水平井分段砾石充填技术及现场应用

为提高水平井裸眼长井段砾石充填密实效果,解决水平井筛管的堵塞问题,开发了水平井分段砾石充填技术。介绍了水平井裸眼分段砾石充填管柱、主要砾石充填工具——新型砾石充填复合防砂筛管、充填封隔器和充填洗井总成的结构及工作原理,阐述了水平井分段砾石充填技术在胜利油田单56-平23井的应用情况。应用结果表明,水平井分段砾石充填技术充填均匀可靠,效果理想,可避免长井段充填时因砂沉积在某一段而无法继续填砂的风险,有效提高了水平井裸眼长井段砾石充填密实程度,是长水平段水平井防砂技术的发展趋势。     

热采砾石充填设备需要专门设计

热采井中成功的砾石充填完井取决于井下设备的合理设计及选择。为正常的地热环境所设计的砾石充填设备通常缺乏在热采井完井中保持满意性能所必要的强度。因为这种设备不能承受大的误差，因此在标准运用中不必要考虑或适应所产生的热应力。本文讨论了热采井选择砾石充填设备的设计原则，在给出实验结果和现场结果的同时，也给出了解决问题的理论方法。     

热采水平井管外封隔器封隔材料高温力学性能试验

国内外各油田运用水平井热采技术开采稠油已形成一定的规模,与传统方式相比,取得了明显的经济效益：近年来通过监测发现,稠油水平井注汽后只有1／3井段吸汽,影响了热采效果。为解决水平井吸汽不均匀的问题,需要采用管外封隔器对水平井段进行分段完井。在热采水平井中,井下工作温度可达300°C,而现有的封隔器高分子封隔材料不能满足稠油热采的要求。通过高温（300°C）试验研究,得到了一种适合于稠油热采的管外封隔器封隔材料,并获取了这种新的封隔材料的应力-应变关系及杨氏模量等力学参数,为预测封隔器在高温下的工作性能提供了重要依据。     

水平井砾石充填物理模拟试验装置

在水平井中,由于砾石充填方向与重力方向相垂直,因而其充填规律与直井存在着根本的区别。为了研究水平井内的砾石充填规律,提高水平井砾石充填率和防砂效果,研制了水平井砾石充填防砂物理模拟试验装置。该装置由透明模拟试验井筒、起升系统、砾石充填设备、数据采集和图象处理系统五大部分组成。利用该物理模拟试验装置对水平井砾石充填机理进行了系统的试验研究,得出了水平段的砾石充填沉积规律。     

新型砾石充填悬挂工具——CTXGF封隔器

目前,胜利油田常用的充填工具主要有SL-FS-P1、SL-FS-WT1型工具。这类工具以单向密封皮碗为封隔器总成,在使用过程中存在着以下不足:一是施工工序复杂,当充填完毕后,起出丢手管柱,再下一趟密插管柱,才能达到防砂目的;二是整个留井管柱没有卡瓦锚定,仅仅依靠充填的砾石来固定,管柱存在窜动的隐患。针对这种情况,开发研制了一种新型的砾石充填悬挂工具——CTXGF封隔器。该工具集悬挂、密封、防顶、循环、丢手、挡砂、安全控制于一体,属一种多功能、性能优良、技术指标优越的充填砾石(或挤压充填砾石)专用工具。目前在油田防砂中已展开应用,取得了良好的效果。     

水平井砾石充填SLCH防砂工艺矿场试验

砾石充填是适用于疏松砂岩油藏水平井的一种较好的防砂方法，但由于在充填过程中水平段容易形成砂桥导致防砂失败，长期以来在中国缺乏成功的矿场应用实践。介绍了水平井砾石充填SLCH防砂工艺，详细阐述了该工艺的基本原理、防砂管柱结构、施工流程、施工参数和矿场试验情况。矿场试验证实，SLCH防砂工艺能够较好地应用于疏松砂岩油藏水平井防砂，具有良好的推广应用前景。     

水平井砾石充填防砂工艺研究

综述了水平井砾石充填的防砂原理以及个别应用实例,并评价了应用的效果和对地层的伤害,重点分析了充填过程中的堵塞机理等技术难点,并对该技术的发展前景进行了展望。     

水平井砾石充填参数优化设计的正交数值试验法

影响水平井砾石充填效果的施工参数包括砂浆排量、携砂比、携砂液黏度、冲筛比和滤失强度等,影响机理比较复杂,采用常规方法难以对其进行优化设计。首先确定这些因素的位级取值,然后使用正交表对其进行排列组合得到少量组合方案。利用水平井砾石充填数值模拟软件对这些组合方案分别进行数值试验,得到每种方案的充填效果评价指标;采用直观分析方法确定最优参数组合。对最优参数组合重新模拟表明,正交数值试验法得到的施工参数组合确实能达到最好的充填效果。采用方差分析法得到各因素对水平井砾石充填效果影响程度从大到小排序为:携砂比、冲筛比、充填排量、滤失强度、携砂液黏度。     

水平井裸眼砾石充填管柱改进与应用

砾石充填对于提高粉细砂岩和高泥质含量油藏的防砂成功率和延长防砂有效期具有明显的效果。现有裸眼砾石充填管柱存在管柱到位无显示、充填总成关闭不严、阻流器分段效果差、环空充填率低等问题。针对这些问题进行了改进,设计了具有工具到位信号显示、充填口自扶正和双级密封功能的底部充填装置和压差式阻流器,提高了工具可靠性。现场应用表明,改进后的工艺管柱施工成功率100%,平均环空充填率98%。     

水平井旁通分流砾石充填工具的研制

目前,国内用于油气井防砂的砾石充填技术,对于井斜角小于45°的定向井已经相当成熟,效果很好,但是当井斜角大于45°时,砾石充填效果会急剧下降.为此,研制出了水平井旁通分流砾石充填防砂工具.介绍了该工具的结构和工作原理,进行了单元件之间的对接试验和分流管充填试验.试验结果表明单元件互换对接性能良好,接头密封、自锁性能良好;采用该工具进行砾石充填能使水平井段完全充满砾石.     

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。      

水平井砾石充填过程实时数值模拟研究

分析了水平井砾石充填过程及其特征,考虑携砂液向地层的滤失以及井筒环空、冲筛环空之间的流体质量交换,分别建立了井筒环空、冲筛环空2个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程以及各系统间的流动耦合方程,得到描述水平井砾石充填过程的时间相关数学模型。开发模拟软件对整个充填过程能进行可视化模拟,预测堵塞的发生及堵塞位置、充填率等。使用软件对完全充填、提前堵塞两种情况进行了算例模拟计算,分析了充填过程中的各动态参数的变化规律,模拟及分析结果符合水平井砾石充填的基本特征。砂浆排量、携砂比、携砂液粘度、冲筛比、滤失强度等因素对充填效果有一定影响。     

砾石充填的物料优选

通过控制质量和颗粒尺寸分布来改善工业砾石的质量，可以减小充填颗粒尺寸并改善控砂效果而同时又能维持最大的渗透率。本文用实例说明了以砾石尺寸和类型来估算充填砾石在一定孔隙度下的渗透率的方法。     

水平井砾石充填数值模拟研究

对于疏松砂岩油藏水平井,较好的防砂方法是绕丝筛管砾石充填防砂,但目前成功率很低.本文在分析水平井砾石充填过程和充填机理的基础上,运用固液两相流理论分析了充填过程中的流动阻力,对Gruesbeck提出的模型进行了改进,建立了考虑流体滤失的水平井砾石充填数学模型.通过计算分析了各种因素对充填效率的影响,表明:(1)在一定范围内,充填效率随充填排量、携砂液粘度、冲管与筛管直径比的增加而增加,但这些数值过大不利于充填成功率的提高.(2)充填效率随携砂液中砾石浓度、滤失量及砾石直径的增加而降低.运用此方法可系统优化水平井砾石充填施工参数,制定科学合理的施工方案,提高防砂成功率.     

水平井下冲封隔器的研制与应用

为解决目前油田套管完井的水平井中应用的常规封隔器冲砂中途易坐封、液缸内密封不严易进砂以及水平井管柱不能实现边冲边下的问题,研制了水平井下冲封隔器。该封隔器采用皮碗收缩保护可释放坐封装置和橡胶整体硫化密封装置,耐冲刷,密封可靠（密封压力达30 MPa）。室内实验和现场应用表明,该工具综合性能安全可靠,能很好地满足水平井177.8 mm/139.7 mm套管防砂完井生产的需要。     

海上热采防砂封隔器研制与室内试验

海上稠油热采开发过程中,通常采用蒸汽吞吐的方式进行原油开采。为满足稠油热采长效密封要求,研制了HPHT-215型热采防砂封隔器。封隔器胶筒采用特制的氟硅基复合材料+玻璃纤维网结构,并开展了材料性能评价测试。通过有限元分析和室内胶筒组合测试,对胶筒材料和组合结构进行了评价优化。室内全尺寸整机测试表明:封隔器能够满足耐温350 ℃、耐压21 MPa密封性能要求,并开展了高低温多轮次密封性能评价测试。该型热采防砂封隔器的研制成功,为海上稠油蒸汽吞吐多轮次开发提供了保障,具有广泛的应用前景。     

基于Fluent的径向水平井砾石充填参数数值分析

径向水平井开发过程中砾石充填参数对充填效率的影响不容忽视.为了研究径向水平井砾石充填过程中各因素对充填效率的影响以及如何合理配置参数的问题,基于计算流体动力学对砾石充填工具进行数值模拟分析,并将仿真数值与正交试验结果进行横向对比,评估数值模拟分析结果的准确性.结果表明:砂浆排量越高、携砂液黏度越大的砾石输送的距离远,更...