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砾石充填防砂完井技术服务案例

一、项目简介

    砾石充填防砂工艺是目前国内外开发疏松砂岩油藏最有效的防砂方法之一。下入防砂管柱后将充填材料充填于筛管和井壁之间的环空并将部分砾石挤入近井周围地层内,阻挡砂粒运移。这种防砂方法能有效地把地层砂限制在地层内,并能使地层保持稳定的力学结构,防砂效果好,寿命长。

图1  砾石充填防砂完井

 

二、技术特点

1. 完井工具

1.1 完井筛管

    <1>基管采用API标准套管,其余部分采用316L不锈钢材料制成,耐腐蚀、耐高温,防砂可靠性高。

    <2>所选滤材表面积大,高孔隙率和优良的渗透率,流动压力损失小,流量大。

    <3>提供0.07-0.35mm九种挡砂精度选择,独特过滤精度设计,依据地层特点合理选取筛管过滤精度组合,提高了挡砂的可靠性,达到最佳的防砂效果,有效延长筛管生命周期。

    <4>侧向开孔的外层保护套,在起到分流作用的同时,能很好地保护内部过滤层,延长筛管有效使用寿命。

    <5>基管采用螺旋布孔方式,减少了管体横截面的开孔面积,在保证管体整体过流面积的基础上,使基管强度得到最大限度的保留。

    <6>自洁防砂筛管,通过在基管上铣出矩形槽,将一组有一定锥度的不锈钢滤片焊接在矩形槽内,形成一组梯形缝隙,具有自洁功能。适用于低渗、泥质含量高、细粉砂油藏。

 

 图2防砂筛管

 

1.2 充填装置、充填服务器

<1>充填服务器   

配套充填服务器

BTFW-89

BTFW-108

BTFW-56

BTFW-73

最大外径(mm

156

196

115

125

长度(mm

2100

2100

1700

1700

连接螺纹

5½BCSG

7BCSG

UPTBG

4TBG

悬挂负荷(KN

300

400

120

160

密封压力(MPa

30

30

30

30

适用生产套管(mm

139.7-裸眼

177.8-裸眼

139.7

177.8

施工最大排量(m³/min)

3.5

4.5

3.0

3.5

 

 

<2> 7.4.9.3配套充填服务器基本参数

规格型号

BTFW-89

BTFW-108

BTFW-56

BTFW-73

最大外径(mm

89

108

56

73

长度(mm

2800

2800

1800

1800

上端连接螺纹

2TBG

3½TBG

1.9TBG

2 TBG

密封压力(MPa

30

30

30

30

施工最大排量(m³/min)

3.5

4.5

3.0

3.5

 

 

图3 充填装置、充填服务器

 

1.3 热应力补偿器

    采用温度控制的功能材料替代现有热采补偿器剪切销钉,避免发生轴向外力剪不断销钉的问题。

图4  热应力补偿器

 

2. 完井工艺

2.1 高压挤压充填防砂工艺简介

    高压挤压充填过程为高压携砂液挤压目标岩层使它发生弹塑性变形,然后携砂液占领这些空隙,达到近井挤压充填的目的。随着施工压力的不断增大,塑性区内的岩层持续被压实,当压实到一定程度,携砂液无法挤入到岩层的孔隙中去时,携砂液积聚的能量会快速增加,当目标岩层附近井底压力增大到一定程度,岩体就会开始沿一定方向发生启裂。然后高压泵入一定砂比的携砂液,在近井地层及裸眼环空填满高渗透砾石。

 

2.2 高压挤压充填特点

    高压挤压砾石充填防砂技术首先是解除近井地带的污染堵塞,达到疏通地层的目的,其次是大大增加了供油面积,并且使原有堵塞被消除而代之以高渗透砾石充填的通道,大大降低了流动阻力,达到即防砂又增产的目的。

 

三、服务案例

案例1:2014年8月,辽河油田曙4-XXX井的砾石充填防砂完井施工。

<1> 完井基本数据

曙 4-XXX 井完井数据

完钻井深

1476.72m

阻流环深

m

人工井底

1467.31m

一开套管规范

Φ273.05mm

套管下深

700m

水泥返高

地 面

二开套管规范

Φ139.7mm

尾管下深

m

 

水平井

  

6.2m

固井质量

合格

套补距

5.7m

 

<2> 完井示意图


   图5 施工完井示意图

<3> 施工情况:

①充填施工总共使用清洁携砂液 450m³ 、防膨剂 15t、清洗剂

5t,充填石英砂 70t,将筛管外地层与管外环空一次充填压实,形成连续稳定的挡砂屏障。

②施工过程中挤压压力从 22MPa 持续上升至 30MPa,砂比逐步控制在 5%~26%之间,最高砂比 26%,排量始终保持在 2.5m³。

图6  酸洗


图7 压裂曲线图

 

案例2:2014年10月,辽河油田洼83-XXX井的砾石充填防砂完井施工。

<1> 完井基本数据

洼83-XXX 井完井数据

完钻井深

1788m

阻流环深

m

人工井底

1760.86m

一开套管规范

Φ273.05mm

套管下深

200m

水泥返高

地 面

二开套管规范

Φ177.8mm

尾管下深

1760.86m

 

水平井

  

6.5m

固井质量

合格

套补距

5.9m

 

<2> 完井示意图

图8 完井示意图

 

<3> 施工情况:

①充填施工总共使用清洁携砂液 380m³ 、防膨剂 15t、清洗剂10t,充填石英砂 51m³,将筛管外地层环空一次充填压实,形成连续稳定的挡砂屏障,有效阻止日后生产中地层砂向井筒的运移。


②施工过程中挤压压力从 29MPa 下降至 24MPa,又升至27MPa,砂比逐步控制在 5%~50%之间,最高砂比 50%,排量始终保持在2.5m³。


图9 压裂曲线图

 

四、客户评价

    2014年11月辽河油田组织相关专家对施工井进行验收,一致认定:

    1.  该技术能实现先期酸洗和水平井砾石充填防砂完井,实现油井增产,增长了防砂有效期。

    2.  其SGSW系列筛网式滤砂管基管采用TP110H钢级套管,不锈钢双过滤结构滤砂网以及连续融化式螺旋焊接的外保护套等工艺,具有抗压性强、过滤间隙均匀、过流面积大、下井过程中不易受损伤以及良好的自洁功能等特性。

    3.  在采出油含砂量分析中,其含砂量均为微量,达到了施工要求。

    4.  施工井自投产至今正常生产,目前日均产液13.8m³,日均产油8.5吨,井口化验含砂0.01‰,产量与防砂效果俱佳。



图10  甲方验收证明



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