复杂结构井井筒清砂技术研究

2022-09-12

小洼油田是1991年投入开发的稠油油田, 开发层系为沙三段, 东三段, 东二段油层。随着稠油油藏进入高轮次吞吐和蒸汽驱开采, 地层亏空严重, 侧钻井及套损井日益增多, 出砂情况越来越严重。2005年以来为挖掘油田剩余油潜力, 利用水平井技术实施东三段边部薄层扩边, 洼79井区难动用油层开采, 东二段油层薄层动用, 沙三段蒸汽驱完善注汽井网, 提高油田采收率。截止2011年10月, 共部署水平井33口, 开井30口, 日产油92.3t, 占小洼油田产量的20%。

1 复杂结构井清砂难点

小洼油田常规油井井筒清砂以冲砂、捞砂方式为主。受井筒技术状况、地层漏失严重等因素的影响, 现有的清砂技术不再适用于侧钻井、套损井、水平井等复杂结构井。

1.1 复杂结构井出砂原因

小洼油田出砂严重的油井, 集中在东二段和东三段。主要是因为地层胶结疏松, 出砂严重。东三段油层, 岩性较细, 以细砂岩粉砂岩为主, 细砂岩占47.6%, 粉砂岩及泥质粉砂岩占17.8%。东二段油层主要发育在断块的主体部位, 岩性以细砂岩为主, 占39.3%, 粘土矿物中蒙脱石占60.8%, 胶结疏松。出砂严重的7口水平井, 平均单井周期出砂量4 m3。水平井均采用筛管完井。砂样粒度中值大于水平井筛管挡砂粒径 (0.25mm) 的水平井有3口:洼38-东H2、洼38-东H303、洼38-东H3。

判断出砂的原因主要是:随着注入蒸汽后, 地层砂溶蚀变细;在生产过程产液量大, 筛管缝隙冲蚀逐渐加大, 或者筛管损坏, 筛管挡砂失效。

1.2 复杂结构井冲砂易卡阻。

随着开发年限的延长, 小洼油田地层压力低, 地下亏空较大, 冲砂时冲砂液不返, 回推地层, 地层伤害严重, 对于温度非常敏感的稠油油田地层伤害严重, 导致检泵周期短。从1999年开始, 小洼油田引进并且逐步完善了捞砂技术, 解决常规油水冲砂难的问题。但对于侧钻井、套损井、水平井等复杂结构井, 受井筒技术状况影响, 捞砂技术无法实施, 、地层漏失严重又造成冲砂易卡阻, 在水平井表现尤为突出。

小洼油田水平井套管组合采用φ224mm×9.19mm+φ177.8mm×9.19mm。采用正冲砂, 因套管环空体积大在, 返砂时间长, 同时换单根时, 砂子回落易卡管柱。采用反冲砂, 油层漏失严重, 冲击力不够, 冲砂速度慢, 平均单井冲砂工期47.5h。

2 复杂结构井清砂技术研究

2.1 改进水平井冲砂管柱

管柱提放过程中刮碰产生的遇阻, 从完善管柱结构方面来改进, 主要解决冲砂管柱两方面的问题:一是管柱可以在造斜段随井眼轨迹发生弯曲;二是减少管柱提放过程中的卡、阻情况的发生, 改进措施是:

(1) 油管, 将造斜段和水平段的油管接箍加工成较大的双向圆倒角 (3mm45) , 降低接箍台肩与套管刮卡的机率。

(2) 笔尖, 要有足够的返液井口通道, 以减少对井底造成回压, 同时不能带有尖锐角度, 防止管柱遇阻, 笔尖损坏。将常规冲砂笔尖, 改成三孔专用冲砂笔尖。确定水平井冲砂管柱结构为:专用笔尖+造斜段和水平段的双倒角油管+垂直段的普通油管。

2.2 应用连续正反冲砂技术

该技术最大的优势就是:冲砂全过程不停泵, 连续冲砂、连续携砂上返;在遇到复杂情况时, 可以随时转换正反冲砂方式, 确保了冲砂过程中的井下安全。

工作原理是利用井口特殊密封装置、冲砂换向阀组及地面三通和控制装置, 实现在下放及接单根时, 不停泵作业, 利用反冲砂携砂能力强的特点, 实现安全、高效的冲砂作业。由于使用了冲砂换向阀组和地面三通, 不但可以做到接单根不需停泵, 还可以随时倒换阀门, 变换正、反冲砂方式[2]。

3 应用效果

3.1 油井检泵周期延长, 周期产量增加

2011年应用连续正反冲砂技术32井次, 其中水平井20井次, 侧钻井4井次, 套管缩径变形的油井8井次。统计可对比6口井, 平均单井检泵周期延长102d, 周期增油482t, 累增油2892t。

3.2 冲砂时间缩短, 提高作业时率

应用连续正反冲砂技术使单井冲砂用时下降, 统计可对比的6口井, 平均单井冲砂工期由48.5h下降至31h。同时, 冲砂过程中卡阻事故大幅度减少。

4 结语

4.1 复杂结构井应用连续正反冲砂技术及水平冲砂管柱的完善, 大幅度缩短冲砂工期, 避免了砂卡管柱事故发生,

4.2 漏失严重的复杂结构井, 加快捞砂技术的研究和应用。

4.3 复杂结构井的钻、铣等工序也可应用连续正反冲砂技术, 提作业安全性, 防止卡钻事故的发生。

摘要：在油田开发中后期依靠实施水平井、侧钻水平井技术挖掘油田剩余油潜力, 由于水平井井眼轨迹复杂、油井出砂, 冲砂作业卡阻频繁, 作业时率低, 增加了作业安全风险。并且随着稠油油藏进入高轮次吞吐和蒸汽驱开采, 地层亏空严重, 侧钻井及套损井日益增多, 出砂情况越来越严重。小洼油田井筒清砂以冲砂、捞砂方式为主。受井筒技术状况、地层漏失严重等因素的影响, 现有的清砂技术不再适用于侧钻井、套损井、水平井等复杂结构井。

关键词：复杂结构井,清砂,冲砂管柱,连续冲砂技术