天然气水合物开采井防砂充填层砾石尺寸设计方法

针对水合物储集层流体抽取法开采过程中面临的出砂问题,提出了针对黏土质粉砂型水合物储集层的"防粗疏细"式防砂充填层砾石尺寸设计方法,并以中国南海神狐海域X站位为例进行了具体分析。以X站位为例,分析了水合物储集层地层砂基本特性,对地层砂粗、细组分进行划分,并分别计算了疏通细组分和阻挡粗组分所需的防砂充填层砾石尺寸范围,通过求解两者的交集来确定最佳砾石尺寸。研究表明,X站位水合物储集层为分选性、均匀性极差且黏土含量较高的粉砂质储集层,上、下部储集层防砂充填层最佳砾石尺寸设计结果分别为143~215μm和240~360μm。在现场施工无法严格满足分层防砂要求的情况下,为了兼顾上、下部储集层,在满足充填强度的前提下,推荐X站位防砂充填层砾石尺寸为215~360μm。

DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具的研制

针对目前在疏松砂岩油藏采用三开裸眼充填和244.5mm套管防砂完井工艺受工具的限制,而采用皮碗工具悬挂滤砂管防砂及两步法充填防砂完井,施工周期长,作业成本高,且防砂效果难以保证的状况,研制了DJ-210型大井眼卡瓦锚定式防砂充填工具。该工具配以相应的防砂管柱可实现地层改造,起到既防砂又增油的双重效果。该工具采用组合式胶筒密封及双向卡瓦锚定,使其封隔压力高,悬挂能力强,确保了防砂施工的成功率,实现了地层填砂、环空填充一体化工序,较好地解决了三开裸眼悬挂充填防砂及244.5mm套管射孔出砂井地层改造及环空充填防砂完井的防砂难题。现场8口井的应用表明,使用该工具实现了防砂后不减产甚至增产的良好防砂效果。

压裂充填防砂技术在M20-4井的应用

在油田开发过程中,随着油藏压力降低,油井出砂现象越来越严重。油井出砂不仅破坏地下岩石的骨架及结构,增大渗流阻力,堵塞油流通道,而且还会加速损坏抽油泵及地面设备仪器,造成油井减产停产。因此,研究油藏出砂机理,有针对性地选择合适、有效、经济的防砂技术变得越来越重要。本文通过介绍压裂充填防砂工艺原理以及在M20-4井的应用,提供一种既能有效防砂,又能解堵增产的防砂技术,为油田企业可持续发展、高质量发展奠定良好的基础。

超轻预充填防砂筛管控砂解堵机理研究

在疏松砂岩油藏开采过程中,储层出砂后堵塞油气通道已经成为油井减产降效的重要原因。为了研究机械筛管在防砂过程中的堵塞问题,基于超轻预充填防砂筛管建立CFD-DEM四向交互流固耦合模型,针对地层砂粒度分布特点构建混合砂注入模型,形成井壁出砂与机械筛管防砂全周期流体生产过程;采用静态分层法划分井筒环空与挡砂介质区域,考虑挡砂结构、流体性质与井壁出砂速度3方面影响因素,定量研究流体压力与颗粒的堵塞规律。分析结果表明:陶粒直径与地层砂粒度中值比值为7时,流体阻力变小,解堵效果明显;流速过大形成的冲击力不仅对解堵作用较弱,反而会加剧筛管的堵塞;超轻预充填防砂筛管对流体黏度敏感性较弱,且能够应对井壁快速出砂的情况,适用于出砂量大的稠油油藏。研究结果可为油田高效防砂增产提供参考。

海上稠油油藏充填防砂分支井钻完井设计与应用

Y-1油田是南海东部开发的第一个稠油油藏油田,属于边水驱动,储层厚度薄、非均质性强、黏土含量高。油田开发初期采用优质筛管防砂完井,生产过程中由于黏土运移堵塞筛管,导致油井产能低且递减迅速。为解决此类问题,在调研国内外分支井完井技术和经验的基础上,优化设计了一套适合高含黏土稠油油藏的主井眼充填防砂的分支井完井管柱,一方面可以通过分支井增加泄油面积、释放油井产能,另一方面可以在主井眼内下入筛管并进行充填防砂,减缓生产过程中细粉砂堵塞筛管,延长油井寿命。现场试验结果表明,该分支井充填防砂完井技术稳定可靠,油井产能增加明显,产能稳定,为类似常规稠油油田高效开发提供了宝贵的经验。

AICD筛管充填控水技术及应用

海上某油田砂体分布复杂,同时受气顶和边水的影响,无法发挥水平井的产能。针对该油田防砂、控水的双重需求,提出了采用AICD控水筛管配合环空充填覆膜颗粒的控水完井工艺技术,详细介绍了AICD充填控水技术的控水原理、管柱设计方法和充填规律。实际投产结果表明AICD筛管配合覆膜颗粒充填技术可以使油井保持稳定的低含水生产状态,降水增油效果显著,适用于渤海油田非均质性较强的油藏。研究的管柱设计方法和充填规律为海上油田水平井控水完井设计提供了参考和借鉴。

砾石充填防砂技术在港西油田的深化研究与应用

通过对港西油田的防砂技术研究,防砂工艺有了很大发展,特别是砾石充填筛管防砂技术已经非常成熟,成为了港西油田防砂的主要技术,但是随着防砂井的生产,油井逐渐显露出供液不足,油层堵塞的问题,影响了油井的产量。通过对砾石充填割缝管防砂技术的关键技术进行深化研究,对充填砾石的选择、割缝管、携砂液的参数指标进行了改进和完善,大大改善了油井的渗流能力,延长了油井的高产时间,提高了港西油田的防砂效果,改善了港西油田的开发水平。

高压充填防砂过渡带对产能影响研究

在分析影响过渡带形成因素的基础上,采用室内实验方法测定了不同条件下形成的过渡带厚度和过渡带渗透率,并采用多元回归分析,建立了它们的计算模型并进行了验证;最后,根据渗流力学原理建立了更加完善的高压充填防砂井产能预测模型.通过现场应用表明,该模型提高了防砂井产能预测的准确性,可进一步提高防砂方法优选的科学性.

砾石充填防砂一次充填工具研制及应用

针对砾石充填防砂工艺存在的施工复杂、占井时间长的问题 ,研制了一种新型防砂充填工具。利用该工具可实现一趟管柱完成地层填砂、环空填砂和坐封丢手等多道工序 ,减少了劳动强度和占井时间。该工具研制成功后 ,在胜利油田孤岛采油厂进行了现场应用。经 2 1井次的应用证明 ,该工具充填、丢手及打捞性能良好 ,施工成功率 10 0 % ,平均防砂有效期为 2 0 3d ,已累计产油 175 0 3t。

高压充填防砂工艺在林樊家油田的应用

林樊家油田开发初期采用的金属绕丝筛管砾石充填防砂工艺 ,现已严重制约了油田的开发。防砂前对油层进行预处理 ,对地层进行高压充填 ,实现对油层的高压饱和充填和绕丝筛管外充填一体化 ,已成为改造地层、提高近井地带渗透率和防砂双重作用的重要措施。将该工艺应用于林樊家油田的 31口井 ,施工成功率 10 0 % ,平均单井产液量 2 0 .5t/d ,平均单井产油量 9.8t/d ,恢复可采储量 19.7× 10 4t,有效地防止了粘土膨胀及地层细粉砂对充填层的堵塞 ,提高了充填层的渗透率 ,改善了原油的渗流条件 。

反循环砾石充填防砂工艺在东辛油田的应用

受岩石应力、出砂、腐蚀等的影响,油井套管一般都会出现错断、变形、结垢等现象,在现有的修井工程技术条件下,很难恢复原状,致使井眼变形、缩小,甚至导致油井报废,为完善井网和提高油井的利用率,必须钻一些更新井、侧钻井,其中部分井因出砂而不能正常生产,采用常规的换向法砾石充填防砂工艺不能解决该问题。为此,研究了反循环砾石充填防砂工艺,并对东辛油田3口井进行了现场先导性试验,施工一次成功率100％,有效率100％;初期日产液量49.8m3,日产油量11.5t,平均单井日增油3.8／t,综合含水率80.5％,累积增产原油5871t,取得了较好的效果。实践证明该工艺为解决套变井、侧钻井、变壁厚等特殊井身结构井的防砂以及挖潜增效提供了一种新的途径和思路。

一次砾石充填防砂工具的研制

针对砾石充填防砂工艺存在施工复杂和占井时间长等问题 ,研制了一种新型一次砾石充填防砂工具。这种工具主要由丢手、密封、锚定和液体转向 4大部分组成 ,实现了一趟管柱完成地层填砂、环空填砂和坐封丢手等多道工序 ,减少工人劳动强度和占井时间。 2 1口井的应用证明 ,这种充填工具充填、丢手及打捞性能良好 ;除 1口井因供液不足开井不成功外 ,其余 2 0口井均正常生产 ,施工成功率 10 0 % ,平均防砂有效期 2 0 3d ,累计产油 175 0 3t。

压裂充填防砂技术在雁木西油田的研究与实践

针对吐哈雁木西油田前期防砂中出现的问题,提出了压裂充填防砂工艺技术,针对性的地完成了材料及施工方案优化及现场施工控制和压后管理研究,现场实施17口井,不仅取得了良好的防砂效果,维护工作量大幅度降低,同时起到了良好的增油效果并抑制了套管损坏趋势的发展,具有良好的经济效益和社会效益。

高压砾石充填防砂工艺参数优化设计方法研究

高压砾石充填防砂施工过程中砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是影响施工成败和防砂效果的主要因素.讨论了地层砂侵入砾石层的特性以及砾石层压降计算方法,用以评价其挡砂效果和对产能的影响;建立了砾石尺寸综合评价方法,用以优选最佳砾石尺寸;以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标,建立了给定携砂比、携砂液黏度条件下的最小临界排量计算方法,用以对施工参数进行组合优化设计;最后研究了绕丝筛管尺寸和管柱结构的设计.给出了一套高压砾石充填施工参数优化设计方法,用该方法对涩北气田涩49井进行了高压充填设计,施工后防砂效果较好,产能降低率11.6%,目前稳产在(4.7～5.0)×104m3/d.

注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术研究

注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术是针对胜利油田注聚区见聚油井产出液黏度增大、携砂能力增强,提液引效措施加剧油井出砂使油井防砂有效期变短等问题进行研究的。该技术是在注聚区油井充填防砂时改变过去采用单一粒径砾石进行充填防砂的做法,将不同粒径砾石按不同比例分级充填到近井、炮眼附近和筛套环空,同时在中粒度粒径的砾石中加入经过表面处理的短切纤维,提高了砾石充填挡砂屏障的挡砂强度,实现了挡砂屏障的"挡砂、稳砂、排砂"的功能。截止到2010年4月底,该技术现场累计推广应用32井次,分级充填后注聚区油井液量由27.2m^3提高到40.43m^3,油量由1.01m^3提高到3.89m^3,增幅分别达40%和80%,最长防砂有效期已达到400d。该技术的研发和应用,较好地解决了注聚区油井提液引效使防砂有效果变短和油井近井堵塞的问题,具有良好的应用前景。

井楼油田砾石充填防砂参数优化实验研究

砾石层和机械筛管是砾石充填防砂的关键组成部分,其类型和性能决定了挡砂效果和防砂井产能。井楼油田井楼7区块油藏出砂严重,为优选砾石层充填方式和机械防砂筛管精度,使用挡砂介质性能评价装置,模拟现场条件对3种砾石层及8种不同筛管样本进行挡砂介质性能评价实验。根据动态实验数据计算得到挡砂介质的流通性能、挡砂性能、抗堵塞性能的量化评价指标,并针对井楼7区块进行了砾石充填防砂参数优选。

砾石充填防砂高压一次充填工具的研制及应用

针对砾石充填防砂工艺存在的施工复杂、占井时间长等问题,研制出了一种新的防砂充填工具,实现了由一趟管柱作业完成地层填砂、环空填砂和座封丢手多道工序,减少了劳动强度和占井时间。文章介绍了砾石充填防砂一次充填工具的结构、工作原理及技术特点。经现场21井次的应用,证明该工具充填、丢手及打捞性能良好。

高压砾石充填防砂技术在曙三区的应用

通过对曙三区高压砾石充填防砂技术的关键技术进行深化研究,对充填砾石的选择、防砂筛管、携砂液的参数指标进行了改进和完善,明显改善了油井的渗流能力,提高了油井的防砂效果。现场应用表明:该技术投入产出比高,能有效解决出砂区块防砂、治砂的难题;具有油层解堵效果,增产效果明显,适用于多油层、不同等级的出砂油井及套管变形的油井;对于出泥浆井不适用,防砂后易造成防砂筛管堵塞,引起油井供液不足。

管外高压砾石充填防砂增液技术

从达西定律出发,分析了管外高压砾石充填防砂增液的机理。管外高压充填防砂增液技术通过高液量和大砂量在近井地带形成大半径、高渗透的挡砂屏障;其具有自身转向功能,使多层生产井提高了射孔层的动用程度;能改善甚至解除近井地带的污染堵塞,扩展出油通道,减少油流阻力。通过研究,给出了充填压力、充填流量和充填砂量等参数的设计方法以及砾石和筛管的选择原则,解决了矿场施工技术问题。该技术已施工20井次,累积增油3.2×104t,增油效果明显。

文昌13-1油田水平井砾石充填防砂工艺优化与实践

水平井砾石充填防砂是近年来为延长水平井防砂有效寿命而发展起来的一种新工艺,该新工艺的优化和实施是一个系统工程,它与油藏开发、钻井及完井设计方案的优化和有关工艺技术措施的配套密切相关。在文昌13-1油田A6h、A8h、A3h三口水平井砾石充填防砂作业中,通过控制影响水平井砾石充填防砂工艺实施效果的主要环节,包括井壁稳定性控制、油气层钻开液选择、水平井轨迹和质量控制、砾石携砂液漏失量控制、砾石充填泵送方案设计和油层保护控制等工艺环节,取得了很好的防砂效果和油田开发效益。文昌13-1油田水平井砾石充填防砂的成功经验可为其他油气田水平井防砂方案设计提供参考。