高压充填一次管柱防砂工艺技术的研究[权威资料]

高压充填一次管柱防砂工艺技术的研究 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要：该技术是在总结压裂防砂、常规机械防砂优缺点基础上 ,针对疏松砂岩油层防砂需要而开发的新技术，是在地层压裂充填石英砂的基础上 , 利用绕丝管阻挡石英砂 ,再利用石英砂阻挡地层砂，屏障范围大 ,对粉砂、粉细砂而言效果好于其它防砂措施。高压充填一次挤压防砂工艺对管柱结构、工具进行改进 ,调整优化了施工参数 , 具有施工周期短、成本低等优点。 关键词：防砂 ； 高压充填 ； 砾石 Abstract: The technology is based on summed up in the fracturing sand, conventional mechanical sand control the merits, the development of new technology for unconsolidated sandstone reservoir sand needs and, it is in the formation fracture filling quartz sand foundation, using the wire around the tube stop quartz sand, quartz sand blocked by sand barrier layer, large range silt, silty sand, on terms effect than other sand prevention measures. High pressure filling an extruded sand control technology on pipe string structure, tools are improved, the adjustment and optimization of construction parameters, has a short construction period, low cost advantages. Key words: sand； high pressure gravel filling； TE343 A 一、工具及工艺原理 1、充填转换工具 充填转换工具是充填防砂的井下关键工具 ,是国内目前较为先进的充填防砂工具。当工具下至预定位置后 ,从井口向油管内技入直径 32m 钢球 ,延迟时间后向油管内打压至 15MPa,稳压 5min,再继续增压至压力突降为 0。此时 ,充填工具的卡瓦牢固地锚定在套管壁上 ,胶筒密封油套环形空间 ,正循环充填孔被打开 ,即可进行挤压充填施工。充填施工结束后 ,上提油管至原负荷，倒扣即可实现丢手 ,充填通道关闭 ,充填砾石被可靠地封闭在由绕丝管、充填工具胶筒组成的油套环空内。充填工具外径分 150m 和 115m 两种 ,其技术参数分别为工具通径 66mm 或 52mm,坐封压力 15MPa,充填孔打开压力 20MPa,密封压差 25MPa。 2、工艺原理 一次挤压充填防砂将常规的地层填砂与井筒绕丝充填工艺有效地结合起来 ,并增加了前置液。施工中高压、大排量挤入的前置液对油层产生一定的压裂作用 ,增加油层裂缝 ,提高了油层渗透率 ；随后在高压大排量施工条件下 ,携砂液携带的大量砾石在井筒周围一定深度范围内形成高渗透性的人工砂体 ,在挤压充填后期 ,施工泵压与正常充填压力相比要提高一个明显的压力增量 ,维持在较高压力下完成 ,确保管外空洞填满挤实 ,形成第一道挡砂屏障 ；最后进行绕丝管外循环充填 ,形成高渗透的第二道挡砂屏障 ,从而避免了因单纯绕丝充填可能发生的绕丝堵塞现象。 二、工艺设计 1、砾石直径优选 通过研究绕丝管外所充填的不同直径的砾石对储层产能的影响情况 ,认为当砾石直径 (D50)与地层砂直径 (d50)比值为 56 时 ,地层砂在砾石层表面形成稳定的砂桥 (图 1),砾石层渗透率受损较小 ,但对地层产能有一定的影响 ；当比值为 610时 ,形成砾石孔隙堵塞及浅层内部堵塞 (图 2),砾石层渗透率开始快速下降 ,随后趋于稳定 ,但对地层产能影响较小。 当地层砂分选较好时 ,选用砾砂直径比为 68 的砾石 ,既可以保证高产又能延长防砂有效期。但对于地层砂分选差的地层 ,就可能造成砾石层孔隙及浅层内部严重堵塞 ,严重影响产能。针对这种问题现场采取两种方式 ,一种是采用砾砂直径比为 56 的砾石 ；另一种是在部分井施工中改变了采用单一粒径砾石充填的方法 ,先选用较小直径砾石 (5 D50/d50 6进行地层充填 ,形成挡砂层 ,再选用较大直径砾石 (6 D50/d50 8)进行井筒充填 ,形成排砂层 ,以提高充填层的渗透能力 ,达到防排结合的目的 ,有效解决了地层粉细砂堵塞充填层的状况。 2、管柱结构设计 一次挤压充填防砂管柱结构自下而上依次为丝堵、沉砂管、扶正器 ,生产绕丝管、扶正器、油管、循环绕丝管、油管、充填转换工具、油管 (图 3)。 3、施工技术参数 砾石用量：根据模拟软件计算 ,井筒周围形成 1.01.5m人工挡砂屏障时 ,一般即可获得较好的防砂效果。以 20%的地层孔隙度考虑 ,则砾石充填强度一般为 1.01.5m3/h。 泵压 :考虑绕丝管抗挤压强度 ,地层填砂时泵压控制在1820MPa,填砂末期控制在 25MPa 以内。 排量 :在地层 填砂阶段 ,携砂液经过炮眼的流速必须大于砾石的沉降速度 ,防止砾石在环空中过早沉淀堵塞炮眼。根据理论计算及现场实践 ,在 139.7 套管中施工排量应大于800L/min,在 177.8 套管中施工排量应大于 1000L/min。 携砂比 :地层填砂阶段携砂比控制在 15%30%,环空充填阶段携砂比控制在 8%15%。 4、工艺流程 现场一般按以下工艺流程进行施工 : 工具坐封 正洗井 正挤前置液 地层挤压充填 正挤顶替液 井筒循环充填 丢手 反洗井 下冲管探冲中心管 反洗井。 三、工艺评价及适用条件 一次挤压充填防砂由于将地层高压填砂与绕丝充填工艺有效地结合起来 ,省去了原来地层防砂后需要进行的探砂面、钻塞、冲砂等工序 ,大大缩短了施工周期 ,降低了劳动强度 ,经济成本较低 ；同时由于简化了施工工序 ,也起到一定程度的油层保护作用 ；由于地层人工砂体是在高压下一次挤压充填形成 ,砂体连续、稳定 ,砂体半径大 ,因而防砂效果好 ,有效期长。 该工艺具有以下适用条件 : 1、采用高压充填工具进行防砂的井适用于地面脱气油粘度在 10000mPa.s(50) 以下的油层 ,因为原 油粘度较高的特、超稠油由于流动性差需注蒸汽热采 ,而充填工具自带的封隔器胶筒不耐蒸汽高温 ；特、超稠油防砂需采用能与铅封配合的充填转换工具。 2、防砂目的层上下距离水层较远。对目的层上下 10m内有水层的 ,采用该工艺则应适当调整施工泵压、排量 ,采用较低泵压、较小排量以及小砂量施工 ,避免发生管外窜槽。 3、适用于地层亏空不大的油井 ,尤其是新井防砂。地层亏空严重的老井则需采取两步法充填防砂 ,以确保地层填饱填实。 相配套的工艺技术有 : 1、大孔径、高孔密射孔 部分井采用 114 型防砂射孔器 ,孔密达 40 孔 /m,孔径大于 18mm,有效地降低了砾石充填和油气流入井筒的阻力。 2、柴油解堵保护油层 柴油能够有效的改善近井地带油层物性 ,抑制油层内粘土膨胀 ,降低稠油流动阻力。现场施工中一般在前置液之前挤入 10m3 柴油 ,达到解堵和油层保护的作用 ；水敏严重的地层则选用柴油做为携砂液。 3、防砂液配方优选 针对储层的岩心及稠油性质 ,有针对性地选用 HL-A003、 JN-A001 等降粘剂以及 DTE 等防膨抑砂剂 ,提高防砂液的防膨、降粘、驱油性能。 4、选用合理的井筒举升工艺 根据原油性质 ,选用螺杆泵、抽稠泵等做为井筒举升动力 ,对原油粘度较高的井则配合使用电热杆或空心杆 +高温热电缆辅助加热 ,提高开采效果。 四、结论 一次挤压充填防砂工艺具有防砂成功率高、防砂效果好、施工周期短、经济成本低等优点 ,有着广泛的应用前景。 地层砂分选性好的油层 ,宜选用砾砂直径比为 68 的砾石 ；分选性差的油层 ,宜选用砾砂直径比为 56 的砾石 ,或选用不同粒径的砾石进行组合充填 ,挡排结合。 地层挤压充填的关键在于采用合适的防砂液、控 制合理的泵压、排量和携砂比 ,防止砾石在井筒提前沉降 ,确保地层人工砂体稳定、连续。 参考文献 1王显庄 , 稠油油藏出砂机理实验分析 C . 见 :谢文彦主编 . 第二届全国特种油气藏技术研讨会优秀论文集 C . 沈阳 : 辽宁科学技术出版社 , 2006: 740 744. 2 黄文强 . 高压砾石充填防砂技术在曙三区的应用 J. 特种油气藏， 2010， 17（ 4）： 111 114. 3 胡庆榆 . 套变井防砂工艺研究 J. 中国石油和化工标准与质量， 2011，（ 6）： 159. 阅读相关文档 :较大直径圆型水池结构设计方法浅谈 杭甬铁路客运专线某箱梁预制场地基处理方案简述 施工企业施工管理控制浅析 三维激光扫描仪在构建油气田数字管网中的应用 加强内控制度建设 ,提高企业管理水平 高压喷射注浆法土体加固在地铁深基坑工程的应用与控制 从微观经济学原理浅谈房产 “ 限购令 ” 基于强度折减法的深基坑整体稳定性分析 水电工程施工技术及注意问题的分析 高层建筑的节能设计与施工 油气管道工程地