水平井管內(nèi)礫石充填防砂

1、增加油氣井的泄油面積增加油氣井的泄油面積 延緩底水錐進(jìn)延緩底水錐進(jìn) 提高油氣井產(chǎn)量和采收率提高油氣井產(chǎn)量和采收率 增加可采儲(chǔ)量增加可采儲(chǔ)量 開發(fā)難動(dòng)用油藏。開發(fā)難動(dòng)用油藏。 國內(nèi)水平井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r國內(nèi)水平井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 一、前言 國內(nèi)從國內(nèi)從“八五八五” 就開展了水平井完井工藝技術(shù)的攻關(guān)研就開展了水平井完井工藝技術(shù)的攻關(guān)研 究究，到到2 2006006年完成年完成750750余口余口水平井任務(wù)，水平井任務(wù)，20072007年完成年完成600600口左口左 右右，2008年計(jì)劃實(shí)施水平井要達(dá)到年計(jì)劃實(shí)施水平井要達(dá)到1000口。口。 勝利油田勝利油田截至截至20072007年底，年底，累計(jì)完鉆各類

2、水平井累計(jì)完鉆各類水平井829829口口， 2008年計(jì)劃實(shí)施年計(jì)劃實(shí)施440口左右?？谧笥?。 勝利油田水平井歷年投產(chǎn)情況柱狀圖勝利油田水平井歷年投產(chǎn)情況柱狀圖 一、前言 勝利油區(qū)水平井分布于勝利油區(qū)水平井分布于 7474個(gè)油田中的個(gè)油田中的5252個(gè)。個(gè)。其其 中疏松砂巖油田有中疏松砂巖油田有3535個(gè)，個(gè)， 占到三分之二。占到三分之二。 勝利油田水平井應(yīng)用油藏類型勝利油田水平井應(yīng)用油藏類型 油藏類型油藏類型 地層不地層不 整合整合 稠油稠油斷塊斷塊裂縫裂縫 薄層薄薄層薄 互層互層 整裝厚層整裝厚層 正韻律正韻律 “八五八五” “九五九五” “十五十五” 水平井完井方式主要采用：套管射孔完井

3、、篩管完井、裸眼完井。截至水平井完井方式主要采用：套管射孔完井、篩管完井、裸眼完井。截至20072007年底年底， 勝利油區(qū)投產(chǎn)的水平井中勝利油區(qū)投產(chǎn)的水平井中78.9%78.9%采用了采用了套管射孔完井。套管射孔完井。 完井方式完井方式井?dāng)?shù)井?dāng)?shù)百分比百分比 固井射孔完井固井射孔完井62478.9 篩管完井篩管完井698.8 裸眼完井裸眼完井91.1 精密濾砂管精密濾砂管8811.2 套管射孔套管射孔78.9 篩管完井篩管完井8.8裸眼完井裸眼完井1.1 一、前言 疏松砂巖油藏水平井開發(fā)的主要特點(diǎn)：一是地層膠接疏松，生產(chǎn)過程中 易出砂；二是井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對入井工具和管柱要求高。“八五”以來對

4、水平井防砂工藝進(jìn)行了攻關(guān)，形成并長期應(yīng)用了濾砂管防砂工藝技術(shù)。 水平井平置式濾砂管防砂工藝管柱 水平井懸掛式濾砂管防砂工藝管柱 水平井濾砂管防砂技術(shù)以其施工工藝簡單，井身結(jié)構(gòu)適應(yīng)水平井濾砂管防砂技術(shù)以其施工工藝簡單，井身結(jié)構(gòu)適應(yīng) 性強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢，長期以來為疏松砂巖水平井有效開發(fā)提供性強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢，長期以來為疏松砂巖水平井有效開發(fā)提供 了技術(shù)保證。了技術(shù)保證。 一、前言 隨著水平井應(yīng)用規(guī)模的不斷加大，應(yīng)用油藏類型不斷增多，以及油田開 發(fā)階段的變化，水平井開發(fā)采用單一的濾砂管防砂出現(xiàn)了新的矛盾。 3）開發(fā)中后期油田綜合升高，放大壓差生產(chǎn)，采液強(qiáng)度增大，出砂加劇，）開發(fā)中后期油田綜合升高，放大壓差生

5、產(chǎn)，采液強(qiáng)度增大，出砂加劇， 濾砂管局部容易被含砂液沖蝕損壞濾砂管局部容易被含砂液沖蝕損壞； 1）高泥質(zhì)油藏、粉細(xì)砂油藏、稠油油藏高泥質(zhì)油藏、粉細(xì)砂油藏、稠油油藏，生產(chǎn)中濾砂管擋砂層易被堵塞，生產(chǎn)中濾砂管擋砂層易被堵塞， 且解堵困難；且解堵困難； 2）濾砂管）濾砂管砂埋后砂埋后，防砂后，防砂后產(chǎn)量下降快產(chǎn)量下降快（20%）,有效期短；有效期短； 4）底水油藏中的水平井采用濾砂管防砂后，）底水油藏中的水平井采用濾砂管防砂后，底水錐進(jìn)快底水錐進(jìn)快，使油層過早，使油層過早 水淹。水淹。 一、前言 因此，開展了因此，開展了“水平井管內(nèi)礫石充填防砂工藝技水平井管內(nèi)礫石充填防砂工藝技 術(shù)術(shù)”的攻關(guān)研究。的

6、攻關(guān)研究。 1）高滲透密實(shí)的礫石充填層，）高滲透密實(shí)的礫石充填層，有效減緩或避免有效減緩或避免生產(chǎn)過程中防砂生產(chǎn)過程中防砂 篩管被篩管被堵塞堵塞，有助于提高油井產(chǎn)量；，有助于提高油井產(chǎn)量； 2） 炮眼及篩套環(huán)空形成高密實(shí)的礫石充填層，炮眼及篩套環(huán)空形成高密實(shí)的礫石充填層，改善近井流動(dòng)條改善近井流動(dòng)條 件，降低炮眼壓降件，降低炮眼壓降，有助于生產(chǎn)流體在水平段均勻產(chǎn)出；，有助于生產(chǎn)流體在水平段均勻產(chǎn)出； 3）油藏適應(yīng)性強(qiáng)，防砂有效期長油藏適應(yīng)性強(qiáng)，防砂有效期長。 一、前言 一、前 言 二、水平井充填機(jī)理及工藝原理 三、主要開展的工作及成果 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 五、結(jié)論 二、充填機(jī)理及工藝原理 試驗(yàn)井

7、筒試驗(yàn)井筒 起升系統(tǒng)起升系統(tǒng) 工藝流程工藝流程 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 采采 集處理集處理 “九五”初，為研究“水平井內(nèi)的礫石充填規(guī)律”，勝利采油院建立了大 型水平井實(shí)尺寸物理模型，得出了水平井“平衡堤充填”機(jī)理。 水平井礫石充填的水平井礫石充填的充填過程示意圖充填過程示意圖 水平井礫石充填的水平井礫石充填的充填過程示意圖充填過程示意圖 二、充填機(jī)理及工藝原理 濾失濾失 沖管沖管 充填平衡堤充填平衡堤 充填礫石在水平段充填礫石在水平段 易沉降、攜砂液的易沉降、攜砂液的 漏失漏失易形成砂橋易形成砂橋 充填虧空區(qū)充填虧空區(qū) 充填虧空區(qū)充填虧空區(qū) 對于礫石充填來講，任何充填程度的不密實(shí)，都將導(dǎo)致防砂技術(shù)的失 效。

8、因此，我們通過分段連續(xù)充填工藝的實(shí)施，較好地解決了“提高水平 井礫石充填率” 的問題。 二、充填機(jī)理及工藝原理 二、充填機(jī)理及工藝原理 沖管沖管 充填充填 工具工具 防砂防砂 篩管篩管 壓差式分級壓差式分級 阻流裝置阻流裝置 一、前 言 二、水平井充填機(jī)理及工藝原理 三、主要開展的工作及成果 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 五、結(jié)論 三、主要開展的工作及成果 充填平衡堤充填平衡堤 1.1.研究開發(fā)了水平井研究開發(fā)了水平井分段連續(xù)充填工藝管柱分段連續(xù)充填工藝管柱 2.2.優(yōu)選研究了優(yōu)選研究了SPF-1SPF-1型型水平井充填清潔攜砂液體系水平井充填清潔攜砂液體系 3.3.篩選研究了篩選研究了DM-1DM-1型

9、型水平井低密度充填材料水平井低密度充填材料 4.4.優(yōu)選研究了水平井分段連續(xù)充填優(yōu)選研究了水平井分段連續(xù)充填施工工藝參數(shù)施工工藝參數(shù) 三、主要開展的工作及成果 設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的壓差式分級阻流裝置壓差式分級阻流裝置，使得，使得分段連續(xù)充填技術(shù)思路分段連續(xù)充填技術(shù)思路得以實(shí)現(xiàn)，并且得以實(shí)現(xiàn)，并且 提高充填效率提高充填效率； 絲堵絲堵 充填工具充填工具 復(fù)合繞絲篩管復(fù)合繞絲篩管 壓差式分級壓差式分級 阻流裝置阻流裝置 研制開發(fā)了研制開發(fā)了兩種水平井充填工具兩種水平井充填工具，可滿足，可滿足5 51 1/ /2 2inin、7in7in、9 95 5/ /8 8inin常規(guī)井常規(guī)井和和熱熱 采井采井充填現(xiàn)

10、場需要；充填現(xiàn)場需要； 復(fù)合繞絲層篩管復(fù)合繞絲層篩管的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)緩解了緩解了泥質(zhì)、稠油、粉細(xì)砂對泥質(zhì)、稠油、粉細(xì)砂對濾砂管造成的堵塞濾砂管造成的堵塞， 提高了水平井充填防砂成功率。提高了水平井充填防砂成功率。 三、主要開展的工作及成果 充填密封總成開關(guān)機(jī)構(gòu)及充填總成丟手裝置 解決了水平段坐封、丟手、充填轉(zhuǎn)換問題。 高壓密封機(jī)構(gòu)懸掛機(jī)構(gòu) 充填機(jī)構(gòu) 丟手機(jī)構(gòu) 強(qiáng)懸掛（700KN）、耐高壓（35MPa）、大通徑：滿足4m3/min施工排量，以及水 平井均勻注汽的需要 三、主要開展的工作及成果 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)外保護(hù)結(jié)構(gòu)外保護(hù)結(jié)構(gòu)外外 觀觀 繞絲層繞絲層 精精 密密 過濾層過濾層 中心管中心管 拉伸拉

11、伸 沖孔沖孔 繞絲層繞絲層的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)緩解緩解了泥質(zhì)、稠油、粉細(xì)砂對濾砂管造成的了泥質(zhì)、稠油、粉細(xì)砂對濾砂管造成的堵塞堵塞； 精密過濾層精密過濾層的設(shè)計(jì)，提高了的設(shè)計(jì)，提高了防砂成功率防砂成功率； 拉伸沖孔外保護(hù)結(jié)構(gòu)拉伸沖孔外保護(hù)結(jié)構(gòu)提高了防砂管柱在長井段充填過程中抵抗攜提高了防砂管柱在長井段充填過程中抵抗攜 砂流體沖蝕能力。砂流體沖蝕能力。 三、主要開展的工作及成果 u低殘?jiān)?、低傷害，降低防砂帶來油層的二次污染低殘?jiān)?、低傷害，降低防砂帶來油層的二次污?u粘度可調(diào)，攜砂性能好，易于充填密實(shí)粘度可調(diào)，攜砂性能好，易于充填密實(shí) u具有較低的表面張力易返排具有較低的表面張力易返排 表面活性劑類攜砂

12、液體系表面活性劑類攜砂液體系 1、粘溫性：、粘溫性：粘度為粘度為40120mPas 2、攜砂能力：、攜砂能力：80下下,沉降速度沉降速度0.8mm/s 3、地層傷害率、地層傷害率10% 4、表面張力、表面張力30mN/m 三、主要開展的工作及成果 為使充填的支撐劑在水平段內(nèi)更易懸浮，優(yōu)選研究了為使充填的支撐劑在水平段內(nèi)更易懸浮，優(yōu)選研究了燒結(jié)燒結(jié) 低密度瓷粒低密度瓷粒做為水平井充填支撐劑。做為水平井充填支撐劑。 密 度密 度 抗壓強(qiáng)度及破碎率抗壓強(qiáng)度及破碎率 三、主要開展的工作及成果 457. 0543. 018. 009. 0543. 0 c )(8156. 0)()1 (566. 1 io

13、 l p n v DD g dCV v 三、主要開展的工作及成果 排量對充填效率的影響排量對充填效率的影響 砂比與充填效率的影響砂比與充填效率的影響 0 50 100 150 050100 流體粘度(mPa.s) 充填效率（%） 攜砂液粘度對充填效率的影響攜砂液粘度對充填效率的影響 三、主要開展的工作及成果 1、采用了水平井分段連續(xù)充填技術(shù)思路，解決了長井段水平井礫石充填難 題； 2在數(shù)模和物模的基礎(chǔ)上，形成了水平井循環(huán)（擠壓）充填科學(xué)的施工參 數(shù)，有效地指導(dǎo)了現(xiàn)場施工。 三、主要開展的工作及成果 1、適用于5 51 1/ /2 2inin、7in7in、9 95 5/ /8 8inin水平井

14、套管射孔完井，尤其適用于高泥質(zhì)、 粉細(xì)砂、稠油油藏； 2現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)表明：水平段充填長度在150m之內(nèi)充填效果最好。 一、前 言 二、水平井充填機(jī)理及工藝原理 三、主要開展的工作及成果 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 五、結(jié)論 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 序序 號號 井號井號 層層 位位 井段井段 m 施施 工工 日日 期期 施工情況施工情況 施工前產(chǎn)施工前產(chǎn) 量量m3/d 施工后產(chǎn)施工后產(chǎn) 量量m3/d 排量排量 m3/mi n 填砂填砂 量量m3 最高砂最高砂 比比% 最高泵最高泵 壓壓MPa 液液油油液液油油 1面面120-4-P7ES 441051.01108.02003.011.01.1812.32.61.71

15、4.48.3 2西西H1Nm31296.01478.02005.011.02.81116.01.80.932.124 3營營13-平平2Ed11537.831684.52006.050.851.87514.511.01.236.023.5 4營營47-平平1Ng31570.01620.02006.101.22.112122.41.921.24 5勝勝3-熱平熱平1ES31328.11349.02006.051.125.21516.53.01.236.618.7 6沾沾5-平平1Ng411370.01450.02006.121.29.415184.10.215.610.2 7廟廟101-平平7N

16、g2043.62054.12006.122.0116016.0停產(chǎn)停產(chǎn)45.226 8高高63-平平5Nm1927.81940.02006.122.01.12526.040331045 9高高54-平平1ES11146.01240.02007.043.0506018.5新井投產(chǎn)新井投產(chǎn)5632 10孤東孤東7-2平平6Ng 521360.91385.02007.081.831.54018.3停產(chǎn)停產(chǎn)2623.5 11沾沾5-平平3Ng411220.01476.02007.051.511.552018.0新井投產(chǎn)新井投產(chǎn)17.09.8 12沾沾5-平平4Ng411327.21498.72008.

17、042.516.83018.0新井投產(chǎn)新井投產(chǎn)18.913.4 13曲曲8-平平1Ng31555.011625.82007.111.56.31518.1停產(chǎn)停產(chǎn)15.010.0 14孤孤2-20P524Ng 531490.01530.02008.041.8173022.0新井投產(chǎn)新井投產(chǎn)7822 三、現(xiàn)場應(yīng)用效果 一、前 言 二、水平井充填機(jī)理及工藝原理 三、主要開展的工作及成果 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 五、結(jié)論 五、結(jié)論 1、 較好地解決了較好地解決了的的 難題；難題； 2、研究的、研究的 分段連續(xù)充填管柱分段連續(xù)充填管柱、合適粘度的、合適粘度的攜砂液體系攜砂液體系、 低密度充填材料低密度充填材料

18、、優(yōu)化的、優(yōu)化的施工參數(shù)施工參數(shù)為獲得為獲得 提供的技術(shù)保障，成為水平井充填提供的技術(shù)保障，成為水平井充填； 3、現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用結(jié)果表明、現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用結(jié)果表明:該技術(shù)該技術(shù),施工成功率高，施工成功率高， . 謝謝 謝謝 勝利油田勝利油田截至截至20072007年底，年底，累計(jì)完鉆各類水平井累計(jì)完鉆各類水平井829829口口， 2008年計(jì)劃實(shí)施年計(jì)劃實(shí)施440口左右?？谧笥摇?勝利油田水平井歷年投產(chǎn)情況柱狀圖勝利油田水平井歷年投產(chǎn)情況柱狀圖 一、前言 一、前 言 二、水平井充填機(jī)理及工藝原理 三、主要開展的工作及成果 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 五、結(jié)論 濾失濾失 沖管沖管 充填平衡堤充填平衡堤 充填礫石在水平段充填礫石在水平段 易沉降、攜砂液的易沉降、攜砂液的 漏失漏失易形成砂橋易形成砂橋 充填虧空區(qū)充填虧空區(qū) 充填虧空區(qū)充填虧空區(qū) 對于礫石充填來講，任何充填程度的不密實(shí)，都將導(dǎo)致防砂技術(shù)的失 效。因此，我們通過分段連續(xù)充填工藝的實(shí)施，較好地解決了“提高水平 井礫石充填率” 的問題。 二、充填機(jī)理及工藝原理 一、前 言 二、水平井充填機(jī)理及工藝原理 三、主要開展的工作及成果 四、現(xiàn)場應(yīng)用效果 五、結(jié)論 為使充填的支撐劑在水平段內(nèi)更易懸浮，優(yōu)選研