一种稠油冷采解堵增产的新技术

本文主要叙述了一种用于油气井增产的新技术，此技术是在复合射孔技术的基础上针对稠油开采出砂、高凝油层结蜡的热采成本较高等问题而研究开发的一种新型的工艺技术。采用大孔径、深穿透复合射孔技术，通过射孔形成较大的的射孔孔眼，再采用扩径及高能低燃速的推进剂燃烧产生大量高温、高压气体，疏通射孔孔眼和清除井壁结蜡，并形成许多有效裂缝，达到解堵增产的目的。该技术应用效果良好，特别对稠油 的开采、增产更具有推广应用价值。     

高孔密、大孔径140射孔器的开发应用

部分油田的稠油开采采用出砂冷采技术,要求在射孔完井中尽量提高射孔孔眼的密度和孔径,高孔密、大孔径140射孔器就是为了满足出砂冷采技术需求开发的.着重介绍了高孔密、大孔径140射孔器的开发研制及其应用情况.通过对枪身器材的优选、射孔弹结构及性能的改进、布孔方案的设计,实现了孔密40孔/m,套管孔径28 mm,穿深246mm的技术指标.同时又对跟踪测量仪的结构进行了改进,提高了测量精度.通过现场应用取得了较好的增产效果,为今后进一步提高高孔密大孔径射孔器的性能提供了借鉴经验.     

考虑拖曳力的出砂预测新模型及应用

以往油井出砂预测模型都建立在静态基础上,与实际情况存在一定偏差。针对此问题,分析了射孔完成井的油层出砂机理,以线弹性理论为基础,以Fairhurst推导得到的井眼周围应力分布表达式为依据,得出射孔孔眼周围的应力表达式及射孔孔眼壁上任意位置的周向有效应力表达式,同时考虑变温应力和流体渗流作用的拖曳力影响,建立了一种新的射孔完井出砂预测模型。对实例井分析表明,该模型计算结果与实际情况更吻合。应用该模型研究了射孔方位、射孔参数对油井出砂的影响,结果表明深穿透射孔弹比大孔径射孔弹能更好地避免孔道出砂,采用定向射孔能有效地减少油井出砂问题。其结果对砂岩油藏射孔优化设计具有一定的指导意义。     

稠油出砂冷采对射孔技术的要求

稠油出砂冷采作为一种新的采油工艺可以成功地运用于胶结不好的砂岩油藏。采用大孔径、高孔密封孔技术对稠油出砂冷采是必须的，并且对射孔压力和射孔井段有一定特殊要求。     

射孔对套管损坏分析研究

为确定射孔对套管的损坏影响,应用有限元法对射孔后套管结构进行理论计算,得出射孔后套管强度比射孔前平均下降20%左右的结论.为进行进一步研究和验证理论计算的准确性,进行了现场试验,对射孔前后孔眼周围厚度的变化、孔眼丢失面积、套管质量变化、套管硬度和密度变化、弯曲度等方面进行了现场模拟,并对试验结果进行了详细分析.射孔后孔眼周围厚度明显增加,平均突出高度为1 mm,加厚位置在孔眼2 mm范围内;孔眼的质量损失对套管整体几乎没有影响;每米孔眼丢失面积比为0.017%;射孔后孔眼周围的硬度略有增加.     

优化射孔孔眼形态和定向控制油井出砂

砂岩油藏油井的不完善会降低产量及冲蚀生产设备,引起不完善的主要因素是射孔孔眼破裂,造成油井出砂.传统机械防砂技术对于某些油藏可能没有效果.为了控制油井出砂,采用模拟油井出砂的发生和严重程度来确定获得期望产量的最经济防砂方法.通过模拟破裂状况,提出了一种改善钻井和完井作业的先进技术.采用三维孔弹塑性有限元模型去模拟射孔孔眼的稳定性,在现场得到了很好的应用.     

稠油热采井注汽及油层出砂对套管的影响

对胜利油田单二区块稠油热采井注汽及油层出砂进行了有限元数值模拟研究,得出如下结论:(1)油层注汽引起岩层温度升高,套管应力增加,易造成套管轴线偏离,发生错断;(2)热采井出砂严重时,出砂区域地层软化,地层骨架失去承载能力,出砂区域内套管轴向应力为压应力,当超过极限应力时,易发生套管弯曲变形、错断和缩径;(3)随着出砂量的增大,套管射孔孔眼应力集中系数增大,当孔边应力达到套管材料的屈服极限时,会导致孔眼塑性破坏。     

河南油田稠油出砂冷采几个重要问题探讨

在根据现场资料分析研究的基础上,结合河南油田稠油油藏特点,对影响稠油出砂冷采技术发展的4个主要问题进行了探讨。结果表明：稠油出砂冷采井必须采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术;采用适应高含砂量和高原油粘度的高转速螺杆泵,且螺杆泵下入油层底部;特、超稠油是出砂冷采技术的主要应用领域,现场试验必须有足够的时间,并采取相应的技术措施;对受断层控制的窄条状多层稠油油藏,宜采用丛式定向井进行开发。     

河南油田稠油出砂冷采几个重要问题探讨

在根据现场资料分析研究的基础上,结合河南油田稠油油藏特点,对影响稠油出砂冷来技术发展的４个主要问题进行了探讨。结果表明：稠油出砂冷采井必须采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术;采用适应高含砂量和高原油粘度的高转速螺杆泵,且螺杆泵下入油层底部;特、超稠油是出砂冷采技术的主要应用领域,现场试验必须有足够的时间,并采取相应的技术措施;对受断层控制的窄条状多层稠油油藏,宜采用丛式定向井进行开发。     

套管压裂过程中射孔孔眼冲蚀数值模拟

套管压裂过程中,携砂液在射孔孔眼处产生节流,造成孔眼处发生冲蚀,使孔眼的几何参数增大甚至产生裂纹,影响施工的安全和效果。为此,利用数值模拟软件,采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪理论,分析了不同排量和含砂量情况下射孔孔眼附近的流场、颗粒的运动轨迹及孔眼的冲蚀规律。分析结果表明,随着含砂体积分数的增大,射孔孔眼的冲蚀速率不断变大,当含砂体积分数为15%时,孔眼的冲蚀速率达到2.99×10-5m/s;当排量为9 m3/min时,射孔孔眼的冲蚀速率陡增为2.03×10-5m/s,是排量为8 m3/min时最大冲蚀速率的2倍多。研究结果可为现场射孔和压裂参数优化提供科学依据。     

深层稠油油藏射孔参数优化研究

吐玉克区块是吐玉克油田即将投入规模开发的深层稠油油田，油藏埋藏深，原油粘度高，通过孔眼流动特征比较复杂。考虑到稠油井选择套管射孔完井，针对稠油油藏特征，对影响稠油井产能因素进行了敏感性分析，并对稠油井射孔参数进行优化，确保发挥稠油井最大产能。     

砾石充填防砂井产能预测方法

流体从砾石充填防砂井供给边缘到井筒的流动分为4部分：从供给边缘至井筒的平面径向流，射孔孔眼附近的球面向心流，通过射孔孔眼的单向流，由射孔孔眼到筛管的发散流。建立了计算各部分单相渗流的流动阻力数学模型，并考虑紊流对井筒附近流动阻力影响。对模型求解，研究影响产能的敏感性参数。对胜利油田某砾石充填防砂井产能计算的结果表明：按单向流、径向流及发散流计算井筒内流动阻力的结果差别较大，仅用单相流或径向流模型计算井筒内压降有一定误差；防砂井压降主要出现在射孔孔眼内及其附近，孔眼内填满地层砂时孔眼内的压降是总压降的48％，而填满砾石时是总压降的29％，将每个孔眼填满砾石是提高防砂井产能的根本保证。图1表2参10     

114mm大孔径高孔密防砂射孔器在胜利油田的应用

如何在不影响油井产能的情况下有效地控制油井出砂成为射孔防砂技术的关键。胜利油田测井公司开发研制出一种114nm大孔径高孔密防砂射孔器，能在射孔的同时起到防砂的作用。它适用于出砂层和稠油层射孔；配合防砂材料进行高压填充，防砂效果更为明显，因此，提高了油井产量，降低了采油成本。     

114 mm大孔径高孔密防砂射孔器在胜利油田的应用

如何在不影响油井产能的情况下有效地控制油井出砂成为射孔防砂技术的关键.胜利油田测井公司开发研制出一种114 mm大孔径高孔密防砂射孔器,能在射孔的同时起到防砂的作用.它适用于出砂层和稠油层射孔;配合防砂材料进行高压填充,防砂效果更为明显,因此,提高了油井产量,降低了采油成本.     

防砂射孔

在油井生产过程中不可避免地产出砂现象，该文介绍了一种通过优化射孔参数（相位、孔密、弹型）进行防砂的射孔方法。事实证明出砂是由射孔孔道裂造成的，为了有效地防砂就必须有一个稳固的射孔孔道（影响因素有生产压差、产能损失和含水率）。本文从模型、试验模型及经验值三个方面中何预防射孔孔道出砂。深穿透射孔弹比大孔径射孔弹能更好地避免孔道出砂，因为它产生的细孔道比大孔径弹产生的大孔道更稳定。优化相位角是在井筒半径和孔密一定的条件下，使相邻射孔孔眼间距在三维空间最大，避免相邻孔眼间断裂带的联结。北海Magnus地区数据表明采用以上两种方法有效地减少了出砂问题。在层位各点有明显地应力变化的情况下，采用定向射孔可增加孔道的稳固性（特别是压差增加和产能损失时）。该文主要介绍了如何应用这三种方法来进行防砂射孔，此外还对根据不同井深的地层强度变化进行射孔选择和根据生产压差、产能损失和含水率等因素对射孔孔道的稳固进行确定等方法做了简要介绍。     

稠油出砂冷采激励地层出砂技术

在大量分析研究的基础上确定了稠油出砂冷采成功与否的先决条件，即油层能否大量出砂形成蚯蚓洞网络。在此基础上进行了激励地层出砂技术研究。研究结果表明，大孔径射孔弹平均入口孔径为17．75mm，平均穿深为285．5mm，起爆率、穿孔率达到100％，杵堵率为0；优选出的稠油冷采活化剂具有降粘能力强、洗油率高的优点，在现场实施中取得了较好的效果；大孔径、深穿透、高孔密复合射孔激励地层出砂技术和稠油活化剂诱导地层出砂技术，都具有较好的激励地层出砂和增产效果。     

高温高压深井射孔段套管应力理论计算与分析

在高温高压深井套管射孔完井作业过程中,井下套管处在极为复杂恶劣的环境中,特别是封隔器以下套管受射孔冲击力的影响,受力状态瞬间发生改变,出现瞬间失稳、脉动甚至弯曲折断现象。为此,综合考虑内外压、油层出砂及套管自重等因素,运用断裂力学理论和有限元法分析射孔段套管的应力,对比分析其强度安全性。分析结果表明,相同工况及出砂量下,外径139.7 mm、壁厚9.17 mm和10.54 mm射孔套管应力理论解比有限元解大;大量出砂使射孔段套管发生弯曲,射孔改变了套管的力学性质;孔眼附近有应力集中现象,造成射孔处套管抗挤强度降低;孔眼周围的应力沿螺旋线布孔方向相对较小。研究内容可为优选射孔工艺、泵压、排量、套管规格与钢级等参数提供必要的参考依据。     

稠油出砂冷采技术现场实施难点及对策

稠油出砂冷采是允许地层砂随流体一起采出 ,这对于开采稠油是既经济而又可行的方法。在现场资料分析研究的基础上 ,对稠油出砂冷采技术现场实施的 6个主要问题进行探讨。结果表明 :稠油出砂冷采井必须采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术 ;采用适应高含砂量和高原油粘度的高转速螺杆泵 ,且螺杆泵下入油层底部 ;现场试验必须有耐心和决心 ,并采取相应的技术措施。     

稠油出砂冷采中的完井与引流技术

冷采被用作一种新的采油工艺可以成功地用于未胶结砂岩中的稠油。采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术对稠油出砂冷采是必须的 ;采用适应高含砂量和高原油粘度的高转速螺杆泵 ,且螺杆泵下入油层底部等引流技术措施对出砂冷采是十分有利的。     

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确定合理射孔施工负压差是气井射孔工程优化设计中的重要内容,其中最大无砂负压是气井射孔负压设计中难获得的参数。它不仅直接以射孔的孔眼的稳定性孔隙还与孔眼的负压清洗效果密切相连,直连影响到射孔气井的产能。文章在大量文调研的基础上,建立了求解最大无砂负压差的弹性性力学与渗流力学的耦合模型,从而提出了确定气井射孔完井最大无砂负压差的新方法。该方法同时考虑了气体流劝的非达西效应、岩石力学性质、流体特性、射孔