胜利海上疏松砂岩油藏分层防砂分层采油技术

胜利海上疏松砂岩油藏存在油层多、井段长、夹层厚、层间非均质性强和易出砂等问题,采用笼统防砂电动潜油泵合采,层间矛盾突出,不能充分发挥各产层的作用,制约了其有效开发。为此,进行了适用于海上疏松砂岩油藏的分层防砂分层采油技术研究。针对笼统防砂充填不密实、防砂后通径小的问题,研发了大通径分层充填防砂技术,实现了分层防砂,并增大了防砂后的通径,方便了后期实施分层采油;研制了遇油遇水膨胀封隔器和在线电动调节阀,形成了分层采油技术,实现了分层开采和各层流量的在线调节。在海上的埕北20C-A井进行了分层防砂试验,各油层实现了差异充填防砂,使各油层潜能得到了释放;在与胜利海上疏松砂岩油藏储层物性相近、油井的完井工具尺寸相同的陆上GO2-17-A井和GO4-19-B井,进行了分层采油试验,2口井均实现了分层开采和各油层产液量的精确调控,提高了产油量,降低了含水率。现场试验表明,采用分层防砂分层采油技术解决了海上疏松砂岩油藏合采层间矛盾突出的问题,可以充分挖掘各油层的潜能,提高开发效果。      

斜井分层采油与防砂联作工艺技术

为满足定向斜井出砂油井分层开采,达到控水增油的目的。在分析国内分层采油和防砂技术的基础上,研制了“悬挂泵+绕丝筛管+Y211-114型封隔器+带绕丝筛管的分流控制器+油管扶正器”管柱组合,形成了斜井分层采油与防砂联作工艺技术。经现场13口油井应用,单井日产油量平均增加3.5 t,含水率平均下降27.8%。     

机械分层防砂分层注水新技术的研究

针对目前埕岛油田注水工艺存在的不足,提出了一种分层防砂分层注水新技术,重点介绍了工艺管柱的结构、工作原理、技术指标及技术特点。分层防砂工艺是将大通径滤砂管和液压封隔器组成的防砂管柱悬挂在油层部位,利用分层封隔器保证注水层间的有效分割,互不串通,滤砂管保证地层砂不反吐到防砂管柱内部。分层注水工艺主要采用小直径的空心配水器和可洗井封隔器,注入水经过配水器芯子的水嘴注入到地层。分层测试调配工艺是采用钢丝投捞方式进行测试和调配。该项工艺技术在现场已实施3井次,成功率100％,能够满足埕岛油田分层防砂分层注水的要求。     

海上油田分层测试分层防砂管柱的研制与应用

针对海上油田高速强采情况下,多个油层一次射孔,同时开采所出现的问题,为摸清各个层的地层情况,应实施分层测试分层防砂工艺。研制的分层测试分层防砂管柱上部接有悬挂丢手封隔器,每层之间用层间封隔器分开,中间接有夹壁滤砂管使每一层形成一独立的封闭单元,每一层单元有一微电脑智能开关,用以控制每一层的开启和关闭,由于有些疏松砂岩油层出砂较严重,还须配以防砂工艺来达到其既能测试又能防砂生产的目的。分层测试分层防砂一体化管柱及测试工艺对于油田细分层系的合理开发以及注水工作的开展具有重要的意义。     

投球式分层化学防砂管柱研究及应用

胜利油田油水井化学防砂主要采用全井筒笼统挤注的方式,在长井段非均质多层井中存在有效期短、成功率及有效率低、防砂效果不理想等问题。鉴于此,研制了投球式分层化学防砂管柱。该管柱通过喷砂器与分层封隔器的一体化设计,可有效防止管柱砂卡与固结,降低了作业风险;采用逐层投球的方式,实现了不动管柱进行化学固砂剂分层独立注入、全井段均匀固结的防砂效果。室内试验中,油压11～14 MPa且压差1～5 MPa时,防蠕动力达到120～160 kN,解封压力为4～5 MPa;现场49井次的应用中,油层跨度最长达87 m,层间最大渗透率级差16. 2,防砂成功率100%,平均有效期465 d。应用结果表明,该管柱综合性能安全可靠,很好地满足了非均质多层井分层化学防砂的要求,具有良好的推广应用前景。     

纤维复合防砂工艺技术研究与应用

针对传统工艺防砂后地层近井地带渗透率下降引起油井产量降低问题,引进推广了纤维复合防砂技术。该工艺采用"软、硬"两种特种纤维与覆膜砂在出砂层及近井地带形成高强度高渗透挡砂层,在提高近井地带渗流能力的同时,可有效地防止地层出砂,特别是细粉砂的产出,为解决细粉砂、泥质运移问题提供了有效解决方法。纤维复合防砂工艺在江苏油田周43、沙埝、陈堡等油田现场推广应用4井次,达到防砂增产双重效果。     

防砂与排砂采油的经济效益评价方法

对于地层胶结疏松、易出砂的稠油油藏，有防砂、排砂两种出砂管理方式。实践中采用的出砂管理模式取决于对两种模式的经济效益评价结果，文中提出了一套独立的防砂与排砂采油经济效益评价模型。影响防砂与排砂采油经济效益对比的敏感性因素主要有日初产量之差，作业成本之差、油价变化和油藏开采的递减率。根据影响因素的不同变化，在给定的生产时间内可能出现排砂冷采经济效益好与防砂冷采经济效益好或二者经济效益相同等三种情况。     

拖动式分层压裂防砂管柱的研究与应用

胜利油田薄层稠油油藏层间差异大,油层跨度大、层多,采用笼统压裂防砂施工时会导致各小层改造不均,甚至有小层无法动用,有时出现压力突变,严重时使压裂防砂失败。为此,研制了拖动式分层压裂防砂管柱。该管柱具有反洗井装置,施工时可以不动管柱快速反洗井;具有单向密封装置,可防止洗井时充填砂大量返吐。利用该管柱可实现1趟管柱完成2层及以上的压裂防砂施工。该管柱在现场应用12口井,一次性施工成功率100%,所有施工井目前仍正常生产,最长连续生产时间930 d,施工后日产液量增幅均在2倍以上。应用拖动式分层压裂防砂管柱不仅实现了薄层稠油油藏的有效动用,而且降低了单井作业成本,具有很好的经济效益和社会效益。     

冀东油田分层防砂分层注水一体化技术研究

为了满足冀东油田浅层出砂油藏注水开发的需要,延长注水井开发免修期,降低修井作业费用,开发了机械分层防砂偏心分层注水一体化工艺技术。该技术主要由大通径机械分层防砂技术、小直径偏心分层注水技术及与之配套的全井逐级分层验封技术组成。现场试验表明,在进行的两级三段机械分层防砂偏心分层注水工艺施工中,先完成了机械分层防砂管柱施工,后完成了偏心分层注水管柱施工,最终实现各级防砂、注水封隔器验封合格。投入定量水嘴配注,三段配注测试合格。     

疏松砂岩油藏压裂防砂一体化技术

为解决疏松砂岩油藏、稠油出砂油藏、低产能出砂油藏常规防砂后油井产量低的开发难题,研究开发了压裂防砂一体化技术。在获得大量油层物性参数的基础上,利用开发引进的MFrac压裂防砂软件进行裂缝形态及几何参数模拟,优化施工参数,优选携砂液体系,设计泵注程序,然后将开发的压裂防砂一体化管柱下入井中,按设计的泵注参数和程序,对地层压裂充填,实现端部脱砂,之后通过管柱的转换进行环空充填防砂。现场应用结果表明该技术成熟可靠,简化了施工工序,缩短了施工周期,具有明显的增产防砂效果。     

防止套管损坏的悬挂式注汽采油一体化管柱

油井经过长期的注汽吞吐 ,套管均发生不同程度的损坏。鉴于此 ,研制了防止套管损坏的热采工艺管柱———悬挂式注汽采油一体化管柱 ,它由特种悬挂注汽热采封隔器、井下补偿装置、对接装置和插入密封装置组成。该工艺管柱与井下防砂管柱及注汽管柱配合 ,可成功防止地层出砂 ,提高油井注汽质量 ,有效保护油层套管 ,延长套管使用寿命。悬挂式注汽采油一体化管柱在勘探试油井做了 3井次试验 ,各项技术指标均达到设计要求 ;在稠油井试验 10井次 ,成功率 10 0 % ,其主要部件特种悬挂注汽封隔器使用 30只 ,施工成功率 97%。     

新型防砂管柱的研究与应用

为有效延长防砂有效期,研制了新型防砂管柱。该管柱主要由充填工具、防砂筛管、扶正器及托砂装置组成,与普通防砂管柱相比,有以下创新点:(1)防砂尾管的密封由丝堵变为密封插头,防砂管在下井过程中有利于保持内外压平衡,减小防砂管柱下井阻力,有利于保护防砂管;(2)管柱下部配套大通径密封工具,方便尾管的插入、密封及沉砂通道的畅通;(3)沉砂空间由尾管变为套管,在相同高度的情况下,沉砂容积增加28倍。新型防砂管柱现场实施36口井,作业一次性成功率100%,平均单井日产液83 m3,日产油5.5 t。     

浅层稠油水平井轨迹控制及套管柱下入技术

采用水平井技术开发克拉玛依浅层稠油可以减少投资、提高原油采收率。克拉玛依稠油油藏普遍埋藏浅,原油黏度高,为了热采的需要,一般采用大尺寸的套管柱。浅层稠油水平井技术要解决在极软地层钻进时井眼轨迹控制和大尺寸套管柱在高曲率井眼中的安全下入等问题。通过优化井眼剖面设计、分析影响井眼轨迹的诸多因素、加强井眼轨迹的测量和计算、使用专用软件分析计算钻柱和套管柱的摩阻、优化钻柱和套管柱结构等技术措施,全部使用国产化的工具、仪器完成了国内垂深138.60 m最浅的水平井。分析了浅层稠油水平井施工所涉及到的井眼轨迹控制和套管柱下入等技术难点,介绍了施工中的关键技术和创新点,为同类型油井的施工提供了经验。     

月东油田防砂管柱打捞工艺及工具研究与实践

月东油田存在修井机能力不足、打捞工具不匹配及筛管砂卡严重等问题。为此,分析了月东油田筛管失效状况和防砂管柱打捞难点,研究出了筛、套环空冲砂工艺及冲砂专用工具及筛管悬挂器专用打捞工具,改进了井下液压拔卡装置及井下水力切割工具,并针对每口井井况,制定了合理的打捞技术方案。现场实践表明,研制的防砂管柱打捞工具效率高,成功完成了20多口井的防砂管柱打捞,解决了月东油田作业设备受限条件下防砂管柱打捞难题。     

SZ36-1油藏出砂对渗透率影响及出砂规律实验模拟

油井出砂给油田生产带来消极影响，也在一定程度上提高油层渗透率，从而提高油井产能。为深入认识适度出砂提高油井产能机理并为现场实施提供理论依据，通过物理模拟实验研究出砂对储集层渗透率的影响和出砂规律。以渤海SZ36—1油藏砂样为研究对象，进行砾石充填和金属筛网防砂实验，分析不同完井方式下压差、出砂与产能之间的关系以及蚯蚓洞及其网络形成情况。实验结论是：适度出砂开采时宜采用筛管或割缝管完井方式；出砂提高了地层渗透率并形成蚯蚓洞网络，能提高油井产能；压力扰动对出砂有显著影响，出砂量与产油量相互依存，随着砂粒不断采出，原油产量不断增加。图5参8     

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。     

疏松砂岩出砂临界流量试验研究

疏松砂岩地层出砂的危害极大,出砂临界流量的准确确定尤为重要。利用自行研制的出砂模拟试验装置,对青海油田N21储层进行了不同流体和覆压下的小岩心出砂模拟试验。结果表明：由不同压差的流量和渗透率变化、开始出砂的时间和出砂量的多少确定了不同小层的出砂临界流量;不同流体（非极性油和地层水）的出砂临界流量有很大差别,水驱临界流量明显大于油驱临界流量,储层的应力状态对出砂临界流速有很大的影响,试验结果指导了现场生产。     

无套压挤压充填防砂工艺管柱

针对油田开发中后期疏松砂岩油藏出砂加剧、防砂难度大以及许多油井套管难于承受高压施工的防砂难题,研制开发了无套压高压挤压充填防砂工艺管柱。该管柱一次可以完成地层挤压、环空充填以及两者之间的相互转换等所有防砂工序,且可实现无套压高压施工。现场应用76口井表明,该技术可较好解决老油井高压防砂难题,应用范围广,施工成功率高,增产防砂效果好。     

稠油出砂冷采技术在河南油田的应用

稠油出砂冷采是使油层大量出砂形成蚯蚓洞和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量,通过稠油出砂冷采领域的攻关研究,河南油田形成了普通稠油出砂冷采开采技术,成功地将稠油难采储量投入开发,第一口稠油出砂冷采先导试验井日产油量是常规试油产量的8倍以上,是蒸汽吴吐产量的4倍以上,开采成本比蒸汽吞吐降低47%,已成功地将出砂冷采技术应用于普通稠油低周期蒸汽吞吐井中,日产油提高1～3倍。