水平井砾石充填调流控水筛管完井技术

针对常规水平井调流控水筛管完井存在封隔器封隔长度短、封隔段数有限和深井封隔器下入困难等技术难点,开展了水平井砾石充填调流控水筛管完井技术研究。在分析水平井砾石充填调流控水筛管完井技术原理及技术难点的基础上,分析对比不同类型调流控水筛管的优缺点,选用节流嘴式调流控水筛管或流道式调流控水筛管;根据水平井砾石充填调流控水完井的要求,优选聚合物低密度砾石作为充填砾石,并通过试验评价了砾石充填层的封隔效果,结果表明,砾石充填层可以阻止进入井筒内流体的横向流动,起到封隔器的作用;给出了砾石充填工艺,形成了水平井砾石充填调流控水完井技术。该技术在塔河油田A水平井进行了现场试验,与试验前相比,该井产油量提高了411.8%,含水率降低了13.5百分点。研究结果表明,水平井砾石充填调流控水筛管完井技术可以提高调流控水筛管的调控精度,起到稳油控水作用,具有一定的推广应用价值。      

水平井调流控水筛管完井设计方法研究

分析了水平井调流控水筛管完井条件下流体由地层流入井筒的流动过程,建立了与油藏耦合的水平井调流控水筛管优化模型以及不同类型的控水装置节流压差计算模型。研究了静态模拟和动态模拟两种调流控水筛管完井参数优化设计方法,分析了两种设计方法的特点、区别及运用方式,指出综合运用静态模拟参数设计和动态模拟参数设计进行水平井调流控水筛管完井优化设计的方法。通过实例计算分析,验证了所建立模型和水平井调流控水筛管完井优化设计方法的可行性与适用性。该研究成果为水平井调流控水筛管完井优化设计提供了一定的理论基础。     

胜利油田完井筛管现状及研究展望

水平井完井方式的选择直接影响水平井产能和效益的发挥,筛管完井由于成本低、污染小、产量高逐渐成为水平井的主要完井方式。胜利油田近年来水平井筛管完井的比例不断增大,大幅提高了水平井完井水平;但目前常用的筛管存在强度低、易损坏、寿命短、不能控流等许多问题,严重制约了水平井优势的发挥;未来胜利油田水平井完井筛管将向长寿命、多样化、智能化方向发展,以促进胜利油田水平井技术的不断进步。     

胜利低渗油田水平井筛管分段控流完井技术

为了延缓水平井筛管完井后期的含水上升速率、延长水平井生产寿命,胜利油田提出并推广应用了水平井筛管分段控流完井技术。水平井筛管分段控流完井的技术原理为:首先,要根据油井的油藏地质特征,利用管外封隔器将水平油层段合理分段,实现各个不同层系间的有效隔离;然后,利用数值模拟方法计算出油井合理的日产液量,根据油藏的物性参数制订产能分配方案、计算各段需要的渗流面积;最后根据计算结果在各段下入不同孔密或缝密的控流筛管,调节各段生产压差,使产层均衡供液,并控制底水均匀地向水平井筒推进。介绍了分段管外封隔器、变密度控流筛管、变密度割缝管等分段控流完井工具,及分段控流完井工艺。从推广应用至今,该完井技术已经在胜利油田及其所属外地区块的30余口水平井中进行了应用。应用结果表明,该技术稳油控水效果明显,油井含水率可比邻井同期下降10%,能实现各不同层系间的有效隔离、延长油井无水或低含水开采期。      

边底水油藏水平井ACP定位控水技术的研究与应用

桩西地区筛管完井水平井主要以大通径精密微孔滤砂管或打孔筛管为主,一般采用长井段、一次性投产方式,无法实现机械卡堵和定点封堵,筛管井段动用程度较低或动用不均匀。为实现筛管完井水平井的堵水要求,从室内实验入手,研究和评价ACP材料的性能、适应性及分段控水工艺,实现和解决了此类水平井定位封堵难题。实验结果表明该ACP材料具有良好的剪切变稀、结构重组及恢复特性,70℃下胶凝时间2~6 h,轴向承压强度0.8 MPa/m。在桩136-P2、1-P43两口井试验,取得了一定的效果和认识,为桩西筛管完井水平井高含水治理提供了技术支撑。     

水平井筛管完井提拉预应力工具的研制

为解决稠油热采水平井开发中套管串受热伸长的问题,研制出一种水平井筛管完井提拉预应力工具,采用水平井筛管上部固井段提拉预应力的完井方法,缓解套管损坏和井口抬升问题。室内和现场试验表明,提拉预应力工具可支撑套管完全离地,安全提拉力达100 t,提拉预应力工具可明显吃入地层,产生有效提拉力,满足水平井筛管完井作业要求。该工具填补了水平井提拉预应力工具的空白,具有推广应用价值。     

水平井选择性筛管完井技术研究

含有夹层、存在边底水的水平井,缺乏长期有效的分段完井技术,造成水平井水平段动用程度不均、稳产期短、含水上升快等问题。针对这些问题,配套完善了水平井选择性筛管完井技术;着重阐述了水泥充填裸眼封隔器分段完井技术。通过攻关研究,在完成单管注水泥充填封隔器分段完井管柱和施工工艺设计的基础上,成功研制了系列配套工具。其技术优势为:洗井/注水泥胀封一次管柱完成;定位器和定位短节配合能使内外工具准确定位;使用领浆胶塞引导水泥浆,能够准确地控制注入水泥量。室内试验成功后,在现场推广应用水平井选择性筛管完井技术63井次,并对施工后的水平井进行了效果分析对比,投产后基本能实现控水稳油生产。     

煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术

为了解决煤层气多分支水平井分支井眼因重入困难、不能下入筛管、无法实现筛管完井的问题,研制了空心结构的筛管完井重入引导工具,优选了煤层气多分支水平井完井方式,给出了分支井眼重入筛管完井施工步骤,形成了煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术。该技术在沁试12平1井的现场试验结果表明,对比重入引导工具与钻进时MWD测得的井眼轨迹数据可判断是否重入成功,筛管能顺利通过筛管完井重入引导工具下至分支井眼,实现分支井眼筛管完井。研究结果表明,煤层气多分支水平井分支井眼重入筛管完井技术,解决了煤层气水平井分支井眼无法重入、不能实现筛管完井的问题。      

水平井控水完井管柱的研究与应用

冀东油田早期多采用常规复合绕丝筛管完井方式对水平井进行开发,该完井方式单一,没有采取有效的水平井分段措施,笼统采油,最终导致水平井段过早水淹或报废。为此,研究了水平井控水完井管柱。该完井管柱采用调流控水筛管进行油层防砂,先期控水,保证各段出水均匀,能够延缓底水的锥进,延长水平井的采油寿命;利用遇油自膨胀封隔器对水平井段进行有效分隔,完井工艺简单,方便后期的分段作业;套管阀有效解决了防砂管与裸眼井壁间环空的洗井问题,保证了油层的解堵和顺利生产。冀东油田2口井的应用情况表明,用调流控水筛管防砂完井的井产油量明显高于用复合绕丝筛管完井的井,起到了很好的控水作用。     

稠油热采水平井化学防砂技术研究与现场试验

由于筛管完井稠油热采水平井二次出砂问题尚不能有效地解决,为此开展了稠油热采水平井化学防砂技术研究。通过室内实验及水平井现场试验,成功研制出一种适用于稠油热采水平井的树脂防砂剂。现场试验结果表明,该防砂剂可有效治理稠油热采水平井筛管失效后的二次出砂问题。     

水平井控水砾石充填防砂技术研究

为满足控水与防砂的双重需求,解决控水筛管充填难度大及后续地层处理难的问题,通过设计旁通滑套AICD筛管并完善其配套技术,研究了一种水平井控水砾石充填防砂技术.旁通滑套AICD筛管通过增加旁通滑套提供额外液流通道,降低充填压力,通过开关滑套满足地层处理及提液等需求.为验证其可行性,自主搭建了可视化水平井充填模拟试验平台,...     

水平井流线数值试井解释模型及应用

考虑水平井渗流特征建立了水平井流线数值试井解释模型,包括生产阶段的渗流数学模型和测试阶段的流线数学模型,两个阶段的数学模型不仅都能够考虑油藏非均质性、生产历史、油水两相流、复杂井网及复杂边界等因素的影响,还能考虑水平井不同的井筒流动形态。采用流线方法求解该模型和遗传算法进行试井自动拟合解释得到油藏参数,形成了适用于中高含水期油藏的水平井流线数值试井解释新方法。通过对反五点井网水平井典型模型的求解,结合其流线分布形态分析,得到了水平井流线数值试井解释模型的压力响应特征。编制了流线数值试井解释软件,并结合油田应用实例,证明了软件及模型的实用性。     

Ahdeb油田水平井控水完井及一体化耦合模型

Ahdeb油田上部主力层系采用水平井注采井网开发，前期取得了较好开发效果，但开发过程中部分井组稳产与高含水矛盾日益突出，亟需开展水平井调流控水研究。针对Ahdeb油田这类边水或注入水在高渗层或断层裂缝带突窜引起的水平井见水，基于不同钻遇储层特征，形成了水平井控水完井分类治理方案，并建立了一套同时适用于盲筛分段组合、中心管和ICD控水完井工艺的井筒-油藏一体化耦合数值模型。该模型重点考虑了水平井筒受多种作用力下的变质量流动过程，提高了单井的模拟和实际含水率匹配度。研究表明：对于根部见水的水平井，ICD完井及中心管完井均有较好控水效果，含水率从49.8%分别下降至37.8%和35.0%。完井控水装置的限流范围应略大于出水井段，才能有效控制含水率。调流控水装置下入时机应选择在水平井见水前，能够最大程度降低整个生产过程中的含水率，从而提高单井累产油量。     

基于FLUENT的流量控制阀优化设计及试验

在水平井开发过程中,由于底水锥进、跟趾效应等原因会导致油井高含水,给油田稳产增产带来困难。利用FLUENT建立自适应流量控制阀的仿真计算模型,对其核心结构进行优化设计,并分析不同工况条件下的性能参数。经试验验证,所设计的自适应流量控制阀的油水流入控制比从常规的4.4倍提高到8.5倍,还可以随着流体黏度的变化,自动调节过流阻力,达到控水增油的设计目的。     

确定气水同产水平井流入动态关系的新方法

气水两相渗流过程中,气体从水中逸出,或水从气体中析出会改变气藏渗流特征。针对这一现象,基于渗流力学的基本理论,结合保角变换数学方法,将水平井三维流动简化成水平面和垂直面的两个平面流动,同时考虑地层中气水相互溶解和挥发的过程,推导出水平井气水两相渗流的数学模型,建立了水平井气水两相产能方程,并结合相对渗透率辅助方程及水驱气藏的物质平衡压降方程,建立了气水同产水平井综合渗流模型。利用自动拟合方法,通过对气井产气量、产水量、油套压的自动拟合分析,求取气水同产水平井综合渗流模型参数,同时得到气水两相产能方程、气水相渗曲线、单井控制储量与水侵强度。该方法摆脱了确定气井产能必须依靠现场试井的局限,为气水两相流井的产能及动态分析提供了一种新的理论方法。     

边水气藏水平井压力动态点源解的计算方法

某气藏边水活跃，气水关系复杂，利用水平井开采有水气藏取得了较好的开发效果，因此边水气藏水平井试井解释方法技术有着广阔的应用前景。为此，利用点源函数的思想建立了边水气藏渗流数学模型并求得了其基本解；通过积分变换的办法获得了边水气藏水平井压力动态响应函数；利用贝塞尔函数积分性质和泊松叠加公式对其压力响应函数进行了数学变换和简化；利用杜哈美原理、stehfest反演算法、Muskat的方法求解了该模型，得到了考虑井储和表皮影响的顶、底封闭边水气藏水平井的无因次压力和压力导数对无因次时间双对数曲线，分析了边水气藏水平井渗流特征及其影响因素；绘制了一系列的边水气藏水平井无因次压力和压力导数对无因次时间双对数曲线的典型图版。     

低黏度原油自适应控水装置设计及试验研究

海上油田多采用长水平井开发,其“趾端效应”突出、边底水锥进现象明显,制约了油田的高效开发。对于目前南海西部油田再生产井低黏度原油高含水的问题,常规自适应流入控制装置存在局限性,创新地提出了一种适用于低黏度油的新型自适应控水装置。新型自适应控水装置设计基于流体力学沿程摩阻理论与流体旋涡理论,其结构由择流器和旋流器组成,放大油水性质差异。采用软件对控水装置进行仿真模拟,将油水压差比作为性能指标,并搭建试验设备进行试验验证。根据仿真模拟及试验结果表明,水通过控水装置的压降远高于油的压降;且随着含水率增加,产生的过阀压降增加,证明新型自适应控水装置对低黏度油具有很好的控水稳油效果。     

海上油田电控智能控水采油工具研制及性能评价

为了解决渤海油田高含水阶段生产井分层控水采油难题,提高生产井的稳油开发效果,研制了电控智能控水采油工具。工具采用单芯电缆实现井下供电和通讯,设计采用多测试通道并列结构,配备流量、含水率、温度和压力实时测试功能;采用超声波时差法测量单层产液量,采用射频法测量单层产液含水率,能够根据各层含水情况进行实时控制,实现生产井生产时的控水稳油。工具性能试验结果表明,电控智能控水采油工具在60 MPa压力下密封性能可靠,120 ℃温度下工作正常,含水率测量范围0~100％,在流量高时流量测量精度高,满足海上油田现场应用要求。电控智能控水采油工具为海上生产井实现分层采油、高效稳产开发提供了新的控水工具,也为下一步海上油田现场应用奠定了技术基础。      

井下存储式浮子流量计在水平井产液剖面测试中的应用

水平井产液剖面测试使用的涡轮流量计受启动流量影响,不适应于低液量水平井测试。研制了适用于小流量测试的井下存储式浮子流量计,并与温度、压力、含水测试传感器组成井下存储式水平井产液剖面测试仪,该仪器随油管下入水平井段,无需电缆和爬行器,可在油井正常生产的情况下连续工作一个月,提高了低液量水平井产液剖面测试的准确率和成功率。室内实验和现场先导性试验表明,井下浮子流量计应用于水平井产液剖面测试可行,为低渗透油田水平井产液剖面的流量测试提供了新途径。