渤海湾地区海上油藏多是疏松砂岩性质, 且海上油井多为水平井, 在油井生产后期导致本身较为疏松的油层出砂更为严重。海上油田开发初期2000米以内的油层一般采用7寸套管完井, 超过2000米用5寸半套管完井。由于水平井生产期间油井出砂严重且粒径分布规律性差, 导致油井筛管最终堵塞, 产油量剧降。在当前低油价情况下, 对老井进行改造, 二次防砂完井是降低成本, 增产增效的最有效方式, 所以, 对水平老井二次防砂完井的配套工艺技术进行了相关研究。
1水平井老井二次防砂完井方案分析
对于需要防砂的老井, 基本上一开始使用的就是直接筛管完井或者射孔套管内悬挂筛管完井。对于直接筛管完井的老井, 一般是7寸半筛管完井, 可以采用对完井筛管进行射孔, 然后再下入小直径筛管二次防砂完井的方案。
对于射孔套管内悬挂筛管完井的失效水平井, 应下入捞矛将原桥塞、筛管等防砂工具打捞出井, 然后冲砂, 将井内砂子洗出, 最后下入新的防砂完井工具和筛管等对准生产油层进行二次防砂完井, 甚至可以对未开发的油层进行射孔, 实现新层、老层合采, 充分发挥油层潜能。如需对地层进行改造, 可以下入完筛管后进行挤压砾石充填。
2完井基本流程及防砂原理
现在以五寸半射孔套管悬挂三寸半筛管完井为例对防砂完井基本流程和原理进行分析。
(1) 完井基本流程依次将筛管、油管短节和水平井空心桥塞连接在一起, 用油管送入到井内预定层位, 打压坐封桥塞, 丢手桥塞, 起出丢手管柱, 施工过程中要保证桥塞悬挂筛管对准油层, 并且上下都有足够余量。 (2) 防砂原理携砂液将砂子带到筛管外部被筛管阻挡, 液体进入筛管中间, 从油套环空返排出地面, 砂子最终挤压在筛套环空之间, 阻挡地层中的部分颗粒砂进入油管中, 地层中的细粉砂, 粒径小于筛管密封精度的砂粒会进入油管中, 随电泵被采出到地面。
冲缝筛管的缝隙与携砂流体的流动方向垂直, 携砂流体冲击筛管后转90度才可进入筛管冲缝缝隙, 如图1所示, 这种设计避免了携砂流体直接冲击筛管本体对其造成的磨损和伤害。
3防砂完井管柱优化研究
(1) 筛管选用与设计优化对于五寸半套管射孔后可以采用两寸七或者三寸半基管的筛管, 这里推荐用三寸半筛管, 增加过流面积。三寸半筛管的基管以往一般采用φ88.9mm油管, 外面用不锈钢冲缝铁皮焊接包裹, 一般整体筛管柱外径最大108mm, 内通径为76mm。对于老井二次防砂, 建议对筛管基管进行加厚处理, 如三寸半筛管基管通体全部采用外加厚油管, 充分保证筛管的结构强度和抗挤压能力, 最大程度延长筛管的使用寿命, 延长油井生产时间。优选冲缝筛管, 相关研究表明, 冲缝筛管比割缝筛管有效期长, 能降低流体对缝隙的冲蚀, 大大增加油井开采时间。同时筛孔采用螺旋布孔方式, 能大大增加筛孔的过流面积, 强度方面也高于割缝筛管的强度。
(2) 增加扶正器在每根筛管的两端增加扶正器, 保证筛管在套管中的居中性, 这样筛管周边砾石充填厚度均匀, 砾石的第二层防砂屏障能大大增加防砂效果。
(3) 配置安全接头由于地层出砂堆积到筛套环空之间, 或者由于防砂完井过程中本身对筛套环空进行的砾石充填会阻止筛管向上移动, 可能导致后期筛管直接上提打捞失败, 这里考虑到防砂完井管柱的后期打捞问题, 设计在每根筛管直接增加反扣安全接头。
在后期打捞过程中可以降低打捞难度, 将悬挂器倒扣起出之后, 直接下油管正转对扣, 然后正向旋转倒扣筛管, 扭矩明显减低后上提管柱起出倒开的筛管, 然后继续下入油管正转打捞, 这样最终确保筛管的顺利打捞, 为水平老井的二次防砂奠定基础, 提供有利条件。
4结语
(1) 水平老井二次防砂完井能使老油层焕发新生机, 是一种较为经济的老油层挖潜方法, 避免了侧钻井或者重新打井造成的巨大的浪费。 (2) 可以根据不同油井的出砂情况进行决定是否要悬挂筛管之后进行砾石循环充填还是挤压充填, 因此建议在筛管底部下入砾石充填工具。 (3) 该防砂完井技术特别适用于井位紧张的海上油田或者人工岛, 在当时形势下, 建议在陆地油田也进行使用, 进一步降低油井开发的成本。
摘要：绝大多数水平井经过多年开采之后, 容易出现筛管堵塞或者漏砂的情况, 严重影响油井的正常生产。渤海湾海上油田生产初期一般大泵强采, 导致生产后期油井出砂愈发严重, 通过对现场进行相关调研, 开展了相关水平老井二次防砂完井配套工艺技术的研究, 得到了适用于水平老井二次防砂完井的套管、筛管、空心桥塞和砾石充填装置, 优化了工艺技术。经研究结果表明:研究的相关配套防砂完井工艺技术能满足现场施工生产需要, 增油效果显著, 能大幅度提高油井产能, 避免了重新打新井造成的巨大人力物力浪费, 同时, 也为其它油田区块类似水平老井二次防砂完井提供了参考和借鉴。
关键词：水平老井,二次防砂,完井,研究
参考文献
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