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。     

胡尖山油田水平井“负压旋流+连续冲砂”试验研究

"水平井+体积压裂"有效改善安83区块长7致密油藏的开发,与此同时,水平井井筒出砂情况日益严重,直接影响油井正常生产。传统方法冲砂时,冲砂管柱接单根必须停泵,由于地层严重亏空,导致返排率极低,同时存在卡钻的井下风险。为解决这一问题,采油工艺研究所近期引入水平井"负压旋流+连续冲砂"工艺管柱,水平井旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水平井反循环旋流连续冲砂的,接单根过程中不停泵,可防止砂粒下沉和砂卡事故发生,同时提高返排率,减少地层漏失量。该工艺的配套工具主要由井口循环工具和井下冲砂工具2部分组成。该项工艺在胡尖山油田应用获得成功,返排率提高23%,取得较好的经济和环境效益。     

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。     

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。     

水平井冲砂技术的应用与改进

影响水平井冲砂效果的因素很多,如不同的完井方式、冲砂管柱结构、冲砂液的性能以及冲砂施工中各种参数的选择等。将冀东油田水平井冲砂施工过程中遇到的诸多问题,提出相应的改进措施,从冲砂方式,携砂速度,防止冲砂液漏失三方面采取措施,基本解决了水平井冲砂问题。     

漏失井冲砂工艺管柱研究与现场试验

针对漏失井采用常规冲砂工艺管柱难以建立起液体循环的问题,研究设计了漏失井冲砂工艺管柱。该冲砂工艺管柱由上下2个自封式双皮碗封隔器、油管、空心抽油杆、空心抽油杆笔尖、限位筛管笔尖等组成。在冲砂过程中2个自封式双皮碗封隔器和油管始终封闭全部油层射孔井段,阻止冲砂液漏失进入地层,充分利用油、套环空和油管、空心抽油杆之间的环空通道,使冲砂液携带井筒内的砂子返出地面。官42-15井现场试验表明,漏失井冲砂工艺管柱在冲砂过程中,下井和冲砂1次成功,冲砂液无漏失,冲砂干净彻底,具有较强的实用性和良好的应用前景。     

冀东油田水平井自匹配绒囊修井液暂堵冲砂技术

冀东油田浅层油藏大部分属天然边底水驱,埋藏浅,胶结疏松,出砂严重,地层压力系数低,漏失严重,常规的冲砂技术施工成功率低,运行成本高,对油层伤害严重。研究应用的自匹配绒囊修井液暂堵冲砂技术可以通过对漏失严重的地层进行暂堵,从而保证水平井冲砂施工顺利进行,冲砂施工结束后暂堵失效,不影响其他施工。现场应用表明,自匹配绒囊修井液暂堵冲砂技术可以有效提高水平井冲砂施工成功率,降低运行成本。     

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。     

低压漏失井自吸式连续冲砂技术配套装置的研制与应用

辽河油田开发中后期,地层亏空严重,油层出砂加剧,常规的冲砂工艺或利用暂堵剂冲砂均无法建立有效的循环,影响油井的正常生产。低压漏失井自吸式连续冲砂工艺是解决该问题的有效技术之一,但在实际使用过程中,存在工序繁琐、冲砂液漏失量大、砂堵等问题。为此,研制了双级整体管柱和强制循环阀等配套工具,改进和完善了低压漏失井自吸式连续冲砂技术。该技术已经应用300井次,恢复油井产能达5 000 t,应用效果良好。该技术可为由于地层亏空出现出砂现象的油井复产提供技术支持。     

新疆油田浅层稠油水平井同心管射流负压冲砂工艺首次进入现场试验获得成功

由新疆油田公司采油工艺研究院研制的同心管射流负压冲砂工艺于2008年10月28日首次在重油公司HW9834水平井试验获得成功。由于稠油水平井地层压力低、漏失量大、油砂胶结强等原因,造成了常规水力冲砂无法将砂冲出,暂堵     

江汉油区井筒负压清砂技术的应用

江汉油区历经多年开采,受油井含水高、地层压降大等不利因素的影响,地层亏空、负压严重,油井普遍严重出砂。而常规水力冲砂技术往往造成入井液大量漏失进入地层,使冲砂液不能建立循环,同时还可能造成严重的地层伤害。低密度泡沫液冲砂技术的使用受到地层压力系数的限制,压力超低井冲砂成功率不高。鉴于此,江汉油区改进了水力喷射负压冲砂工艺技术,通过优选封隔器及优化设计同心双管结构等,实现了地层压力超低油井的有效清砂。同时,通过自主攻关研究机械负压捞砂工艺技术,设计了Ф90mm小口径捞砂泵以及多种捞砂锥,在负压、水敏等出砂油井应用效果良好,有效克服了这类井的井筒清砂难题,同时取得了多项捞砂技术突破。     

水平井冲砂技术在河南油田的应用

讨论了水平井冲砂的特点及存在的问题,介绍了河南油田井下作业处在双平6-1等几口水平井冲砂技术的工艺及实施情况,指出了水平井冲砂施工中应注意及改进的方向。     

FSQ-115单流防砂器的研制与应用

针对易出砂油藏注水井在停注、卸压、洗井时地层返吐出砂严重,无法有效分注的问题,研制了FSQ-115单流防砂器。该单流防砂器主要由接头、油管短节串、套管密闭挡砂机构等组成,可将出砂层段跨隔封堵,使注入水只能单向进入地层,不能从地层返吐,从而防止出砂埋管柱、堵塞洗井通道及井下工具,改善了防砂分注效果。该防砂器已在双河油田、魏岗油田、赵凹油田等顺利实施10井次,工艺一次成功率达到100%,收到了较好的防砂效果,能满足河南油田分层防砂、分层注水工艺要求。     

长庆油田致密气水平井超长水平段安全钻井完井技术

为了提高长庆气田致密气开发效益,加大部署水平段长超4 000 m的水平井,但随着水平段长度增加,面临井眼轨迹控制困难、钻井液携岩难度大、钻具起下钻摩阻大、泥页岩井壁易失稳和尾管难以下至设计井深等技术难点。为此,应用优化钻具组合及强度校核技术,以保证施工的安全性;研发高性能水基环保钻井液体系并配合井眼清洁监测技术,以实现超长水平段的安全钻进;采用破裂板悬浮器下套管技术,以确保套管下入顺利;并结合该油田的实际情况提出了具体的技术措施,形成了长庆油田致密气水平井超长水平段安全钻井完井技术。长庆油田3口致密气水平井的超长水平段应用该技术后,均顺利完井,表明其可以保证超长水平段的安全施工。长庆油田致密气水平井超长水平段安全钻井完井技术为长庆油田致密气高效开发提供了技术途径。      

连续油管冲砂作业参数优化

长庆地区的气田属于典型的低压、低渗透气田,压裂技术成为增产的主要手段。在压裂施工过程中部分气井会出现压裂砂堵塞井筒的情况,采取相应的冲砂作业措施就尤为重要。由于地层压力低,传统的冲砂方法容易使冲砂液注入地层,使返排困难,对气层造成污染。连续油管冲砂作业过程受多种参数的影响,包括冲砂液成分、流速、堵塞物成分、堵塞处渗透率等,技术要求严格。另外,水平井中的冲砂问题也远比常规井要复杂。介绍了连续油管冲砂作业的特点,给出了相关作业参数的优化方法。     

低压低产气井连续油管冲砂试验及分析

长庆气田部分气井出现不同程度的井底积砂现象,对气井的正常生产和后期测试产生了一定影响。文中提出了采用连续油管高粘度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入段塞式冲砂技术,经榆林、苏里格气田现场3口井试验,冲砂作业时间短,对储层伤害小,为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新途径。     

连续冲砂工艺技术的开发与应用

针对传统水力冲砂施工过程中 ,停泵接单根易造成砂卡冲砂管柱事故以及从油井中返出的冲砂液不能循环使用的问题 ,开发了高效无污染的连续冲砂工艺技术。该技术通过连续冲砂装置和多级除砂装置的配套使用 ,实现了不停泵连续冲砂和冲砂返出液有效除砂后的循环使用 ,有效地避免了卡井事故的发生 ,解决了冲砂作业时造成的地面污染问题 ,提高了冲砂效率 ,减轻了操作者的劳动强度。 2 0 0 3年现场应用 5 0余井次 ,未发生砂卡冲砂管柱事故 ,油井的冲砂作业时间平均缩短 2 0 % ,单井平均排砂量 0 8m3,单井回收原油 1 2m3。     

水平井水力冲砂最优工作参数计算

水平井冲砂既要做到将砂粒冲出地面又不能在井底对储层造成新的污染，这就要求采取合理的水平井冲砂液流量和冲砂压力。将水平井井筒和地层作为一个整体进行考虑，利用井筒中流体动力学原理和砂粒质点运动原理，研究了水平井水力冲砂最优工作参数的计算方法，给出了计算实例，为现场水平井冲砂工作制度的选择提供了一种新的思路。     

连续油管技术在冲砂作业中应用效果

地层出砂和充填砂滞留都会在井筒内堆积成砂柱,影响油气井的正常生产和注水井的正常注水。采用常规冲砂工艺对储层伤害较大,且常规冲砂液体系密度较高,易出现井漏,甚至不能建立正常的洗井循环。连续油管冲砂不需压井,可带压且连续冲砂,可把对地层的伤害降到最低,实现安全、高效作业。2011年,连续油管冲砂解堵作业工艺在青海油田成功应用55井次。