水平井泡沫流体冲砂技术研究及应用

水平井冲砂作业时由于地层压力较低冲砂液漏失严重,泡沫流体冲砂技术可以有效减轻低压水平井的漏失问题,提高冲砂效率。通过实验和数值模拟方法研究了泡沫流体的携砂能力,得到了泡沫流体的携砂规律,并进行了现场应用。研究结果表明:当泡沫特征值为0.85时泡沫流体的黏度达到最大值1.14Pa·s,直径为0.5mm的砂粒的沉降速度为10-4～10-3m/s,几乎可以悬浮在泡沫中;在接近水平的环空管道,泡沫流体的携砂性能远大于混气水和水的携砂性能,泡沫流体更适合于水平井的冲砂洗井。现场应用实例证实了泡沫能有效防止地层漏失,顺利建立起油套循环,作业后产量有较大幅度的增加,泡沫流体冲砂洗井技术是清除低压水平井井底出砂的一项有效措施,对现场具有指导意义。     

氮气泡沫流体冲砂技术在大港油田低压漏失井中的应用

低压漏失井、水平井采用常规的水基液冲砂作业存在漏失严重、难以建立循环、携砂能力弱、地层砂难以返出地面等缺点。氮气泡沫流体具有低密度、高黏度、携砂能力强的特点,其作为冲砂液能将地层砂全部携带出井筒。氮气泡沫流体连续冲砂技术在港西油田现场应用表明,该技术有效解决了水基液冲砂作业存在的问题,提高了作业效果,缩短了作业时间,产能恢复期明显缩短,增产效果明显。     

氮气泡沫冲砂洗井工艺在靖边气田的应用

随着靖边气田持续开发,地层压力逐步下降,低压气井修井过程中大量压井液漏失进入地层,会造成储层伤害,同时由于井筒洗井建立不起循环,造成井筒赃物及沉砂无法有效清洗,影响气井的正常生产。本文深入分析了靖边气田低压气井洗井中存在的技术难点,通过室内实验优化了氮气泡沫冲砂洗井工艺,并开展了现场应用试验。。试验结果表明,氮气泡沫冲砂洗井工艺可以有效的降低洗井液漏失,减少储层伤害,提高携砂性能,确保低压气井快速恢复产能。     

水平井泡沫流体冲砂洗井技术研究

针对漏失井使用水基冲砂洗井液不返液或漏失量大的问题，不用添加任何化学堵漏剂，使用低密度泡沫流体冲砂洗井，可有效地减轻低压井中冲砂液的漏失。为此，以流体力学为基础，建立了水平井泡沫流体冲砂洗井的数学模型，给出了边界条件和限制条件，并编制了相应的参数设计程序。通过对水平井泡沫流体冲砂洗井过程的模拟，得到了泡沫流体密度、泡沫质量、压力、泡沫流速在井筒内的分布，以及环空回压与注入压力、井底压力、泡沫流量等参数的关系。现场应用表明，泡沫流体冲砂洗井有效地防止了冲砂液漏失，并且作业后能够迅速恢复生产，延长了平均检泵周期，是清除低压油气井井底出砂的一项有效的技术措施。     

涩北气田泡沫冲砂技术的应用

随着涩北气田的规模开发,地层压力系数小于1.0的气井数量逐年增多,导致气井地层压力低于井筒静液柱压力,常规冲砂作业中,井筒内流体极易漏失到地层,对地层造成伤害,产能恢复困难;且冲砂液不能有效建立循环,影响冲砂施工。而泡沫液具有密度低、滤失小、粘度高、地层伤害小等特点,可以解决常规液体对压力低、漏失大的地层所带来污染严重、产能难以恢复等问题。涩北冲砂实践证实,泡沫冲砂液静液柱压力低,能有效控制地层漏失,携砂性能好,冲砂效率高,对地层伤害小,有利于低压井冲砂作业后的产量恢复。     

稠油井防漏失冲砂管柱研究与应用

稠油井随着蒸汽吞吐次数的增加和二次井网的加密开采，地层压力大幅下降，地层的亏空也日趋严重，油井出砂，造成井下管柱砂卡、尾管砂堵等事故的频率也越来越高，同时由于地层压力的下降，使得冲砂过程中常常发生井下漏失严重，造成无法冲砂，油井无法恢复生产。防漏失冲砂管柱通过对出砂井段进行封隔，实现了洗井液与漏失层的隔离，能有效地冲出井底沉砂，现场应用获得了成功。     

稠油井防漏失冲砂管柱研究与应用

稠油井随着蒸汽吞吐次数的增加和二次井网的加密开采 ,地层压力大幅下降 ,地层的亏空也日趋严重 ,油井出砂 ,造成井下管柱砂卡、尾管砂堵等事故的频率也越来越高 ,同时由于地层压力的下降 ,使得冲砂过程中常常发生井下漏失严重 ,造成无法冲砂 ,油井无法恢复生产。防漏失冲砂管柱通过对出砂井段进行封隔 ,实现了洗井液与漏失层的隔离 ,能有效地冲出井底沉砂 ,现场应用获得了成功。     

连续管氮气泡沫冲砂技术在涩北气田的应用

涩北气田含气井段长、地层胶结疏松、压力低,储层出砂十分严重,采用常规冲砂作业时井筒内流体极易漏失到地层,对地层造成伤害。为此,引进了连续管氮气泡沫冲砂技术。该技术可实现不动管柱带压作业,可最大限度地缩短停产作业时间;配置的低密度泡沫液可有效控制液柱压力,防止低压出砂井作业时常见的漏失问题。现场应用结果表明,连续管氮气泡沫冲砂工艺成功解决了涩北气田地层压力低,常规冲砂井漏的技术难题,实现了安全、高效、低成本作业,平均可缩短工期84 h,可节约作业费用50%,同时还具有安全环保的优势。     

连续管氮气泡沫洗井技术在超深高温碳酸盐岩水平井中的应用

塔中I号气田主要采用长水平段裸眼完井方式进行开发,经过大型储层改造后,生产期间储层出砂十分严重,由于压力系数的降低,使用清水已无法建立循环。为此,通过超深连续管及低密度氮气泡沫液,实现了不动管柱带压冲砂洗井作业,有效地降低完井管柱内的液柱压力,避免了低压出砂井循环作业时的大量漏失。现场应用结果表明,连续管氮气泡沫冲砂工艺成功解决了塔中I号气田超深水平井开采过程中地层压力低、常规冲砂井漏的技术难题。     

低压井负压冲砂强制排砂技术

油田开发后期,由于长期开采,油层压力逐渐降低,造成冲砂作业过程中冲砂液大量进入油层,污染油层,造成油井近井地带渗透能力降低,影响油井生产。地层砂在冲砂过程中,随冲砂液大量返回油层,生产时随井液流到井筒,出现卡泵和埋油层情况,造成频繁作业,严重影响油井生产时率。为改善常规冲砂工艺冲砂液大量漏失的状况,研究了低压井冲砂强制排砂技术。该工艺实现了一次管柱强制排砂和负压冲砂,冲砂时井底压力小于油层压力,可快速建立循环,抑制冲砂液漏入油层,达到彻底排砂、冲砂和保护油层的目的。矿场试验表明,该技术适用于欠平衡井,可有效减少或避免冲砂液漏失问题,冲砂效率高。     

低压油井泡沫冲砂新技术的研究与应用

随着低渗透率油田油气井开发进入中后期,地层压力下降,一些井出现了井筒静水柱压力高于地层压力的情况,在修井冲砂过程中若采用常规水基冲砂液,则会大量漏入地层,使冲砂液不能建立循环,冲砂无进尺。同时还可能造成严重的地层伤害。为此,研究开发了泡沫冲砂新技术,该技术适用于低压油井低伤害冲砂。文中介绍了泡沫冲砂液的密度、黏度、携砂性能、泡沫稳定性、与储层流体的配伍性等,考察了该技术在低压油井的现场应用效果,证实该冲砂液静液柱压力低,携砂性能好,在吐哈低压油井的压井作业中,效果良好,对地层伤害小,有利于低压油井冲砂作业后的产量恢复。     

大港油田研制成功高效安全冲砂管柱

常规的冲砂管柱是油管＋笔尖，对于地层能量较高或压力亏空小的地层适应性较好。但随着油田开发的不断深入，冲砂时冲砂液大量漏失，不仅容易造成冲砂管柱砂卡事故，而且返出地面的砂子很少，甚至不返砂。油井开井生产后漏入地层的砂子短期内随油流又返回井筒，掩埋油层，导致油井作业频繁，生产成本上升。为此，大港油田新研制出了一种高效安全冲砂管柱。     

大牛地水平井速度管泡沫冲砂技术

大牛地气田部分水平井存在井底出砂现象限制了气井产能,采用常规冲砂工艺时井筒内流体易漏失到地层,造成地层伤害,为此开展了速度管泡沫冲砂工艺技术研究。综合考虑压力、温度、黏度和流体密度的影响,由力平衡原理建立了水平井泡沫临界携砂流速计算模型,经计算得知水平段临界携砂流速是垂直段1.5倍,倾斜段介于两者之间。基于气井泡沫携砂模型,以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部的1口水平井DPS-9井为施工试验井,设计了该井施工参数,即井口回压在5.0 MPa内,泡沫液与氮气注入比不超过3∶1,冲砂管柱外径优选为38.1 mm,冲砂液排量0.062~0.239 m3/min。现场应用结果表明,该技术冲砂作业时间短,避免了流体漏失,对储层伤害小,气井共返砂1.50 m3,日产水4.40 m3,日增气量1.20×104m3,增产效果明显。     

同心管射流负压冲砂技术研究与应用

新疆油田浅层稠油水平井油砂胶结强,水平段长,导致冲砂液大量漏失,携砂液不能返出,冲起来的砂粒在水平段重新堆积。鉴于此,研究了同心管射流负压冲砂技术及配套工具,开发了同心管射流负压冲砂计算软件,形成了一套完整的浅层稠油水平井冲砂工艺。该工艺中,同心管内的冲砂液反循环造成射流与负压,从而将携砂液举升到地面,经沉降过滤后,再次作为冲砂液反复循环使用。工艺流程所需要的循环压力对地层作用小,冲砂液进入地层的量少,因此不伤害地层。同心管射流负压冲砂工艺已在现场应用114井次,最大冲砂井深1 031.43 m,最大冲砂量15 m3,单井平均漏失冲砂液4.5 m3,冲砂后大部分井产液量、产油量明显上升。     

连续负压冲砂工艺管柱研究及应用

随着油气田的开发进入中后期,地层压力系数降低、亏空严重,部分井甚至出现负压倒吸现象。在油气井生产过程中,由于地层出砂情况严重,最终导致砂埋油层,油井停产甚至报废。对于该类油气井,由于地层漏失严重,常规的冲(捞)砂技术已经不能满足现场需求。针对这一情况,开展了连续负压冲砂工艺技术研究,利用双级喉管喷射液体产生负压,并吸附井底埋砂,以及双层管为液体提供循环通道,从而实现了与地层隔离、减少冲砂液体漏失的目的。经过现场试验表明,该新型冲砂工艺技术达到了设计要求,不仅完全满足漏失严重的油气井冲砂需要,而且避免了常规冲砂对地层造成伤害、储层污染的问题,具有推广价值。     

水平井冲砂洗井技术进展评述

近年来水平井应用规模迅速扩大,但由于其井身结构的特殊性,地层出砂问题比直井更加突出,水平井冲砂洗井效果将直接影响其产能和开采成本。阐述了水平井冲砂洗井过程中水平井段、斜井段和直井段的岩屑运移机理,介绍了现阶段应用和发展的冲砂洗井技术(常规密封连续冲砂技术、连续管清砂技术、真空清砂技术和泡沫流体冲砂技术)的原理及特点。在此基础上,论述了目前国内外水平井冲砂洗井使用的主要工具(普通油管旋流连续冲砂工具、连续管旋转射流冲砂工具及同心连续管真空清砂工具)的结构及工作原理。最后指出水平井冲砂洗井技术的发展主要集中在冲砂与压裂一体化、低压/衰竭储层冲砂和大尺寸井筒冲砂等3个方面。     

靖边气田低压气井低伤害洗井工艺技术研究

介绍了靖边气田低压气井洗井作业中面临的难题,低伤害洗井工艺技术现状,氮气泡沫液性能试验分析以及现场应用效果,试验证实氮气泡沫洗井工艺可以有效的减少地层漏失,携砂性能好,在靖边气田低压气井的洗井作业中,效果良好,对地层伤害小,有利于低压气井的产量恢复.     

煤层气井负压连续冲砂工艺技术的研发

煤层气排采技术强调连续、稳定,但出砂、出煤粉一直是煤层气开发过程中的常见问题。由于煤层气储层属于低压储层,常规冲砂作业过程中冲砂液大量漏失,严重影响着煤层气井作业后的快速复产,部分甚至出现减产的问题。因而寻找一种能有效减小漏失量,简单且低成本易操作的冲砂工艺,在煤层气常规生产维护作业中就显得尤为重要。为此,在国内外冲砂技术的基础上,研发了适合于煤层气低压储层的负压冲砂工艺,并在水平井冲砂作业过程中成功试验,有效缓解了冲砂液大量漏失的问题,为后期同类作业提供了有效的技术支撑,同时也为该技术在煤层气井的应用推广提供了参考。     

低压地层水平井冲砂工艺创新设计

针对低压地层水平井冲砂洗井,为提高冲砂效率、效果,从液体方面主要采用低密度、低摩阻、高携砂性能冲砂洗井液;从工艺方面主要采用旋转射流连续冲砂、水射流负压冲砂方式,其中代表性的冲砂工艺技术:一是井下液流换向旋转射流反循环连续冲砂技术,在实现连续、水平段旋转射流冲砂的同时,对长水平段井筒冲砂时返排液流速低、返排效果有待提高;二是同心油管反循环负压旋转射流连续冲砂技术,能够实现连续、负压、旋转射流冲砂,但同心油管柱设计局限于浅水平井冲砂应用。在总结分析两种冲砂工艺技术原理、特点基础上,通过集成创新、取长补短,创新设计出适应长水平井段、低压地层、深水平井井况条件的井下液流换向、井底负压旋转射流冲砂工艺技术,对低压地层水平井冲砂洗井具有一定指导借鉴意义。     

长庆油田水平井冲砂常见问题与解决方法

为了达到快速连续冲出井筒沉砂、减少漏失和保护地层的目的,针对多年来长庆油田水平井冲砂过程中的常见问题,即冲砂过程卡钻、地层漏失以及冲不动等进行了反复试验和研究,并提出了解决方案。试验研究结果表明,采取连续冲砂、改善冲砂液配方、改进冲砂工具等方法能够有效解决上述问题,且这些方案在长庆油田水平井冲砂作业中取得了较好的应用效果。