對(duì)固井質(zhì)量的需要。

長(zhǎng)慶油田隴東地區(qū)是鄂爾多斯盆地致密砂巖油藏開發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)。先注后采、水平井規(guī)模開發(fā)和多級(jí)分段體積壓裂是該地區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要技術(shù)措施。同時(shí)也為配套固井技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。大型分段壓裂會(huì)對(duì)常規(guī)水泥環(huán)造成很大的破壞作用,進(jìn)一步加劇了油、水竄現(xiàn)象,直接影響油井后續(xù)的投產(chǎn)效果,因此防止環(huán)空竄流,不僅要考慮到水泥漿的防竄性能,還要考慮到改善水泥石力學(xué)性能的問題。針對(duì)上述難題,開發(fā)了增韌防竄水泥漿體系,該體系可有效改善水泥石力學(xué)性能,提高水泥漿的防竄能力,優(yōu)化了固井工藝,形成了適用于該地區(qū)致密砂巖油藏的配套固井技術(shù),取得了很好的應(yīng)用效果。

水平井是近年來在國(guó)內(nèi)推廣較快的采油工藝技術(shù),它可以增大井眼與油藏的接觸面積,加大泄油面積,減少滲流阻力,提高油田的整體開發(fā)效果。館陶組油藏,油層埋藏淺,壓實(shí)程度差,膠結(jié)疏松,易出泥砂。為了挖潛老油區(qū)的產(chǎn)能,后期水平井開發(fā)井?dāng)?shù)日益增多。

水平井是近年來在國(guó)內(nèi)推廣較快的采油工藝技術(shù),它可以增大井眼與油藏的接觸面積,加大泄油面積,減少滲流阻力,提高油田的整體開發(fā)效果。館陶組油藏,油層埋藏淺,壓實(shí)程度差,膠結(jié)疏松,易出泥砂。為了挖潛老油區(qū)的產(chǎn)能,后期水平井開發(fā)井?dāng)?shù)日益增多。

由于大港灘海趙東區(qū)塊的儲(chǔ)層具有高孔高滲的特點(diǎn),加之采用大泵徑電動(dòng)潛油泵強(qiáng)采,易導(dǎo)致地層出砂,因此該區(qū)塊采用水平井裸眼礫石充填防砂完井技術(shù)進(jìn)行完井,以實(shí)現(xiàn)油井高產(chǎn)的目的。介紹了該區(qū)塊的完井管柱及防砂工具,分析了水平井裸眼礫石充填的水動(dòng)力學(xué)特征,進(jìn)行了水平井循環(huán)礫石充填泵注排量的設(shè)計(jì),并針對(duì)影響施工效果的各種因素,提出了技術(shù)措施。由于在實(shí)施水平井裸眼礫石充填防砂過程中,相互影響、相互制約的因素較多,因此建議綜合考慮諸如井眼參數(shù)、完井液性能、防砂管柱、施工工具等因素之間的匹配。在低漏失的井眼條件下,建議采用合理的泵注排量,用低黏度攜砂液以反循環(huán)方式對(duì)篩管與裸眼井眼間的環(huán)空進(jìn)行礫石充填,以形成距離較長(zhǎng)、密實(shí)的充填層。

本文介紹了長(zhǎng)慶局水平井靖平-井的固井情況,包括管串結(jié)構(gòu),水泥漿體系及該井完井固井施工概況。

為解決水平井開發(fā)中油層套管固井質(zhì)量差的實(shí)際難題,從水泥漿防氣竄性能設(shè)計(jì)入手,通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析了不同體系水泥漿性能對(duì)氣竄的影響,評(píng)價(jià)了各種常用防氣竄評(píng)價(jià)方法的適應(yīng)性;結(jié)合水平井井眼軌跡特點(diǎn),形成了水平井水泥漿防氣竄性能多因素評(píng)價(jià)方法,即在自由水為0和濾失量小于50ml條件下修正了水泥漿性能系數(shù)(spnx值)和阻力系數(shù)(ax值)評(píng)價(jià)方法,并成功應(yīng)用于川西某口中淺層水平井固井中,為以后川西水平井固井水泥漿防氣竄性能設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。

針對(duì)勝利海上埕島油田水平井鉆井以及保護(hù)油氣層的需要,優(yōu)選了零自由水、低失水、高分散、短過渡、無緩凝、直角稠化固井水泥漿體系,選用了與該水泥漿體系以及海水鉆井液體系相容性好的沖洗隔離液,應(yīng)用了性能優(yōu)良的固井工具及附件,采取了相應(yīng)的固井技術(shù)措施,已在海上18口水平井的固井施工中取得了良好的效果。

水平井礫石充填防砂技術(shù)能夠有效延緩水錐的形成,延長(zhǎng)防砂有效期,最大限度地發(fā)揮水平井的產(chǎn)能。其中,施工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證水平井礫石充填效率的重要技術(shù)手段。為此,建立了以平衡堤理論為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型,在優(yōu)化數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,對(duì)水平井礫石充填施工參數(shù)進(jìn)行了模擬優(yōu)化,形成了水平井礫石充填防砂技術(shù)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)借助水平井參數(shù)優(yōu)化物理模擬,對(duì)礫石充填排量、砂漿體積比、沖篩比、攜砂液粘度和濾失量等影響充填效率的關(guān)鍵因素進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,為高強(qiáng)度擋砂屏障的建立提供了可靠的技術(shù)支撐。

高升油田水平井?dāng)?shù)日益增多,但因儲(chǔ)層物性差和油層污染問題,水平井產(chǎn)能偏低,平均單井日產(chǎn)油僅有3.9t;同時(shí),高升油田水平井均為篩管完井方式,壓裂措施施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、效果差,油層無法得到有效改造。因此,開展了水平井水力噴射壓裂技術(shù)試驗(yàn),依據(jù)數(shù)模、物摸、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)際,進(jìn)一步優(yōu)化了施工參數(shù)和施工工藝,并在高10塊投入應(yīng)用1井次,措施后增油效果明顯。

塑料篩管完井技術(shù)能夠提高煤層井壁的支撐能力,并能有效解決粉煤灰堵泵問題。在介紹塑料篩管完井工藝的基礎(chǔ)上,對(duì)塑料篩管的幾何參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法,使用fluent軟件對(duì)塑料篩管進(jìn)行了壓力損失計(jì)算,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析和優(yōu)化。分析結(jié)果表明,過流面積比越大壓力損失越小,縫寬越小壓力損失越小,篩眼越長(zhǎng)越有利于降低壓力損失;篩眼寬度對(duì)長(zhǎng)條形篩管強(qiáng)度的影響很小,篩管變形位移隨篩眼長(zhǎng)度的增大而增大,60°相位角的篩管變形位移小且分布均勻。建議采用相位角呈60°、篩眼寬度為7mm、篩眼長(zhǎng)度為23～26mm,過流面積比為3%～4%的篩管設(shè)計(jì)方案。

對(duì)防砂用水泥漿進(jìn)行了研究,得出最佳實(shí)驗(yàn)配方:zsj-10加量為7.5%,水灰比為0.6,石英砂為水泥質(zhì)量15%,促凝劑0.5%,降失水劑3.1%,試驗(yàn)溫度為50℃,候凝時(shí)間72h。在此配方下形成的水泥石其抗壓強(qiáng)度達(dá)到6mpa～8mpa,經(jīng)一定處理后滲透率達(dá)到0.6μm2～0.8μm2。在模擬地層環(huán)境下耐堿、油、鹽水的侵蝕能力較強(qiáng)。由掃描電鏡照片可以看出,該水泥漿體系所形成的水泥石具有良好的滲透率和防砂能力。

利用水電相似原理設(shè)計(jì)了一種防砂篩管過流能力模擬試驗(yàn)裝置,使篩管過流能力評(píng)價(jià)方法科學(xué)化、簡(jiǎn)易化。該裝置可以實(shí)現(xiàn)不同篩管間過流能力對(duì)比試驗(yàn)、其他因素對(duì)篩管過流能力的影響試驗(yàn)、篩管周圍壓力場(chǎng)分布的測(cè)試試驗(yàn)。為防砂篩管過流能力測(cè)試、防砂篩管優(yōu)選、防砂篩管優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種有效手段。

水平井壓裂完井技術(shù)在低滲油氣田中有著廣泛的應(yīng)用,可以達(dá)到增強(qiáng)油氣田產(chǎn)能的功效,為油氣井的開發(fā)工作提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。本文主要對(duì)當(dāng)前低滲油氣田固井技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述,從低滲油氣田固井水泥石評(píng)價(jià)方法、抗沖擊無自由液低濾失水泥漿構(gòu)建及抗沖擊低濾失韌性水泥漿性能研究三個(gè)方面對(duì)低滲油氣田水平井壓裂完井固井水泥漿技術(shù)進(jìn)行分析,以期增強(qiáng)水泥漿的膠結(jié)性、凝固性及運(yùn)移控制性,改善水泥漿的柔韌性,更好的指導(dǎo)實(shí)際工作的開展。

文章針對(duì)吐哈油田三塘湖區(qū)塊水平井的固井質(zhì)量差、水泥石硬脆性造成壓裂過程中出現(xiàn)的環(huán)空竄流等難題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，在水泥漿中加入熱塑性高分子聚合物材料，設(shè)計(jì)出新型增韌防竄水泥漿體系，可有效降低水泥石的彈性模量，提高水泥石抗沖擊功和防竄能力。與常規(guī)水泥石相比，其力學(xué)形變完整性的保持能力有較大提升，提高了三塘湖區(qū)塊的水平井固井質(zhì)量，滿足了后期射孔、壓裂工藝的要求。

文章針對(duì)吐哈油田三塘湖區(qū)塊水平井的固井質(zhì)量差、水泥石硬脆性造成壓裂過程中出現(xiàn)的環(huán)空竄流等難題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),在水泥漿中加入熱塑性高分子聚合物材料,設(shè)計(jì)出新型增韌防竄水泥漿體系,可有效降低水泥石的彈性模量,提高水泥石抗沖擊功和防竄能力。與常規(guī)水泥石相比,其力學(xué)形變完整性的保持能力有較大提升,提高了三塘湖區(qū)塊的水平井固井質(zhì)量,滿足了后期射孔、壓裂工藝的要求。

本文介紹了長(zhǎng)慶局水平井靖平-井的固井情況,包括管串結(jié)構(gòu),水泥漿體系及該井完井固井施工概況。