渤海油田水平分支井防砂設(shè)計(jì)

1、摘要出砂是困擾疏松砂巖油氣藏正常開(kāi)采的主要問(wèn)題之一,而防砂是解決油氣井出砂問(wèn)題的主要途徑之一。盡管從機(jī)械到化學(xué)的各種防砂技術(shù)為開(kāi)采易出砂油氣藏提供了多種技術(shù)支持,然而任何有效的防砂措施都是與儲(chǔ)層巖石及流體性質(zhì)和油氣井生產(chǎn)方式相聯(lián)系的。本次設(shè)計(jì)的旅大27-2 油田A11h井屬于中高孔、中高滲型儲(chǔ)層,根據(jù)對(duì)該油藏物性、巖性的分析,我們優(yōu)先選用了繞絲篩管裸眼礫石充填的方法對(duì)該井的水平分支井段進(jìn)行防砂設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)的結(jié)果看,可以取得較好的防砂效果。關(guān)鍵詞:防砂旅大27-2 油田A11h井繞絲篩管裸眼礫石充填水平分支井段國(guó)內(nèi)油田防砂技術(shù)現(xiàn)狀疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲(chǔ)量大,這類(lèi)油藏開(kāi)采中的主要矛盾之一是油井

2、出砂。因此,油井防砂工藝技術(shù)的研究和發(fā)展對(duì)疏松砂巖油藏的順利開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)防砂工藝技術(shù)的發(fā)展已有數(shù)十年的歷史,遼河油田、勝利油田、大港油田等在油氣井防砂方面作了大量的工作,豐富和提高了國(guó)內(nèi)防砂工藝技術(shù)水平。目前已形成機(jī)械防砂工藝、化學(xué)防砂工藝和復(fù)合防砂工藝三大體系的油氣水井防砂工藝技術(shù)。一、機(jī)械防砂近年來(lái),國(guó)內(nèi)機(jī)械防砂工藝技術(shù)發(fā)展較快,僅遼河油田、勝利油田、大港油田在油氣防砂研究方面也作了大量的工作,使國(guó)內(nèi)防砂工藝技術(shù)水平有了較大提高。在國(guó)內(nèi)陸上、海上十幾個(gè)油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用一萬(wàn)余井次,施工成功率90%以上。1.1 繞絲篩管礫石充填技術(shù)充填方式主要反循環(huán)充填、正循環(huán)充填。其中正循環(huán)擠壓方式是國(guó)內(nèi)

3、外許多油田優(yōu)先采用的方式,由于有較多的礫石進(jìn)入射孔炮眼內(nèi),充填飽滿(mǎn),因此防砂時(shí)成功率高,效果較好。對(duì)于井斜度較高的定向井或叢式井,常規(guī)低密度正循環(huán)擠壓充填效果更佳,這已為國(guó)內(nèi)許多油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例所證實(shí)。1.2 激光割縫篩管礫石充填防砂技術(shù)激光割縫篩管礫石充填防砂技術(shù)是在繞絲篩管礫石充填防砂技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),其原理是利用油管將防砂篩管與填砂工具等組合而成的防砂管柱下至油層段,然后利用填砂車(chē)組將混砂液正填入篩套環(huán)空、近井地層中,以實(shí)現(xiàn)人工礫石形成的砂橋防治油層細(xì)粉砂的目的。截止到2003年6月20日,該技術(shù)已在遼河油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用101口井,防砂有效率91%,取得良好的防砂效果,累產(chǎn)油51940 t

4、,創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益4675萬(wàn)元,實(shí)現(xiàn)投入產(chǎn)出比1:5。1.3 濾砂管防砂技術(shù)濾砂管防砂施工工藝目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快,濾砂管工藝管柱同國(guó)外基本相同。下面主要介紹幾種國(guó)內(nèi)應(yīng)用效果較好,比較新型的濾砂管,以及它們的適用范圍。雙層預(yù)充填篩管和金屬棉濾砂管?chē)?guó)內(nèi)在90年代初開(kāi)發(fā)研制出雙層預(yù)充填篩管和金屬棉濾砂管,其性能指標(biāo)與國(guó)外大致相同,而應(yīng)用范圍較國(guó)外更為廣泛。金屬氈濾砂管該種金屬氈濾砂管是1998年3月為埕島油田海上雙管注水防砂而研制的。技術(shù)指標(biāo)及工藝特點(diǎn):(1該注水防砂管中心管內(nèi)徑110mm,通徑大、滲流面積大,適應(yīng)大注入量的要求。(2可用在油井防砂中,特別地在一次防砂失效后,可在中心管內(nèi)再下入小直徑濾砂管

5、,不動(dòng)原防砂管進(jìn)行二次防砂。(3在雙管注水防砂中,利用配套管柱可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)層段的注水防砂。 TBS篩管防砂技術(shù)該技術(shù)擁有國(guó)家專(zhuān)利,1997年獲中國(guó)石油天然氣總公司技術(shù)推廣一等獎(jiǎng), 2002年在SPE亞太地區(qū)石油天然氣會(huì)議和展覽會(huì)上發(fā)表論文,論文號(hào)SPE-77846。防砂管柱不僅可以用在直井、斜井、側(cè)鉆井及水平井等套管完井的各類(lèi)油、氣、水井的防砂,而且對(duì)于裸眼完鉆的上述各類(lèi)型的油、水井也同樣適用。自94年現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用1000多井次,解決了遼河油田稠油注汽井細(xì)粉砂防治的難題。1.4 機(jī)械防砂發(fā)展趨勢(shì)目前機(jī)械防砂發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1 對(duì)于出砂嚴(yán)重、生產(chǎn)壓差大的直井、小斜度油井,多采用繞絲篩

6、管礫石充填防砂;而對(duì)于出砂不太嚴(yán)重或大斜度井、水平井則采用濾砂管防砂。(2 礫石充填趨向于正循環(huán)擠壓充填,尤其是高壓大排量擠壓充填。(3 以水作攜砂液的低密度水充填發(fā)展較快,這是因?yàn)樗涮畹[石充填層密實(shí),防砂效果好。(4 專(zhuān)門(mén)適用于水平井裸眼井或套管井的新型濾砂管不斷出現(xiàn),由于其工藝簡(jiǎn)單、施工方便而日益受到現(xiàn)場(chǎng)歡迎。二、化學(xué)防砂技術(shù)2.1 樹(shù)脂液膠結(jié)地層砂環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂等都已成功地用于油井防砂,除直接網(wǎng)地層注入樹(shù)脂液外,還可以使樹(shù)脂在地下合成進(jìn)行防砂,如:酚醛溶液地下合成防砂就是將加有催化劑的苯酚與甲醛按一定比例混合均勻后注入地層,在地層溫度下逐漸形成樹(shù)脂并粘附于砂子表

7、面,固化后使地層砂膠結(jié)牢固,從而防止出砂。2.2 人工井壁防砂國(guó)內(nèi)人工井壁防砂方法主要有樹(shù)脂砂漿、樹(shù)脂涂層砂、樹(shù)脂核桃殼、水泥砂漿、水帶干灰砂、乳化水泥漿等。由于受到核桃殼貨源的限制,已很少采用樹(shù)脂核桃殼防砂;而水泥砂漿防砂因強(qiáng)度低、有效期短故應(yīng)用已較少;水帶干灰砂、乳化水泥漿曾被廣泛采用,但由于防砂后堵塞較嚴(yán)重,其重要地位現(xiàn)已被其它方法取代。被廣泛應(yīng)用的涂層砂有環(huán)氧樹(shù)脂涂層砂、酚醛樹(shù)脂涂層砂以及可耐高溫的有機(jī)硅樹(shù)脂涂層砂等。近幾年來(lái),酚醛樹(shù)脂涂層砂以低廉、高效的優(yōu)勢(shì),在國(guó)內(nèi)樹(shù)脂涂層防砂中得到了最為普遍的使用。目前,國(guó)內(nèi)已形成了多種化學(xué)防砂方法并存的局面,樹(shù)脂溶液膠結(jié)涂層砂和樹(shù)脂層砂防砂應(yīng)用較

8、廣,新型的化學(xué)防砂方法也不斷出現(xiàn),如塑料粉末濾砂管等,這就為不同油田不同區(qū)塊的油井防砂提供了行之有效的防砂方法。2.3 高強(qiáng)度固砂技術(shù)LH-高強(qiáng)度固砂劑是采用多種高效的無(wú)機(jī)及有機(jī)固體粘結(jié)劑,配以各種添加劑,經(jīng)數(shù)道工序精制而成的粒度為0.030.06mm的粉劑產(chǎn)品。將該產(chǎn)品配成水基懸浮液注入地層,在一定溫度下與地層砂礫表面反應(yīng)并形成共價(jià)鍵,最終生成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固結(jié)物。該固結(jié)物具有極高的強(qiáng)度和較大的滲透率,在井筒周?chē)纬梢粋€(gè)濾砂層,阻止地層砂流入井筒,從而達(dá)到防砂目的。2.4 化學(xué)防砂發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái),國(guó)外興起了多種新型的化學(xué)防砂方法,如高能樹(shù)脂液充填固砂、微生物固砂等,資料數(shù)據(jù)表明效果不錯(cuò)。對(duì)于

9、蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)類(lèi)油井,國(guó)外正在研究耐高溫性能更好的樹(shù)脂和其它化學(xué)膠結(jié)劑。從總體來(lái)看,根據(jù)防砂需要,研究?jī)r(jià)廉、實(shí)用、高效的新型化學(xué)防砂方法成為開(kāi)發(fā)疏松砂巖油田的必然趨勢(shì)。三、復(fù)合防砂工藝技術(shù)3.1 工藝特點(diǎn)擋砂精度高、防砂效果好,要以阻擋0.07mm以上的粉細(xì)砂;可承受較高采液強(qiáng)度和較大生產(chǎn)壓差;施工成功率高,防砂有效期長(zhǎng),平均有效期達(dá)3年以上;施工復(fù)雜,作業(yè)成本高,后期處理較難。3.2 適用范圍非均質(zhì)性嚴(yán)重的細(xì)砂巖及粉細(xì)砂防砂;出砂特別嚴(yán)重的油、氣、水井防砂;油、氣、水井的中后期防砂;產(chǎn)液(氣量大,采液強(qiáng)度較高的油、氣、水井防砂;薄層、夾層多的油氣井防砂;常規(guī)井、熱采井防砂。復(fù)合防砂工藝技術(shù)

10、在勝利、青海、大港油田獲得了大面積推廣,主要應(yīng)用于粉細(xì)砂油氣井和稠油熱采井。特別是勝利孤東油田,復(fù)合防砂應(yīng)用較為廣泛。目前勝利海上埕島油田CB22D-2井也進(jìn)行了復(fù)合防砂施工,該井地層砂粒度中值0.09mm,防砂后生產(chǎn)效果良好。3.3 發(fā)展趨勢(shì)(1 雖然國(guó)內(nèi)目前復(fù)合防砂種類(lèi)繁多,但從應(yīng)用效果看,樹(shù)脂溶液或涂料砂加繞絲篩管礫石充填效果最好,因此該方法應(yīng)用前景看好。(2 對(duì)于中后期污染比較嚴(yán)重的油井,防砂配套工藝是保證復(fù)合防砂成功的有效手段。這些配套工藝包括施工液過(guò)濾、補(bǔ)孔、酸化解堵、混氣排。四、壓裂防砂工技術(shù)據(jù)調(diào)查,目前國(guó)內(nèi)有勝利油田、遼河油田和大慶油田進(jìn)行了壓裂防砂工藝技術(shù)研究,大慶油田壓裂防

11、砂規(guī)模較小,屬小型壓裂防砂。勝利油田在河口采油廠和樁西采油廠已累計(jì)施工100多口井,先向裂縫充填涂料砂,施工后期再尾追部分涂料砂封口。遼河油田1999年開(kāi)始采用激光割縫篩管礫石充填壓裂防砂及樹(shù)脂砂充填壓裂防砂100余井次。防砂增油效果比較理想。內(nèi)壓裂防砂已經(jīng)從室內(nèi)走向現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊?！岸瞬棵撋啊奔夹g(shù)的基礎(chǔ)上,在施工工藝上有所發(fā)展。在保證有足夠滲流能力的前提下,井底留塞比候凝鉆塞油井充填層更高強(qiáng)度和更好的防砂效果。五、海上油田的防砂技術(shù)我國(guó)陸上進(jìn)行了大量的防砂施工,形成了比較成熟的陸上防砂工藝和配套技術(shù),但海上大油田的防砂施工,如我國(guó)的渤海海域的埕北油田、南海海域的潿11-4油田全是采用

12、國(guó)外的工藝技術(shù)設(shè)備,由外國(guó)公司組織完成的。從一九九五年埕島油田進(jìn)入大面積開(kāi)發(fā)以來(lái),油井的礫石充填防砂作業(yè)是采用船載泵車(chē),靠近平臺(tái)進(jìn)行礫石充填,同時(shí)還將雙層預(yù)充填繞絲篩管和金屬棉濾砂管防砂技術(shù)成功的應(yīng)用于埕島油田的防砂,經(jīng)過(guò)五年的實(shí)踐,三種防砂工藝取得了良好的防砂效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效益,一九九九年埕島油田又在CB22D-2成功完成了國(guó)內(nèi)海上油田第一口復(fù)合防砂井的施工。所謂復(fù)合防砂就是利用機(jī)械防砂和化學(xué)防砂相結(jié)合的原理來(lái)有效抑制地層出砂的一種綜合防砂技術(shù)。該種工藝技術(shù)對(duì)那些出砂嚴(yán)重的老大難井有明顯的防砂效果。目前,埕島油田防砂工藝技術(shù)已逐步配套完善,形成了一套適合埕島海上油田防砂施工的工藝技術(shù),填補(bǔ)

13、了國(guó)內(nèi)空白,結(jié)束了長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)海上依賴(lài)國(guó)外公司進(jìn)行防砂技術(shù)服務(wù)的現(xiàn)狀。渤海油田水平分支井防砂設(shè)計(jì)一、油井出砂原因及危害1.1 出砂原因油層出砂是由井底附近地帶的巖層結(jié)構(gòu)破壞所引起的,它是各種因素綜合影響的結(jié)果,這些因素可以歸結(jié)為倆個(gè)方面,即地質(zhì)條件和開(kāi)采因素,其中地質(zhì)因素是內(nèi)因,開(kāi)采因素是外因。1.1.1 內(nèi)因砂巖油層的地質(zhì)條件(1應(yīng)力狀態(tài)砂巖油層在鉆井前處于應(yīng)力平衡狀態(tài)。垂向應(yīng)力的大小取決于油層埋藏深度和上履巖石的密度;水平應(yīng)力的大小除了與油層埋藏深度有關(guān)外,還與油層構(gòu)造形成條件、巖石力學(xué)性質(zhì)及油層空隙度有關(guān)。鉆開(kāi)油層后,井壁附近原始巖石應(yīng)力遭到破壞,造成井壁附近巖石應(yīng)力集中。在其他條件相

14、同的情況下油層埋藏越深,巖石的垂向應(yīng)力越大,井壁的水平應(yīng)力也相應(yīng)增加,所以井壁附近的巖石就越容易變形和破壞,從而引起采油過(guò)程中油層出砂,甚至井壁坍塌。(2巖石的膠結(jié)狀態(tài)出砂與巖石膠結(jié)物種類(lèi)、數(shù)量和膠結(jié)方式有著密切的關(guān)系。通常油層砂巖的膠結(jié)物主要有粘土、碳酸鹽和硅質(zhì)、鐵質(zhì)三種,以硅質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)物的膠結(jié)強(qiáng)度最大,碳酸鹽膠結(jié)物次之,粘土膠結(jié)物最差。遂于同一類(lèi)型的膠結(jié)物,其中數(shù)量越多膠結(jié)強(qiáng)度越大。砂巖的膠結(jié)方式主要有三種:一是基底膠結(jié);二是接觸膠結(jié);三是孔隙膠結(jié)。易出砂的油層主要以接觸膠結(jié)方式為主,其膠結(jié)物數(shù)量少,而且其中往往含有較多的粘土膠結(jié)物。(3滲透率的影響率的高低是油層巖石顆粒組成,空隙結(jié)構(gòu)和

15、孔隙度等巖石物理屬性的綜合反應(yīng),試驗(yàn)和實(shí)踐證明,當(dāng)其他條件相同時(shí),油層的滲透率越高,其膠結(jié)強(qiáng)度越低,油層越容易出砂。1.1.2 外因開(kāi)采因素開(kāi)采因素包括:固井質(zhì)量、射孔密度、油井工作制度等因素?？傊?不適于易出砂的油藏工程措施、不合理的油井工作制度及工作制度的突然變化、頻繁而低質(zhì)量的修井工作、設(shè)計(jì)不良的措施和不科學(xué)的生產(chǎn)管理等都可能造成油氣井出砂。這些都應(yīng)當(dāng)盡可能避免。1.2 出砂危害出砂會(huì)影響油井的正常生產(chǎn)和產(chǎn)量。砂粒從地層進(jìn)入井筒,會(huì)在各個(gè)流動(dòng)過(guò)程中沉積,從而造成砂埋油層,井筒堵塞,地面管線和儲(chǔ)油罐積存大量沉砂,降低了油井產(chǎn)量,常被迫起油管清除砂堵、沖洗砂埋油層、清理地面管線和儲(chǔ)油罐。不管

16、是沖砂解堵、清理管線,還是檢泵、維修設(shè)備,都嚴(yán)重影響了油井的正常生產(chǎn),降低了油井的生產(chǎn)時(shí)率,增加大量的生產(chǎn)成本。有時(shí)為了控制井底流體的流速,不得不控制生產(chǎn)壓差,這就必然影響油井產(chǎn)量。油井出砂還會(huì)造成設(shè)備的破壞,增加生產(chǎn)成本。地層砂的主要成分是二氧化硅(即石英,硬度很高,是一種破壞性很強(qiáng)的磨蝕劑。油氣井產(chǎn)出流體中含有地層砂,會(huì)使設(shè)備嚴(yán)重磨損失效。對(duì)于井下抽油設(shè)備(主要是各種抽油泵,會(huì)造成卡泵、抽油泵閥座磨損而不密封、閥球點(diǎn)蝕、柱塞和泵缸拉傷、沉積砂柱使電潛泵起泵困難甚至燒毀電泵等嚴(yán)重后果。對(duì)于地面設(shè)備(管線、地面閥門(mén)、輸油泵,會(huì)造成砂刺管線、地面閥門(mén)失靈、輸油泵葉輪嚴(yán)重沖蝕等后果,從而不得不采取

17、檢泵、維修設(shè)備等措施。油井出砂會(huì)造成地層的破壞。由于出砂破壞了地層的架構(gòu),使油藏環(huán)境復(fù)雜化,地層保護(hù)效果越來(lái)越差,降低了油層出油能力。更嚴(yán)重的是,隨著地層出砂量的不斷增加,套管外的地層空穴越來(lái)越大,到一定程度,往往會(huì)導(dǎo)致突發(fā)性的地層坍塌。套管受坍塌地層砂巖團(tuán)塊的撞擊和地層應(yīng)力變化的作用產(chǎn)生變形或損壞。這種情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致油井報(bào)廢。油井出砂會(huì)造成環(huán)境污染。地層砂產(chǎn)出到達(dá)地面,如果不經(jīng)處理就排放對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染,而處理措施無(wú)疑會(huì)增加生產(chǎn)成本。尤其是海洋油氣田,更為環(huán)境保護(hù)法規(guī)所制約。所以油、氣井防砂不僅是油、氣開(kāi)采本身的需要,也是環(huán)境保護(hù)的需要。二、評(píng)價(jià)水平井開(kāi)發(fā)地質(zhì)特征,選擇防砂工藝類(lèi)型2.1

18、開(kāi)發(fā)地質(zhì)特征我所設(shè)計(jì)的旅大27-2 油田A11h井位于渤海東部海域(原CHEVRON的02/31合作區(qū)塊,北緯39°130039°1700,東經(jīng)120°2300-120°2700,西北距河北省秦皇島市約104km,東南距遼寧省旅順市約85km,東北距綏中36-1油田中心平臺(tái)CEP約86km, 西北距綏中36-1油田陸上終端登陸點(diǎn)約101 km,東北距旅大10-1油田中心平臺(tái)CEP約64km。該油田優(yōu)選的平臺(tái)位置的水深為22.3m。A11h井位于旅大27-2油田館陶組,儲(chǔ)層巖心分析覆壓孔隙度分布在13.8 29.8%之間,平均21.7%;覆壓滲透率多大于1

19、0.0mD,最高可達(dá)3582.5mD,平均466.5mD ,主要屬于中高孔、中高滲型儲(chǔ)層。旅大27-2油田屬于正常的溫度和壓力系統(tǒng)。油藏壓力梯度為1.000MPa/100m ,壓力系數(shù)為1.0,地溫梯度為2.70/100m 。2.2 選擇防砂工藝類(lèi)型2.2.1 出砂預(yù)測(cè)分析(1聲波資料中的縱波速度反映儲(chǔ)層的膠結(jié)程度,縱波速度越小,儲(chǔ)層出砂的可能性越大,現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明,如果縱波測(cè)井時(shí)差小于95 s/ft,則該儲(chǔ)層開(kāi)采過(guò)程中不易出砂,反之,儲(chǔ)層出砂可能性較大,則需要采取防砂措施。根據(jù)各儲(chǔ)層的測(cè)井聲波時(shí)差,就可以評(píng)估各儲(chǔ)層出砂的可能性。為了更好地了解儲(chǔ)層在生產(chǎn)過(guò)程中的出砂情況,對(duì)探井的聲波資料進(jìn)行了分

20、析,如圖2.2-1 2.2-6。從旅大27-2油田的測(cè)井資料分析可知,縱波測(cè)井時(shí)差均大于95 s/ft ,儲(chǔ)層出砂可能性較大,需要進(jìn)行防砂。 圖2.2-1 LD27-2-3井明化鎮(zhèn)組聲 圖2.2-2 LD27-2-3井館陶組(Ng 波時(shí)差測(cè)井曲線 聲波時(shí)差測(cè)井曲線 圖2.2-3 LD27-2-3井館陶組(Ng 圖2.2-4 LD27-2-3井東營(yíng)組(Ed 聲波時(shí)差測(cè)井曲線 聲波時(shí)差測(cè)井曲線 圖2.2-5 LD27-2-3井東營(yíng)組(EdIII 圖2.2-6 LD27-2-3井東營(yíng)組(Ed 聲波時(shí)差測(cè)井曲線 聲波時(shí)差測(cè)井曲線(2儲(chǔ)層出水的影響從油藏提供的資料可知,旅大27-2/32-2油田投產(chǎn)中期

21、后會(huì)產(chǎn)出水。儲(chǔ)層見(jiàn)水后,砂巖儲(chǔ)層的膠結(jié)強(qiáng)度會(huì)大大下降,形成分散的砂粒,這將使地層出砂的可能性增大。(3地層壓力衰減對(duì)臨界生產(chǎn)壓差的影響在采油過(guò)程中,隨著地層壓力的衰減,臨界生產(chǎn)壓差變小,地層壓力逐漸減小,地層的有效應(yīng)力逐漸增大,巖石容易破碎,致使儲(chǔ)層容易出砂。綜合上述分析,旅大27-2/32-2油田開(kāi)發(fā)時(shí)需要采取防砂措施。 2.2.2 完井方式選擇 1 探井資料分析旅大27-2構(gòu)造上第一口探井為L(zhǎng)D27-2-1井,完鉆井深2645.0m 。該井鉆遇上第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組和下第三系東營(yíng)組三套油層,合計(jì)測(cè)井解釋油層172.3m 。第一口評(píng)價(jià)井為L(zhǎng)D27-2-2井,在上第三系明化鎮(zhèn)組和館陶組共鉆遇

22、油層79.3m ,進(jìn)行了3層DST 測(cè)試。明化鎮(zhèn)組油質(zhì)稠且出砂嚴(yán)重。旅大27-2油田發(fā)現(xiàn)以后,考慮到明化鎮(zhèn)油藏油質(zhì)稠,因而將評(píng)價(jià)重點(diǎn)集中在館陶組和東營(yíng)組輕質(zhì)油藏上,連續(xù)鉆探了LD27-2-3、LD27-2-4、LD27-2-5A 、LD27-2-5B 等四口評(píng)價(jià)井,進(jìn)一步證實(shí)了館陶組的流體性質(zhì)和產(chǎn)能,并在東營(yíng)組也獲得了高產(chǎn)輕質(zhì)油流(304.6m3/d ,原油密度0.850g/cm3。旅大27-2油田共4口井進(jìn)行了19次DST 測(cè)試,其中明化鎮(zhèn)組3口井8次,館陶組3口井6次,東營(yíng)組僅在3井進(jìn)行了5次DST 測(cè)試,解釋結(jié)論為油層17層、油水同層1層、含油水層1層。測(cè)試結(jié)論表明,東營(yíng)和館陶組產(chǎn)能均比

23、較高,而明化鎮(zhèn)組受出砂、油質(zhì)稠和其它因素影響,測(cè)試難度大且產(chǎn)能比較低。 2 地層砂的均質(zhì)系數(shù)和分選系數(shù)分析根據(jù)粒度數(shù)據(jù)資料分析結(jié)果(表2.2-1,旅大27-2油田儲(chǔ)層砂粒分布為:地層砂分選系數(shù)D10/D95在2.9511.5之間,均質(zhì)系數(shù)D40/D90 在1.773.71之間;表2.2-1 旅大27-2-7井地層砂粒度分析結(jié)果 3油水關(guān)系分析旅大27-2油田館陶組和東營(yíng)組有比較大的邊水存在。4完井方式選擇結(jié)合上述的的油田地質(zhì)情況和油井的各種情況,旅大27-2 油田A11h井應(yīng)選用篩管+礫石充填完井防砂。三、應(yīng)用防砂原理和方法設(shè)計(jì)防砂工藝的參數(shù)3.1 礫石設(shè)計(jì)礫石設(shè)計(jì)主要包括確定礫石尺寸、礫石質(zhì)

24、量控制。3.1.1 礫石尺寸選擇由表3.1-1旅大27-2 油田A11h井的井深為1757m。表3.1-1 旅大27-2油田開(kāi)發(fā)井位數(shù)據(jù)表(WGS 84坐標(biāo)系 由表2.2-1旅大27-2 油田A11h井的粒度中值為d50=0.142mm。由表3.1-2根據(jù)Saucier方法,礫石充填所使用礫石的中值D50為56倍地層砂中值d50,故D50=d50*5=0.710mm,則旅大27-2油田A11h井所用的礫石尺寸應(yīng)為25目。表3.1-2單位轉(zhuǎn)換對(duì)照表 3.1.2 礫石質(zhì)量為滿(mǎn)足防砂工藝要求,對(duì)礫石額質(zhì)量要求主要有:(1合格度:礫石中存在大于或小于標(biāo)定尺寸的顆粒都會(huì)使歷史滲透率下降。大于和小于標(biāo)定尺

25、寸的礫石分別占5%和3%時(shí),對(duì)滲透率的影響不大,因此要求礫石中不合格的礫石應(yīng)小于5%。(2抗破碎率:礫石樣品加壓到14.3MPa,保持2min產(chǎn)生的小于100目的細(xì)砂含量。(3圓度及球度:平均球度和平均圓度都應(yīng)大于0.6,并且盡量防止含有扁平和帶棱角的礫石。(4均勻程度:礫石顆粒尺寸的變化范圍愈小,3.2 防砂管柱設(shè)計(jì)3.2.1 縫隙尺寸的設(shè)計(jì)從防砂工藝的要求來(lái)看,縫隙尺寸是防砂管柱最重要的設(shè)計(jì)尺寸。原則上篩管縫隙的寬度能夠阻擋100%的礫石,通常選擇篩管的縫隙尺寸略低于充填礫石的最小尺寸,常取最小礫石尺寸的1/22/3,推薦采用2/3計(jì)算。根據(jù)礫石尺寸決定篩網(wǎng)縫隙的間隙,根據(jù)礫石尺寸決定篩網(wǎng)

26、縫隙的間隙,由礫石尺寸與縫隙尺寸配合表(表3.2-1可知對(duì)應(yīng)的篩管篩縫為0.014。表3.2-1礫石與篩管縫隙的配合 3.2.2 篩管直徑的設(shè)計(jì)由A11h井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可知生產(chǎn)套管的尺寸為9 5/8",根據(jù)管柱的尺寸配合可查(表3.2-2得,篩管尺寸應(yīng)為:7(177.8mm 篩管具體尺寸參照表3.2-3。表3.2-3 篩管的尺寸配合表 3.2.3 篩管長(zhǎng)度的確定旅大27-2油田共布16口生產(chǎn)井,其中水平生產(chǎn)井6口,定向井生產(chǎn)井9口,水源井1口。設(shè)計(jì)總井深為44018m,平均井深為2751m,最大井深3697m; 6口水平井平均井深2822m,水平段長(zhǎng)度均為433m。所以繞絲篩管的長(zhǎng)度為

27、433m。綜上所訴:礫石充填所用的礫石尺寸應(yīng)為25目,對(duì)應(yīng)的篩管篩縫為0.014;篩管的外徑為194.1mm,內(nèi)徑為182.1mm,中心管直徑為7(177.8mm,筋數(shù)為48裸眼井徑尺寸取18(457.2mm,篩管進(jìn)尺長(zhǎng)度為433m。四、設(shè)計(jì)防砂工藝材料與工具4.1篩管類(lèi)型的選擇篩管的類(lèi)型主要有:繞絲篩管、預(yù)充填篩管、膨脹式篩管、優(yōu)質(zhì)篩管等。由表4.1-1 綜合考慮后選用繞絲篩管。表4.1-1 不同篩管類(lèi)型優(yōu)缺點(diǎn) 4.2 扶正器設(shè)計(jì)使用扶正器可使防砂管柱在井內(nèi)處于井筒中心位置,以便礫石均勻地填充到篩管四周,形成良好的擋砂屏障。如果不使用扶正器或使用數(shù)量不夠,防砂管柱就可能偏向一邊,使這一邊充填

28、礫石減少,甚至完全得不到礫石,地層流體從炮眼里出來(lái)就會(huì)直接沖蝕篩管而造成穿孔,導(dǎo)致防砂過(guò)早失敗。 扶正器在管柱上分布距離通常如表4.2-1 所示。表4.2-1 扶正器間距距離 由于油井為水平井,故扶正器的間距為1.5m, 即油井A11h 水平段433m ,需要用289個(gè)扶正器。大多數(shù)采用葉片式扶正器。4.3 充填工具井斜大于45°時(shí),充填工具不采用皮碗式充填工具,而采用卡瓦式充填工具。五、 設(shè)計(jì)防砂施工的工藝步驟與技術(shù)要求在防砂施工時(shí),選擇篩管施工管柱(下井自下而上:尾部關(guān)閉接頭、篩管、油管、安全接頭、封隔器、丟手接頭、工作管柱的工作方式。5.1 施工步驟(1當(dāng)水平段鉆井結(jié)束后,要求

29、循環(huán)泥漿將泥漿中的固相含量降到最低。以免在篩管下入過(guò)程中堵塞篩管篩縫。 （2）刮套管和洗井 刮套管 將刮管器接于管柱下面，均勻下入技術(shù)套管內(nèi)。為保證刮管質(zhì) 量，刮管器下入速度不能超過(guò) 2min/立柱。當(dāng)刮管器下至套管原水泥塞位置時(shí)， 每根立柱應(yīng)上下活動(dòng) 23 次，直至套管鞋。然后將刮管器下至距井底 1m 位置。 洗井 刮管完成后，進(jìn)行大排量洗井。洗井液性能同于攜砂液。洗井排量大 于 500Lmin，直到反出液清潔無(wú)油污為止。 （3）組合篩管，在地面丈量準(zhǔn)確。 （4）按組合好的順序（自下而上） ，依次下入井內(nèi)至設(shè)計(jì)井深。 （5）充填施工 正循環(huán)前置液。穩(wěn)定排量 300Lmin，測(cè)記循環(huán)流阻，檢查管路暢通情 3 況。一般前置液量設(shè)計(jì)為 35 m 。 坐封。循環(huán)暢通后停泵，投球并測(cè)記鋼球降落時(shí)間。待鋼球自由落在球 座上，開(kāi)泵緩慢正憋壓 1718MPa 使膠筒膨脹密封環(huán)形空間，同時(shí)打掉滑套露出 轉(zhuǎn)換孔，使填砂通道暢通。 驗(yàn)封。反憋壓 6MPa，在 5min 內(nèi)壓力下降不超過(guò) 1.5MPa 為合格。 充填礫石。 正循環(huán)泵入礫石砂漿， 排量為 300400L/min， 攜砂比為 （5 10） ：100（體積比） 。 頂替