水平井连续油管冲砂工艺及冲砂液性能研究
连续油管冲砂解堵在水平井中的应用

1 油井 出砂及筛管堵塞原 因分析
11 出 砂 .
G0 14区块油 藏 的储 集 岩 主要 是 含 粒 不 等粒 砂
岩, 碎屑组分中石英含量为 4 .% , 4 1 储层物性好 , 属
高孔 高渗储 集层 J 。平 均孔 隙度大 于 3% , 均 渗 0 平 透率 为达 西级别 。胶 结物 含 量 少 , 以孔 隙式 胶 结 为
可能 压折 连续 油管 , 因此 , 施 工 中必须 予 以避 免 。 在
筛管堵塞 , 断了流体通道 , 截 将部分 流体 遮挡 该 区 l0多 口水 平井 中 1
连续 油管 在井筒 中的受力 通过 下面 两式计算 。 正 弦弯 曲 : F =[ ̄ i( r ]/。 1 2 q/ R— ) 1 2
主, 胶结疏松。因筛 管防砂 级别不够 , 较小 岩石颗 粒可 以通过筛 管进入 井筒 , 造成 部分井水 平段 砂
埋 , 而导致水 平段 有效 长度缩 短 。 从 12 筛 管堵 塞 . G0 14区块油 藏 原 油 具 有 “ 高 一 低 ” 特 点 , 三 的
性好 ; 施工过程简单快捷 , 安全可靠 , 能极 大地提高
化碳驱提高石油采 收率技术 , — a :hn w i e ohn.o e 。 E m i yog e@pt c iaem.n l r
致近井地带的导流能力逐渐下降。同时 , 这些物质
3 2期
俞宏伟 , : 等 连续油管 冲砂解堵在水平井 中的应用
8 1 09
附着 于筛 管外 表 面 或进 人 筛 管 砾 石 填 充部 分 , 导致
酸洗 、 酸化等一些简单的井下作业 。 j
C T冲洗解 堵便 是其 中的一项 主要技 术 , 以用 可 来解 决一 些复 杂 的井 下管 柱 被 堵 卡 的情 况 , 比如 稠 油 的凝结 堵 卡 , 重 结 蜡 的 自喷 井 , 类 井 既 无 法 严 这
连续油管作业技术在大港油田水平井中的应用研究

连续油管作业技术在大港油田水平井中的应用研究发布时间:2021-03-30T05:04:47.013Z 来源:《科技新时代》2021年1期作者:彭芳亮[导读] 连续油管作业技术是利用连续油管的技术优势实现冲砂,分段酸洗解堵、以及排液等工艺措施,特别是在水平井上应用成果更为显著。
大港油田自从1994年引进以来取得了良好的效果,主要涉足冲砂,液氮气举等方面,积累较为丰富的作业经验。
中国石油大港油田分公司第五采油厂天津 300450摘要:连续油管作业技术是利用连续油管的技术优势实现冲砂,分段酸洗解堵、以及排液等工艺措施,特别是在水平井上应用成果更为显著。
大港油田自从1994年引进以来取得了良好的效果,主要涉足冲砂,液氮气举等方面,积累较为丰富的作业经验。
近几年来,随着各油田对连续油管技术的认可程度不断提高,大港油田的连续油管作业技术得到了进一步的推广和完善。
关键词:连续油管;作业技术;冲砂;气举;配套工具 1连续油管作业的优势和特点作业速度快和运行经济性是采用连续油管技术的最突出优点。
与钻机修井机相比,连续油管作业机尺寸小,运移快、安装就位方便。
更具体地说,连续油管作业技术具有以下优点:作业安全、高效:运移、就位、井场准备快:带压作业:减少起下管柱时间:对环境影响小:现场占用人员少:运行费用相对低。
连续油管早期应用主要是围绕着流体循环/驱替开展,当前连续油管作业技术随着连续油管作业机及相关配套设备的发展已经应用于钻井、修井、试油、采油、增产、完井等领域,其作业特点主要有:(1)油井不停产作业:压力控制设备可以使连续油管在带压工况下安全应用。
(2)高压管道:连续油管申为流体循环,进、出井眼提供了一个高压通道。
另外,通过连续油管串可以操作水力工具或通过流体泵提供井下动力。
(3)不间断循环:在连续油管串被下入井下或从井下抽出的情况下,流体仍可以不间断地泵入井下。
(4)刚性和强度:连续油管串的刚性和强度使得工具和设备,以及连续油管串本身能被推入和拉出大斜度井和水平井。
连续油管水平气井负压冲砂工艺技术的研究

连续油管水平气井负压冲砂工艺技术的研究大牛地气田油气井出砂是砂岩油气藏开采过程中经常会遇到的问题和容易造成的危害,我们采用优良的负压冲砂工艺,通过对传统冲砂工艺的研究改进,形成了适应大牛地气田低产低渗特点的新工艺。
标签:连续油管;水平气井;负压冲砂大牛地气田大部分气井在投产之后由于地层出砂问题,而出现不同程度的井底积砂现象,对气井的正常生产和后期稳产产生了一定的影响。
大牛地气田作为低渗、低压、低产气井,在常规冲砂作业过程压井之后,对气井的产能会造成很大影响,作者提出了采用连续油管高粘度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入的负压冲砂技术,经大牛地区块气井的作业经验,作业时间短,对储层伤害小,为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新的途径。
1 技术简介负压作业就是指在作业过程中,井筒内液柱压力始终小于地层压力。
通过这一原理提出负压冲砂理论,就是用水泥车和液氮泵车在井口并联,将它们分别打出的泡沫液和气体在三通处混合后打入井内形成密度较小的泡沫,从而使井筒内液柱压力小于地层压力,做到不漏失,并且有一定的排液解赌作用。
与常规油管冲砂方式相比,连续油管负压冲砂可充分发挥连续油管连续起下、不需上卸扣、密封可靠的特点,在不压井、不动管柱的情况下实施各种管内或过管作业,有可靠的防喷功能做保证,采用低密度的氮气泡沫循环介质作负压作业,有利于保护油气层,整个保护系统密闭循环,整个施工过程连续快捷、安全可靠。
该项工艺主要优点有:(1)采用高粘液体与氮气组合作为冲砂介质,携砂能力强、摩阻小、对地层的伤害较小;(2)连续油管作业无需压井作业;(3)泡沫流体的低密度特性能够有效地防止冲砂液倒灌入地层的发生;(4)负压冲砂有助于低压气井的诱喷和排除井内积液。
2 工具组合和冲砂方式及工艺参数2.1 工具组合負压冲砂工具采用环压式与连续油管连接,结构采用4喷嘴(4.6mm)结构,分作两组:前向直喷嘴1个,松动前段砂桥;后端倾斜喷嘴3个,呈120°均匀分布并与前向错开60°,起到向后输送砂粒的作用,具体结构形状见图1。
浅析水平井连续冲砂技术

浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种常见的油田开发技术,它将钻井和油藏工程技术相结合,通过连续冲击砂层的方式,实现了高效率的砂砾排除和井筒清洁。
本文将对水平井连续冲砂技术进行详细分析,从原理、工艺流程、优缺点以及应用范围等方面进行阐述,以期为相关从业者提供参考。
一、技术原理水平井连续冲砂技术是一种通过水平井井筒中不断注入清洁液并同时冲击井底砂砾,将砂砾带至表面排出的一种方法。
其基本原理是在井下井筒中产生高流速的液柱,通过将高速液柱送往井底,在井底产生高速冲击,从而将井底的砂砾推向井口,再由气液分离器将砂砾排出地面。
二、工艺流程水平井连续冲砂技术的工艺流程主要包括三个部分:准备工作、施工过程和收尾工作。
1. 准备工作:包括确定井筒内清洁液的种类和性能、选择合适的工艺参数、准备好必要的冲砂工具和设备等。
2. 施工过程:首先通过冲管和液柱将冲砂工具送入井下,然后通过管内液柱的高速流动,在井下产生高速冲击,将井底砂砾推向井口,再通过气液分离器将砂砾排出地面。
3. 收尾工作:收尾工作主要是对井下设备进行检查和维护,确保井下设备的正常运行。
三、优缺点分析1. 高效率:连续冲砂技术可以快速有效地清除水平井井底的砂砾,提高生产效率。
2. 安全可靠:该技术无需人工干预,在井下直接进行砂砾清除,减少了人员作业风险,提高了安全性。
3. 成本低廉:采用连续冲砂技术进行砂砾排除,可以减少井下设备的磨损和损坏,降低了维护成本。
水平井连续冲砂技术也存在一些缺点,主要包括以下几个方面:1. 对设备要求高:该技术需要使用高性能的冲砂工具和设备,对施工条件有一定要求。
2. 需要专业技术人员:施工过程需要较高的技术水平,操作人员需要接受专业培训。
3. 对井下环境有一定影响:由于连续冲砂技术需要在井下进行高速液柱的冲击,对井下环境会产生一定影响。
四、应用范围水平井连续冲砂技术主要应用于水平井油田的开发和生产过程中,适用于砂粒含量较高的产层。
水平井筛管防砂完井及砾石充填防砂新工艺的研究与应用

术 。该技术利 用裸 眼封 隔器 、分级 箍 、盲板 、洗井阀等特殊完井工具 在 水平井 造斜段实现注水泥 ,根据油藏情况利用裸眼封隔器和 大通径 筛管对 油层部位进行分段完井 。完井时 ,首先对造斜段注水泥 固井 , 然 后钻除固井盲板 ,最后下入洗井酸化胀封管柱 , 对油层进行洗井 和
( ) 8 1 沾l 块水平井完井方法优选 。
完 井方式 裸 眼 预充 填砾 石筛 管完 井 裸 眼金 属 纤堆 筛管 完井 裸 眼烧 蛄 陶瓷 筛管 完井 裸 眼金 属毡 缔管 完井 裸 眼 井下砾 石充 填 完井 开 井产量 ( / 经 济效益 f 吨 天) 万元1 5 3 2 0 5 3 4 4 5 39 6 5 46 7 6 86 5 18 1 o 41 3 15 2 8 50 0 12 7 4 58 2 1 54 3 59 S 13 3 2 96 6 生产 时 闻( 天) 9 2 16 0 0 9 2 16 0 O 9 2 16 0 O 9 2 16 0 O 9 2 16 0 0
放。
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匡 匿
图 9 井段 2 8 ̄26 m页 岩段 地 层 厚度 校 正 48 5 4
本 井在井段28 ~ 5 4 录取页岩层 ,录取地层厚度为7 m, ( 48 26m 6 见 图9 )井段换算 成垂深2 0 ~ 4 0 4 0 2 2 m,垂厚为2 m,其实这个 厚度仅仅 0 为一 个视厚度 ,在图 中表 现为H AH 与 的和 ,如果要求 出真实地层 厚 度还 得消除地层 倾角带来 的影响 ,本层在轨 迹方 向地 层倾角为3 , 。 那 么就 得用地层倾 角消 除地层下倾带来地层 增厚影响 。AH= ( 层底 水平位移一 层顶 水平位 移 )× g 。 ,AH=5 ×t 。 =2 m,得 出 t3 2 g 3 . 7 地层 真实厚 度为1 .m。 73 ( )引入特殊 录井手段 。非常规 油气勘探打破 了常规油气 录井 5 石油地质理论 ,引入一些特殊的录井方法尤其 重要 ,本井在录井过程 ( 14 ) 接 0 页 粘度 。根据砾 石充填机理 与固液两相 流理论 ,建立了水 平井砾石充填数模 ,研究 各参数对砾 石充填的影响 ,以达到充填防砂 施工 各参数 的最优 。沾 l 块方案设 计用2 8 %防膨 抑砂剂配 成2 m 8 ℃ 5 ) ( 以上本地 热污水溶 液挤前置液 ,携 砂液为 10 防膨清洁压 裂液 ,设 8 m
冲砂液性能对冲砂影响的实验研究

文章 编 号 :0 5 80 f0 80 — 1 — 2 10 — 9 72 0 )4 1 8 0
冲 砂 液 性 能对 冲砂 影 响 的 实验 研 究
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(. 江 大 学 石 油 l 程 学 院 , 1 长 丁 湖北 荆 州 4 4 2 ;. 江 大 学地 球 科 学 学 院 , 北 荆 州 4 4 2 ) 30 3 2长 湖 3 0 3
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球形颗粒在液体中的沉末速度与颗粒在液体中所受的重力浮力阻力有关当颗粒沉降速度稳定后颗粒所受阻力f为重力w减去浮力t即fwt佟庆理等认为不同雷诺数下的颗粒移动阻力系数不同re
维普资讯
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20 0 8年 7月
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第 1 第 4期 5卷
连续油管钻扫、冲砂防卡分析

连续油管钻扫、冲砂防卡分析摘要:目前气田水平井多为可溶桥塞射孔联作工艺,随着气田开发进度的加快,压裂后需尽快钻扫桥塞、冲砂,疏通井筒后尽快投产。
连续油管疏通井眼相比普通油管有着井控风险低、作业进尺快的特点,近年来被越来越多采用。
但连续油管疏通井筒属于非常规工艺,作业过程中遇卡时有发生,受连续油管强度限制,解卡难度大。
本文详细分析了气田连续油管钻扫冲砂遇卡原因、提出了针对性预防措施,为气藏的有效开发奠定了坚实的基础。
关键词:连续油管;钻扫冲砂;东胜气田;监管重点从2021年开始,为加快压裂后试气节奏,连续油管钻扫桥塞、冲砂井次大幅增加,由于连续油管冲砂设计、行业规范中技术措施相对普通油管冲砂不够完善,施工队伍经验不足,施工风险识别、管控体系不成熟,易出现连续油管遇卡,甚至无法解卡切割连续油管转为大修的情况。
通过跟踪连续油管钻扫冲砂作业,总结分析了连续油管防卡优化监管模式,为后续连续油管钻扫冲砂顺利实施打好了基础。
1连续油管遇卡原因分析目前,东胜气田水平井采用可溶桥塞射孔联作工艺压裂的在压后井筒会存在桥塞上的不溶零部件、地层流体带出的压裂砂,部分井出砂量大,水平段可能沉积5-10方压裂砂,造成冲砂遇卡风险较高。
经统计分析,连油遇卡主要原因有:(1)井筒原因。
经统计,水平井冲砂遇卡共同点:冲过水平段中部位置后短起至距离A靶点300m左右位置遇卡。
分析原因可能为:水平段的砂子靠近A靶点时运动轨迹先下降后上升,下降过程中排量不足易导致砂子下沉,快速堆积,造成砂卡;工具串中冲砂工具直径较大,短起时工具与连油的台阶处会堆积砂子,加大遇卡风险;水平段的砂子被液体冲刷后悬浮在井筒中,井筒压裂过的炮眼漏出,液体漏失量可能会大幅增加,短起返排排量容易降低。
(2)地层原因。
砂卡井普遍漏失量较大,因液体大量漏失导致返出排量低于临界携屑排量,砂子沉降后连油遇卡;地层漏失较难预测,压后短期停喷的井、短期见气的井漏失量都有可能较大;地层漏失呈动态变化,钻冲至某个位置可能漏失量突然增大,如果不能及时发现并采取措施,就可能导致连续油管遇卡。
技术论文-浅 谈 水 平 井 冲 砂

浅谈水平井冲砂随着油田的不断开发,水平井的大量出现,也相应产生了需要进行修井作业的水平井。
冀东油田由于其地理环境影响,水平井占了较大的地位,类型有:常规水平井、侧钻水平井、大斜度水平井、分支井、鱼骨型分支水平井。
大修一队在水平井冲砂方面,取得了不少的实践经验,也给我们对各种水平井冲砂理论进行了验证和充实。
不管是任何水平井,都是由造斜工具不断造斜产生的,可以看作是多个不同井斜角变化的多边形组成的,这是它们的特点。
受重力影响,这类井的井筒出现问题后比直井要更加严重,更加复杂,需要在多环节上技术把关,才能恢复该类油井的正常生产。
这类井井筒出现的问题有如下特点:(1)受重力作用,油层砂粒更易沉积于井筒,形成长井段的“砂床”,严重时形成砂堵井眼。
(2)井内施工管柱紧贴油层套管底边,管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的双重作用,更易形成卡钻。
(3)摩擦效应随着井眼曲率及井斜的不断增大而增加,钻压有很大一部分与井壁的摩擦力抵消了,不易确定作用在井下工具上某一时刻真正的钻压值。
(4)无论修井液携砂能力多么强,总有部分砂粒在上返途中留在井壁底边,致使摩擦面积的增大,导致井况复杂。
(5)当管柱与油层套管的筛管井段或射孔井段静止接触时,还有可能发生粘附卡钻。
一、砂柱或砂床的形成及特点(1)沉积物主要是地层砂、修井液中的固相颗粒以及施工作业后遗留的固相沉积(如钻水泥塞后的灰屑、油管内外的铁锈等)。
(2)地层砂随着地层流体流入井筒并重新沉降形成砂床。
(3)筛管完井的井沉积物主要是地层砂及修井液、暂堵剂等残留物。
二、冲砂的特点(1)沉积时间长的砂柱或砂床,需要较大的排量及钻压才能够冲动砂子。
如果沉积时间过长,还需要用钻头或者刮刀搅散沉砂。
实例:XXXX井,水平段长410m,最大井斜91.01度,井段为1844.6-1852m,13.4m/3层,用活性水15方反循环冲砂,泵压3MPa,排量400L/min,井段1823.90-1840.39m,进尺16.49m,冲下φ73mm加厚油管2根,返砂0.19方,加压5吨无效,分析砂粒粘结比较结实,决定下钻钻松该井段砂子后再进行冲砂,下φ116mm三牙轮钻头+φ100mm螺杆钻,遇阻深度1840.39m,用活性水150方正循环钻铣,泵压3MPa,排量400L/min,钻压12MPa,井段1840.39-1998.5m,进尺158.11m,钻下φ73mm加厚油管17根,返砂1.9方。
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水平井连续油管冲砂工艺及冲砂液性能研究
【摘要】水平井连续油管冲砂工艺及冲砂液性能一直是水平井连续油管冲砂技术研究的热点和重点之一,通过对连续油管冲砂工艺及冲砂液体系研究,采用正冲砂工艺和胍胶浓度为4‰的冲砂液,并结合前人冲砂油管管径和冲砂工具研究成果,利用小直径连续油管在大直径作业管径中成功实现水平井冲砂作业,取得了很好的现场应用效果。
【关键词】水平井连续油管冲砂工艺冲砂液
1 前言
近年来,水平井大面积投入生产,带来了生产效益大幅度增长。
但由于水平井水平井段的特殊性,在压裂过程中容易发生砂堵情况,导致无法顺利完成中、深井水平井冲砂需要,严重制约生产。
因此水平井冲砂技术一直是业内研究的热点和重点,尤其是对冲砂工艺及冲砂液体系的研究更为紧迫[1-3]。
2 冲砂工艺研究
利用连续油管解除管柱内砂堵的冲砂方式理论上有两种,即正冲砂和反冲砂两种方式。
反冲砂:从连续油管和作业管柱构成的环形空间注入冲砂液,冲砂液由连续油管内返出。
反冲砂缺点:一是由于冲砂液产生的高压液流无法直接作用在砂面上,很难将砂子冲起;二是冲砂液即使将砂子冲起,在砂子上返至连续油管滚筒时,很容易滑落到滚筒内未入井的连续油管的底部,从而堵塞连续油管,造成事故。
正冲砂:从连续油管内注入冲砂液,冲砂液由连续油管和作业管柱构成的环形空间返出。
正冲砂优点:连续油管可直接接触到砂面,冲砂液产生的高压液流可直接作用在砂面上,将砂子冲起,被冲起的砂子随着上返的冲砂液体从连续油管和作业管柱形成的环空返出地面。
正冲砂缺点:冲砂液上返截面积较大,冲砂液需要很大的排量和粘度才能将砂子携带出地面。
通过两种冲砂方式的优缺点对比,连续油管冲砂选择正冲砂方式。
3 冲砂液排量
冲砂时,为了使冲砂液能够将砂子携带出地面,冲砂液在井内的上返速度必须大于最大直径砂粒的自由沉降速度[4]。
Vs=VL-Vd (1)
式1中
Vs——冲砂时砂粒上返速度,m/s;
VL——冲砂液上返速度,m/s;
Vd——砂子在静止冲砂液中的自由沉降速度,m/s。
根据玉门油田石英砂在水中所做的实验表明:
n=VL/Vd (2)
当n≈1.6~1.7时,砂子在上返液流中呈悬浮状态,而当液流上返速度稍增加时,砂子变开始上升。
因而在冲砂时应尽可能提高泵的排量并尽可能减小冲砂液的上返截面积,保证冲砂液有较高的上返速度。
理论上认为直井冲砂时,冲砂液的上返速度至少不低于砂子在冲砂液中沉降速度的2倍才能将砂子冲出地面;水平井冲砂时,冲砂液的上返速度至少不低于砂子在冲砂液中沉降速度的3-5倍才能将砂子冲出地面。
根据式1,得出冲砂所需的最低排量为:
Q=VL×A (3)
式中,
Q——冲砂要求的最低排量,m3/s;
VL——冲砂液上返速度,m/s;
A——冲砂液上返流动截面积,m2。
室内模拟使用外径38.1mm的连续油管在水平井段外径114.3mm套管内冲砂,砂粒直径0.9mm,选择最小排量为0.0033m3/s,计算冲砂液的上返速度为:
H=Q/∏(R2-r2)(4)
式中,
H——冲砂液上返速度,m/s;
Q——冲砂液排量,m3/s;
R——套管半径,m;
r——连续油管半径,m。
通过计算得出,H等于0.54m/s。
通过查表2,粒径0.9mm砂子沉降速度Vd≈0.094m/s,5Vd=5×0.094m/s=0.47m/s。
H>5Vd,对比得出,冲砂液的上返速度大于砂子在冲砂液中沉降速度的5倍,可以完成水平井冲砂施工作业。
4 冲砂液性能
冲砂时,对冲砂液有一定的要求:(1)具有一定的粘度,以保证有良好的携砂能力;(2)具有一定的比重,以便形成适当的液柱压力,防止井喷;(3)来源方便,而又不伤害地层。
针对以上要求选取高粘液体进行冲砂实验,实验室模拟在清水中加入胍胶,配制成浓度为3-4‰的胍胶液,测试粘度达到40-45mpa.s,密度为975kg/m3,摩阻降低到清水摩阻的50﹪。
不仅增加了冲砂液的粘度,提高携砂性能,而且降低了砂子的沉降速度。
5 实际应用
在分析吉林油田某井钻井基础数据、井深结构以及7级压裂完井工具参数后,应用上述研究成果,进行连续油管冲砂作业。
各项参数如下:地面泵压35Mpa,冲砂液胍胶浓度为4‰,冲砂液排量0.0033m3/s,冲砂液密度为975kg/m3。
井内沉砂粒径为0.45~0.85mm,平均颗粒密度为2.6 g/cm3,颗粒在水中的沉降速度约为0.094m/s,沉砂体积约为0.7m3。
连续油管外径38.1mm,壁厚为3.4-3.9mm,目的层深度1882m。
冲砂工具在1372m处遇阻,此时开始冲砂,泵注40m3冲砂液后,排液口开始出砂,冲砂至1850m遇阻,反复下入连续油管,不进尺,提出连续油管发现冲砂工具损坏,距离最终冲砂目的层相差32m,冲砂结束。
冲砂时间累计12小时,共计用液160m3,累计出砂约0.4m3,取得了很好的现场应用效果。
6 结语
通过对冲砂工艺和冲砂液优化,实现了水平井连续油管冲砂。
在现场应用中,使用外径38.1mm的连续油管在水平井段外径114.3mm的套管内冲砂,成功将粒径为0.9mm的砂子冲起,证实该技术成功可行,可应用于油田生产实际中。
参考文献:
[1]李昌武,徐占东,付杰.水平井连续油管冲砂技术研究[J].断块油气田,2012,12.
[2]王鸿勋,张琪.采油工艺原理.石油工业出版社,1990-9.316~318.。