多层防砂管柱正反循环砾石沉积研究分析

针对中海油服一趟多层充填/压裂施工管柱工具存在的砾石流动沉积问题,开展防砂工具砾石沉积实验和流动仿真模拟研究。本文依托于防砂工具正反循环砾石沉积装置,通过模拟不同倾角、不同砂比等条件下混砂液在充填工具中的流动情况,监测混砂液在防砂工具内复杂结构的沉积形态与沉积量,分析规律优化管柱结构,为解决管内沉积造成上提管柱困难提供思路。

防砂管金属丝编织过滤网堵塞-冲蚀破坏微观损伤机理研究

为了探明防砂管金属丝编织过滤网在防砂生产过程中的破坏机理,采用全尺寸防砂筛管冲蚀模拟装置,实验研究了一定含砂浓度条件下生产压差对筛网堵塞-冲蚀破坏的影响规律和微观损伤机制。结果表明:生产压差越大筛网防砂失效的时间越短,防砂失效时的筛网质量损失百分比临界值为0.45%,超过该临界值后挡砂失效;筛网多数过流孔被砂粒堵塞,导致含砂流体过流速度分布不均,造成筛网局部冲蚀破坏,形成破坏“热点”;SEM/EDS微观分析发现,编织网金属丝迎流外表面并未发生明显冲蚀损伤,而金属丝泄流面冲蚀损伤严重,认为堵塞滞留在编织网孔处的砂粒在流体压差的作用下会以较高的动能和一定的角度弹射撞击到编织网泄流面邻近金属丝隆起阻挡高速砂粒流动的区域、造成金属丝磨损、切削损伤,建议通过控制生产压差来降低编织网泄流侧的冲蚀程度,通过改变编织孔网三维结构来改善筛网的抗冲蚀破坏能力。本文研究结果对防砂筛管冲蚀破坏原因分析和长效防砂筛管设计有一定指导意义。

胜利浅海埕岛油田复杂防砂管柱打捞技术应用研究

胜利浅海埕岛油田主力生产油层为馆陶组,其地质构造具有胶结疏松且易出砂。随着勘探开发的深入,生产井呈现油层跨度大、井斜大、地层胶结疏松、易出砂、漏失严重等困难,针对防砂管柱管串长、工具种类多,油井防砂管柱易贴边、水井防砂管柱外径大、结垢严重套铣困难等实际,从工具,工艺,修井液及现场应用等方面展开应用研究,以达到降低修井打捞周期,提高修井时效的目的。

疏松砂岩储层过筛管新型防砂管柱结构研究及应用

渤海油田储层地质特性以疏松砂岩为主,随着开采时间的增加,油气井会出现垢堵、砂堵、产量下降等问题。目前在对其疏松砂岩储层进行压裂增产改造后,需重新对疏松砂岩储层作防砂处理,由于受到小筛管机械防砂自身特性的限制,最终的防砂工程通常会出现防砂效果稳定性差、有效期短等问题。文章通过防砂筛管性能对比优选、管柱结构设计、数值仿真可靠性分析和地面实验,成功研制了一套适用于海上油田的新型双向膨胀悬挂预充填筛管的防砂管柱,为射孔压裂后的筛管建立挡砂屏障。经过现场试验,该型管柱具有悬挂牢靠、密封效果好、防砂性能稳定等优点。新型防砂管柱结构不仅能够提升海上过筛管射孔压裂增产措施的效果,而且对筛管破损井治理具有很好的指导借鉴意义。

水平井防砂管内旋转射流冲砂解堵机理与试验

随着水平井数量的增加,对水平井段防砂管进行高效的冲砂解堵日益重要。论述了一种旋转射流水平井段防砂管冲砂解堵技术。作业时用油管下入该井下装置,利用作业机带动油管上下移动,由于喷头可按照既定速度旋转,返回流体在水平段由常规的平稳轴向流动变为旋转流动,既可实现对防砂管的全方位解堵,又能避免砂粒沉积;高效喷嘴产生的射流直接对着防砂管冲击,能量集中;工作介质为清水(或注气水),不会对地层带来二次污染。现场应用了4口井,成功率100%,具有良好的经济和社会效益。

高压旋转射流解除井下防砂管柱的堵塞

在油田开发过程中 ,防止油层出砂是维持油田正常生产的一项关键技术措施。对于出砂严重的油水井 ,即使采取了机械或化学防砂措施 ,也不能保证油水井长期稳产 ,此时必须提出防砂管柱进行更换。介绍了一种新开发的旋转射流解除井下防砂管堵塞技术 ,在设计整套井下旋转射流解堵装置的基础上 ,对喷头旋转速度—流体压力关系、喷嘴冲击特性等进行了室内试验 ,并在完全模拟防砂管工作条件下 ,利用样机进行了实际解堵试验。现场 10多口井的试验结果表明 ,该技术切实可行 ,效果显著 ,具有良好的经济和社会效益。

胜利油田水平井防砂管柱打捞技术

根据水平井打捞时上提力和扭矩无法全部传递到井下水平段内 ,因此常规的上提、套铣和倒扣等都无法实施滤砂管打捞的问题 ,研究成功水平井水平段内大长度滤砂管打捞工艺技术。这项打捞工艺技术 ,首先是处理完水平井井筒内“鱼顶”上部的沉砂 ,再采用相应的工艺对滤砂管外的沉砂进行松动 ,然后下入增力打捞管柱 ,利用井下打捞增力器来改变打捞管柱的受力方式 ,并配套专用提放式可退捞矛 ,完成井下大长度滤砂管的打捞。 3口井的应用表明 ,打捞成功率达 10 0 % 。

机械式防砂管原油渗流试验研究

针对稠油疏松砂岩油藏采油工艺中防砂管极易发生堵塞的现状,对现存防砂管的滤材和结构进行了改进,并进行防砂管基本性能试验和压力极限的堵塞试验。结果表明:防砂管的渗透率受压差影响明显;含粘土等固体颗粒的原油在渗流过程中更容易使防砂管发生堵塞;在相同的渗流环境下,经滤材改进设计的新型防砂管渗透率最高,阻力系数最小,渗流量最大,并且渗透率随时间降幅最小,渗透性能最好;同时在极限压力下,经结构改进设计的新型防砂管渗流流量最大,能够长时间维持稳定渗流状态,试验结束后,绕丝完好,没有大量泥沙淤积吸附现象。

海上油田分层测试分层防砂管柱的研制与应用

针对海上油田高速强采情况下,多个油层一次射孔,同时开采所出现的问题,为摸清各个层的地层情况,应实施分层测试分层防砂工艺。研制的分层测试分层防砂管柱上部接有悬挂丢手封隔器,每层之间用层间封隔器分开,中间接有夹壁滤砂管使每一层形成一独立的封闭单元,每一层单元有一微电脑智能开关,用以控制每一层的开启和关闭,由于有些疏松砂岩油层出砂较严重,还须配以防砂工艺来达到其既能测试又能防砂生产的目的。分层测试分层防砂一体化管柱及测试工艺对于油田细分层系的合理开发以及注水工作的开展具有重要的意义。

海上一趟多层大直径防砂管柱打捞实践

渤海油田许多油水井采用大直径防砂管柱简易防砂的方式进行分层防砂、分层开采。生产过程中,许多井出砂导致需要打捞大直径防砂管柱,然后重新防砂。打捞存在的问题是:1打捞对象复杂,通常为一趟多层防砂管柱;2防砂管柱直径大,接箍直径更大,套铣无法通过接箍,因此不能像砾石充填防砂管柱一样套铣一层、打捞一层,每次最多只能套铣一根防砂管柱,导致打捞周期长、费用高、成功率低。针对套铣打捞困难,开发了分段水力切割打捞方法,即水力切割和打捞联作方法,并对水力切割中不同切割状态的刀片长度进行了理论计算和优选。综合运用这些方法,成功、快速地实现了大直径防砂管柱的打捞。

分支水平井防砂管柱阻卡原因分析及对策

为了分析分支水平井完井防砂管柱在渤海油田出现阻卡复杂情况的原因,研究形成针对性的技术对策,结合X1H1井作业时出现的现象、作业参数及管柱下入模拟分析,深入剖析了X1H1井完井防砂管柱阻卡原因,并对工艺和工具进行了优化。分析结果认为:井深1730.88 m阻卡为顶部封隔器卡瓦提前张开坐封造成了硬阻卡,同时井筒内可能有杂物和管柱间隙过小也是该次阻卡的原因;井深1155.50 m阻卡主要是管柱间隙过小,导致顶部封隔器上规环或胶皮卡在了壁挂器缩径处。形成的针对性技术措施为:完井作业前增加1趟通井作业以保障井筒内通径;刮管洗井采用多功能井眼清洁器,优化洗井管柱,提高井眼清洁程度;将顶部封隔器外径由152.4 mm减小至147.3 mm,提高防砂管柱的通过性。提出的针对性技术对策可有效解决分支井管柱阻卡复杂情况,为分支水平井技术在渤海油田的推广应用提供了借鉴。

压裂-砾石充填防砂管柱的研究与试验

低产出砂油井进行水力压裂改造后 ,在其生产过程中会发生油井出地层砂和压裂砂 ,造成油井卡泵 ,更为严重的会使油层裂缝在大量支撑剂吐出后发生裂缝闭合 ,使压裂效果受到很大影响。针对这一问题 ,研制出压裂 砾石充填防砂管柱 ,其原理是在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂 砾石充填防砂管柱下到井下油层段 ,在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业 ,同步实现油层改造和油井防砂的双重目的 ,并在现场试验中取得了成功。

高分子材料防砂管的研制与现场试验

针对胜利油田东辛采油厂部分出砂井高含水、地层砂分选程度差 ,采用化学方法防砂和绕丝筛管砾石充填防砂不经济的状况 ,研制成新型高分子材料防砂管。这种防砂管采用特殊成型工艺制成 ,具有防腐、防垢、强度高及憎水亲油的显著特点。经 2 2口井的试验 ,新型防砂管的防砂成功率达 81 8% ,累计增产原油 15 82 4t ,特别适合于高含水。

水平井防砂管柱强度计算

针对疏松砂岩油藏水平井利用滤砂管进行防砂的现状 ,文章根据力学理论详尽分析了防砂管柱在井下的受力情况 ,并进行了强度计算 (包括弯曲强度、压弯强度和抗拉强度 )。

纤维复合防砂管的研究与应用

针对孤岛油田水驱油藏防砂效果差、成本高的问题，开展了纤维复合防砂管的研究。通过优选过滤介质，对防砂管结构进行了优化设计，并研制出一种耐强度高、韧性好、渗透性好的新型纤维复合防砂管，配套了防砂工艺管柱，完善了现场施工工艺。结果表明，该防砂工艺改善了水驱油藏防砂管防砂的效果，简化了施工工序，降低了施工成本，经济效益和社会效益显著，推广应用前景广阔。

热溶性防砂管的研制与性能研究

针对目前稠油油藏机械防砂工艺中存在的作业成本高、无法进行堵水和分层开采的问题,提出采用热溶性防砂管技术方案,研制了相应的防砂管柱,并对其物理性能进行了试验研究。得到如下结论:(1)在260℃时无论何种介质均可将热溶性防砂管材料分解为液体,且过程不可逆;(2)热溶性材料的抗拉抗折强度较高,能够满足油田井下生产和作业的要求;(3)热溶性材料溶解后未对高温涂料砂的固结强度和渗透率造成影响,能够保证防砂后油水井的正常生产。

新型防砂管柱的研究与应用

为有效延长防砂有效期,研制了新型防砂管柱。该管柱主要由充填工具、防砂筛管、扶正器及托砂装置组成,与普通防砂管柱相比,有以下创新点:(1)防砂尾管的密封由丝堵变为密封插头,防砂管在下井过程中有利于保持内外压平衡,减小防砂管柱下井阻力,有利于保护防砂管;(2)管柱下部配套大通径密封工具,方便尾管的插入、密封及沉砂通道的畅通;(3)沉砂空间由尾管变为套管,在相同高度的情况下,沉砂容积增加28倍。新型防砂管柱现场实施36口井,作业一次性成功率100%,平均单井日产液83 m3,日产油5.5 t。

溶解型可脱落防砂管的研究

出砂严重的井容易引起滤砂管的堵塞,且防砂周期长,成本高。另外,在防砂作业使用丢手工具时容易造成意想不到的井下事故,影响施工作业。溶解型可脱落防砂管采用高分子材料,具有强度高、耐酸、耐油等优点,其最显著的特点是防砂过程中不需要丢手,减少了后期处理的困难。

割捞一体化技术在打捞大直径防砂管柱中的应用

在大直径防砂管柱打捞过程中,由于防砂管柱与套管(特别是防砂管柱接箍与套管)的间隙较小,套铣难度较大,防砂管柱以切割后再进行打捞为主,严重影响了作业时效,提高了作业成本。因此,对于大直径防砂管柱打捞作业,优选割捞一体化技术。该技术成功应用于多口油气井大修作业中,取得了良好的效果。

新型免拔可钻防砂管研究及应用

胜利油田水平井防砂存在金属筛管自身质量监控较困难，油层厚度较大、防砂管柱较长的油井容易形成卡管柱等而导致大修现象的发生，针对这些问题，通过对可钻型滤砂管材料选择、拉伸弯曲性能、轴向压缩及破碎性能的研究，研制出了一种新型免拔可钻的防砂新工具。该研究将滤砂管防砂管柱的中心管、滤砂器、本体等均设计成可钻铣或可化学降解的材料。现场应用表明：该工具显著增加了水平井的产能，有效解决了防砂失效后难处理的问题，可以快速、简单作业处理；打破了常规机械防砂为金属类材料的观念，有效利用了复合材料的优势，有机结合了机械防砂和化学防砂的优点。