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水平井防砂管柱内腔冲洗及旋转水射流解堵工艺
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内容提示：水平井是近年来在国内推广较快的采油工艺技术,它可以增大井眼与油藏的接触面积,加大泄油面积,减少渗流阻力,提高油田的整体开发效果。馆陶组油藏,油层埋藏浅,压实程度差,胶结疏松,易出泥砂。为了挖潜老油区的产能,后期水平井开发井数日益增多。
摘要:水平井是近年来在国内推广较快的采油工艺技术,它可以增大井眼与油藏的接触面积,加大泄油面积,减少渗流阻力,提高油田的整体开发效果。馆陶组油藏,油层埋藏浅,压实程度差,胶结疏松,易出泥砂。为了挖潜老油区的产能,后期水平井开发井数日益增多。
关键词:水平井;防砂;射流解堵
一、水平井防砂工艺技术现状
水平井是近年来在国内新兴的采油工艺技术,它可以增大井眼与油藏的接触面积,加大泄油面积,减少渗流阻力,提高油田的整体开发效果。
桩西、河口、孤东部分油田地处滩海区,特别是桩106、桩139、桩47、飞雁滩等多个区块的施工井直接处于滩海地区,胜利滩海油田定向井多为馆陶组稠油出砂油藏,其开发以先期防砂开采为主,大斜度、大位移井防砂方式主要是封隔高压一次充填、辅以压裂防砂,水平井防砂为封隔器悬挂金属滤砂管防砂。
目前,水平井防砂管柱主要是金属毡滤砂管防砂。常规防砂管柱主要由丢手工具、皮碗封隔器、油管、滤砂管、扶正器、丝堵等组成,全部管柱丢在水平段内(见图1)。
二、水平井防砂管柱中心管冲砂解堵技术
(一)连续油管冲砂
水平井芯管内冲砂主要是指滤砂管防砂中心管的冲砂。首先下入Ф89mm油管,利用密封插头与井下管柱进行对接,形成循环通道,在油管中下入连续油管进行冲洗。该工艺在油田有过成功的应用。但由于国内连续油管车数量有限,目前大多数处于停工状态,因此已经没有实施的可能。
(二)旋转射流冲砂解堵技术
1.结构
水平井旋转射流冲砂解堵装置由扶正套、旋转射流冲砂解堵工具、冲管等组成(见图2)。冲管末端携带旋转射流冲砂解堵工具及扶正套对准水平井防砂管柱鱼顶后,射流工具因扶正套的扶正作用探入中心管,冲砂管柱继续给扶正器施加一定的负荷,扶正套上销钉剪断,冲管携带解堵工具可继续前移进行冲砂解堵作业。冲砂解堵施工后,扶正套可随解堵工具带出。
2.高压水射流解堵机理
高压水旋转射流解堵技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼解堵和高频振荡水力波、空化噪声(超声波)物理解堵。
自振空化射流是近年来发展起来的利用小扰动波在管系传播的瞬态流理论和水声学的流体自激振荡原理将连续射流调制成具有强烈压力振荡和高空化初生能力的新型射流,因而可以利用其强烈的压力振荡和辐射强烈的空化噪声冲击波来解除地层堵塞,恢复或提高地层渗透率,射流的高频振荡以及空化的热力和超声波作用还可改变原油分子结构,降低原油黏度,减小岩石和油水界面上的表面张力,从而改善原油流动性、提高原油采出程度。 3.工作原理
解堵施工时,通过冲管联接头将冲管与解堵装置连接在一起,冲管长度根据需要解堵的中心管长度而定(一般下入的冲管应大于中心管长度1m～2 m),用油管连接冲管将解堵工具送入井中,利用滑动冲管扶正套保护自振空化喷嘴在斜井或水平段不受损坏,并使自振空化喷嘴导入到防砂鱼顶内腔中,地面加压为5kN～10kN将限位剪钉剪断,滑动冲管扶正器留在防砂鱼顶处。冲管经滑动冲管扶正器内腔将自振空化喷嘴送入到中心管中,解堵液经地面水泥车通过油管、冲管,泵入井下解堵工具,由旋转喷头上的喷嘴喷出,形成高压水射流。喷头上沿周向分布有八个喷嘴,四个倾斜的动力喷嘴喷出侧向射流产生旋转力矩,使喷头旋转同时完成冲砂。四个径向喷嘴产生径向高频自振空化射流,直接冲击解堵并段。
4.实验效果分析
通过清除有细砂堵塞割缝筛管的试验,旋转射流解堵工具能够有效的清除割缝筛管上的粉细砂和泥质;通过模拟井下条件的冲砂解堵试验,当旋转水射流的冲击波,通过0.3mm割缝管传到充填砂的环空中,产生强大的涡流,使充填砂中的0.1mm细砂从井筒内返回地面(见图3、图4)。
5.选井条件及施工工艺
(1)适用范围和选井条件。该技术对以下条件的油水井作用效果较好:1)地层渗透率较高,具有一定产能,确属近井带污染或者生产过程中由于出粉细砂而造成防砂管堵塞引起产量下降或停产的油水井。2)地层污染堵塞又具有酸敏、水敏特性,不易实施酸化等其他措施的井。
(2)施工设备和要求。旋转射流解堵技术的设备及要求为:1)作业机一台,400型水泥车两辆,15m3水罐车两辆。2)施工井应有井口自封装置,并有回水管线与回水池连接。3)地面管汇中需要与400型水泥车配套的高压弯头、高压水龙带、三通等,并应清洗干净,连接密封良好。4)根据油层深度和堵塞程度,地面泵压工作压力为15MPa～30MPa,流量为400L/min左右。5)工作介质为清水,根据地层物性和堵塞情况可加入适量的防膨剂、解堵剂、粘土稳定剂等添加剂,以保证工作液与地层岩石及流体配伍,并保证解堵效果。
(3)施工工艺和方法。旋转射流冲砂解堵技术的施工工艺和方法为:1)清水或活性水洗井,防膨液压井,起出井内管柱。2)按防砂管长度配好冲管长度,依次下入扶正套、旋转射流解堵工具、连接冲管、过滤器和光油管,完成高压水旋转射流施工管柱,并用油管送至防砂管柱鱼顶处。3)清水正洗井,洗净油管内的污垢和杂物。4)按上述第(5)条配好处理液后,打开井口,自井口投球,打开单向阀,两台车并联,一档调压至15MPa～30MPa,正循环打处理液;同时用作业缓慢下放管柱(越慢越好),使解堵工具从上到下连续冲洗防砂管柱,直至防砂管柱底部;然后缓慢提升油管,从下到上连续清洗防砂管柱直至防砂管顶部约1m处。这样反复清洗四至五趟。5)处理完后,工具下至防砂管底部,倒井口流程,清水大排量反循环洗井两至三周,排出防砂管内清洗掉的杂物。6)起出全部管柱及清洗工具,按常规下泵或下注水管柱,开井生产。
三、现场应用情况
该旋转射流冲砂解堵工具完成后,在桩西油田桩115一平1井进行现场实验,射孔井段1 641.8m～1 692.5m,射孔井段井斜角90°,该井2004-06-06量油不出,分析为滤砂管失效,砂埋中心管。应用定向井旋转射流物理法解堵装置冲中心管,冲砂井段1 638m～1 695m,冲出地层砂1.5m3,解堵后试挤压力为10MPa。该井开抽后,日产液23t,日产油8.3t,含水63.7%。
后又在孤北1—P1井现场实验,对100m的防砂管柱进行了解堵处理。该井自投产六年来,最高日产油12t,虽经多次酸处理和其他解堵措施,效果都不理想,每次作业收效甚微,后来作业几乎为无效作业,直至没有产能。采取冲砂解堵措施后,注汽压力明显下降,干度提高,注汽投产后最高日产油量22t。
自2006年1月以来,在桩139、桩106和桩l15等滩海区块的定向井,应用水平井旋转射流冲砂解堵装置解堵和中心管冲砂。解堵后,试挤压力平均下降10MPa～15 MPa,中心管冲砂施工,未出现一口卡冲管事故。实施28井次,平均有效期210d。 来源: 《建筑中文网》.
关键词:水平井;防砂;射流解堵
一、水平井防砂工艺技术现状
水平井是近年来在国内新兴的采油工艺技术,它可以增大井眼与油藏的接触面积,加大泄油面积,减少渗流阻力,提高油田的整体开发效果。
桩西、河口、孤东部分油田地处滩海区,特别是桩106、桩139、桩47、飞雁滩等多个区块的施工井直接处于滩海地区,胜利滩海油田定向井多为馆陶组稠油出砂油藏,其开发以先期防砂开采为主,大斜度、大位移井防砂方式主要是封隔高压一次充填、辅以压裂防砂,水平井防砂为封隔器悬挂金属滤砂管防砂。
目前,水平井防砂管柱主要是金属毡滤砂管防砂。常规防砂管柱主要由丢手工具、皮碗封隔器、油管、滤砂管、扶正器、丝堵等组成,全部管柱丢在水平段内(见图1)。
二、水平井防砂管柱中心管冲砂解堵技术
(一)连续油管冲砂
水平井芯管内冲砂主要是指滤砂管防砂中心管的冲砂。首先下入Ф89mm油管,利用密封插头与井下管柱进行对接,形成循环通道,在油管中下入连续油管进行冲洗。该工艺在油田有过成功的应用。但由于国内连续油管车数量有限,目前大多数处于停工状态,因此已经没有实施的可能。
(二)旋转射流冲砂解堵技术
1.结构
水平井旋转射流冲砂解堵装置由扶正套、旋转射流冲砂解堵工具、冲管等组成(见图2)。冲管末端携带旋转射流冲砂解堵工具及扶正套对准水平井防砂管柱鱼顶后,射流工具因扶正套的扶正作用探入中心管,冲砂管柱继续给扶正器施加一定的负荷,扶正套上销钉剪断,冲管携带解堵工具可继续前移进行冲砂解堵作业。冲砂解堵施工后,扶正套可随解堵工具带出。
2.高压水射流解堵机理
高压水旋转射流解堵技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼解堵和高频振荡水力波、空化噪声(超声波)物理解堵。
自振空化射流是近年来发展起来的利用小扰动波在管系传播的瞬态流理论和水声学的流体自激振荡原理将连续射流调制成具有强烈压力振荡和高空化初生能力的新型射流,因而可以利用其强烈的压力振荡和辐射强烈的空化噪声冲击波来解除地层堵塞,恢复或提高地层渗透率,射流的高频振荡以及空化的热力和超声波作用还可改变原油分子结构,降低原油黏度,减小岩石和油水界面上的表面张力,从而改善原油流动性、提高原油采出程度。 3.工作原理
解堵施工时,通过冲管联接头将冲管与解堵装置连接在一起,冲管长度根据需要解堵的中心管长度而定(一般下入的冲管应大于中心管长度1m～2 m),用油管连接冲管将解堵工具送入井中,利用滑动冲管扶正套保护自振空化喷嘴在斜井或水平段不受损坏,并使自振空化喷嘴导入到防砂鱼顶内腔中,地面加压为5kN～10kN将限位剪钉剪断,滑动冲管扶正器留在防砂鱼顶处。冲管经滑动冲管扶正器内腔将自振空化喷嘴送入到中心管中,解堵液经地面水泥车通过油管、冲管,泵入井下解堵工具,由旋转喷头上的喷嘴喷出,形成高压水射流。喷头上沿周向分布有八个喷嘴,四个倾斜的动力喷嘴喷出侧向射流产生旋转力矩,使喷头旋转同时完成冲砂。四个径向喷嘴产生径向高频自振空化射流,直接冲击解堵并段。
4.实验效果分析
通过清除有细砂堵塞割缝筛管的试验,旋转射流解堵工具能够有效的清除割缝筛管上的粉细砂和泥质;通过模拟井下条件的冲砂解堵试验,当旋转水射流的冲击波,通过0.3mm割缝管传到充填砂的环空中,产生强大的涡流,使充填砂中的0.1mm细砂从井筒内返回地面(见图3、图4)。
5.选井条件及施工工艺
(1)适用范围和选井条件。该技术对以下条件的油水井作用效果较好:1)地层渗透率较高,具有一定产能,确属近井带污染或者生产过程中由于出粉细砂而造成防砂管堵塞引起产量下降或停产的油水井。2)地层污染堵塞又具有酸敏、水敏特性,不易实施酸化等其他措施的井。
(2)施工设备和要求。旋转射流解堵技术的设备及要求为:1)作业机一台,400型水泥车两辆,15m3水罐车两辆。2)施工井应有井口自封装置,并有回水管线与回水池连接。3)地面管汇中需要与400型水泥车配套的高压弯头、高压水龙带、三通等,并应清洗干净,连接密封良好。4)根据油层深度和堵塞程度,地面泵压工作压力为15MPa～30MPa,流量为400L/min左右。5)工作介质为清水,根据地层物性和堵塞情况可加入适量的防膨剂、解堵剂、粘土稳定剂等添加剂,以保证工作液与地层岩石及流体配伍,并保证解堵效果。
(3)施工工艺和方法。旋转射流冲砂解堵技术的施工工艺和方法为:1)清水或活性水洗井,防膨液压井,起出井内管柱。2)按防砂管长度配好冲管长度,依次下入扶正套、旋转射流解堵工具、连接冲管、过滤器和光油管,完成高压水旋转射流施工管柱,并用油管送至防砂管柱鱼顶处。3)清水正洗井,洗净油管内的污垢和杂物。4)按上述第(5)条配好处理液后,打开井口,自井口投球,打开单向阀,两台车并联,一档调压至15MPa～30MPa,正循环打处理液;同时用作业缓慢下放管柱(越慢越好),使解堵工具从上到下连续冲洗防砂管柱,直至防砂管柱底部;然后缓慢提升油管,从下到上连续清洗防砂管柱直至防砂管顶部约1m处。这样反复清洗四至五趟。5)处理完后,工具下至防砂管底部,倒井口流程,清水大排量反循环洗井两至三周,排出防砂管内清洗掉的杂物。6)起出全部管柱及清洗工具,按常规下泵或下注水管柱,开井生产。
三、现场应用情况
该旋转射流冲砂解堵工具完成后,在桩西油田桩115一平1井进行现场实验,射孔井段1 641.8m～1 692.5m,射孔井段井斜角90°,该井2004-06-06量油不出,分析为滤砂管失效,砂埋中心管。应用定向井旋转射流物理法解堵装置冲中心管,冲砂井段1 638m～1 695m,冲出地层砂1.5m3,解堵后试挤压力为10MPa。该井开抽后,日产液23t,日产油8.3t,含水63.7%。
后又在孤北1—P1井现场实验,对100m的防砂管柱进行了解堵处理。该井自投产六年来,最高日产油12t,虽经多次酸处理和其他解堵措施,效果都不理想,每次作业收效甚微,后来作业几乎为无效作业,直至没有产能。采取冲砂解堵措施后,注汽压力明显下降,干度提高,注汽投产后最高日产油量22t。
自2006年1月以来,在桩139、桩106和桩l15等滩海区块的定向井,应用水平井旋转射流冲砂解堵装置解堵和中心管冲砂。解堵后,试挤压力平均下降10MPa～15 MPa,中心管冲砂施工,未出现一口卡冲管事故。实施28井次,平均有效期210d。 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200909/13996.htm
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