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完井基礎(chǔ)知識(shí)目錄(三)射孔工藝技術(shù)(二)完井液介紹(四)防砂工藝技術(shù)(一)完井定義及完井方式(五)生產(chǎn)管柱(六)井口裝置(七)完井作業(yè)程序3前期研究階段油田開(kāi)發(fā)階段生產(chǎn)階段勘探階段預(yù)可行性研究可行性研究ODP研究和編制儲(chǔ)量報(bào)告可研審查ODP審查投產(chǎn)準(zhǔn)備廢棄基本設(shè)計(jì)和單井鉆完井設(shè)計(jì)鉆采設(shè)計(jì)探井設(shè)計(jì)海上油氣田開(kāi)發(fā)流程4海上油氣田開(kāi)發(fā)各主要設(shè)計(jì)階段的要點(diǎn):
1、預(yù)可研(機(jī)會(huì)研究)階段——機(jī)會(huì)分析
2、可行性研究階段——方案比選
3、總體開(kāi)發(fā)方案研究——方案細(xì)化
4、基本設(shè)計(jì)階段——優(yōu)化方案
5、詳細(xì)(單井,施工)設(shè)計(jì)——能力校核
6、實(shí)施階段——作業(yè)實(shí)施
7、廢棄階段——油田歸零海上油氣田開(kāi)發(fā)階段完井工程的概念完井(WellCompletion),油氣井的完成方式,即根據(jù)油氣層的地質(zhì)特性和開(kāi)發(fā)開(kāi)采的技術(shù)要求,在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式。一口井鉆成之后,主要的工作就是在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道,也就是完井。在井底建立的油氣層與油氣井井筒之間的連通渠道不同,也就構(gòu)成了不同的完井方法。(銜接鉆井工程與采油工程而又相對(duì)獨(dú)立的工程,是從鉆開(kāi)油氣層開(kāi)始到下套管注水泥、固井、射孔、防砂、下生產(chǎn)管柱、排液,直至投產(chǎn)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。)開(kāi)發(fā)井分類1、根據(jù)作用分:生產(chǎn)井、注水(注氣、注聚)井、水源井2、根據(jù)舉升方式分類:自噴井和人工舉升井(電潛泵、氣舉、射流泵等)3、根據(jù)井斜分類:直井、常規(guī)定向井、大斜度定向井、水平井4、根據(jù)完井方式分類:裸眼井和套管井合理的完井方法應(yīng)該滿足的要求①油、氣層和井筒之間應(yīng)保持最佳的連通條件,油、氣層所受的損害最?。虎谟?、氣層和井筒之間應(yīng)具有盡可能大的滲流面積,油、氣入井的阻力最?。虎蹜?yīng)能有效地封隔油、氣、水層,防止氣竄或水竄,防止層間的相互干擾;④應(yīng)能有效地控制油層出砂,防止井壁垮塌,確保油井長(zhǎng)期生產(chǎn);⑤應(yīng)具備進(jìn)行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層處理措施,便于人工舉升和井下作業(yè)等條件;⑥對(duì)于稠油油藏,則稠油開(kāi)采能達(dá)到熱采(主要蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū))的要求;⑦油田開(kāi)發(fā)后期具備側(cè)鉆定向井及水平井的條件⑧施工工藝盡可能簡(jiǎn)便,成本盡可能低。射孔完井方式(perforating)套管射孔完井尾管射孔完井裸眼完井方式(Open-hole)先期裸眼完井后期裸眼完井優(yōu)質(zhì)篩管完井方式(SlottedLiner)礫石充填完井方式(GravelPacked)裸眼礫石充填完井套管礫石充填完井預(yù)充填礫石饒絲篩管常規(guī)完井方式射孔是利用高能炸藥爆炸形成射流束射穿油氣井的套管、水泥環(huán)和部分地層,建立油氣層和井筒之間的油氣流通道的工藝。射孔是完井工藝的重要組成部分,它對(duì)油氣井的完井方式、產(chǎn)能、壽命和開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本等都有重大的影響。射孔完井是國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的一種完井方法,在直井、定向井、水平井中都可采用。射孔完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井。在射孔完井的油氣井中,射孔孔眼是溝通產(chǎn)層和井筒的唯一通道。射孔過(guò)程一方面是為油氣流建立若干溝通油氣層和井筒的流動(dòng)通道,另一方面又對(duì)油氣層造成一定的損害。(1)射孔完井套管射孔完井:套管射孔完井是用同一尺寸的鉆頭鉆穿油層直至設(shè)計(jì)井深,然后下油層套管至油層底部并注水泥固井,最后射孔,射孔彈射穿油層套管、水泥環(huán)并穿透油層一定深度,從而建立起油(氣)流的通道。尾管射孔完井:在鉆頭鉆至油層頂界后,下技術(shù)套管注水泥固井,然后用小一級(jí)的鉆頭鉆穿油層至設(shè)計(jì)井深,用鉆具將尾管送下并懸掛在技術(shù)套管上。尾管和技術(shù)套管的重合段一般不小于50m。再對(duì)尾管注水泥固井,然后射孔。水平井射孔完井:一般是技術(shù)套管下過(guò)直井段注水泥固井后,在水平井段內(nèi)下入完井尾管、注水泥固井。完井尾管和技術(shù)套管宜重合100m左右。最后在水平井段射孔。(1)射孔完井(1)射孔完井套管射孔完井示意圖尾管射孔完井示意圖(1)射孔完井水平井射孔完井示意圖①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件,因而要求實(shí)施分隔層段的儲(chǔ)層②各分層之間存在壓力、巖性等差異,因而要求實(shí)施分層測(cè)試、分層采油、分層注水、分層處理的儲(chǔ)層。③要求實(shí)施大規(guī)模水力壓裂作業(yè)的低滲透儲(chǔ)層。④砂巖儲(chǔ)層、碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層。射孔完井適用的地質(zhì)條件(1)射孔完井裸眼完井油層套管水泥環(huán)表層套管優(yōu)點(diǎn):施工方便,成本低,流通面積大。缺點(diǎn);產(chǎn)層易坍塌,無(wú)法分層開(kāi)采適用:無(wú)需分層開(kāi)采的井,巖層堅(jiān)硬致密。Openholecompletions(2)裸眼完井裸眼完井適用的地質(zhì)條件:①巖性堅(jiān)硬致密,井壁穩(wěn)定不坍塌的碳酸鹽巖或砂巖儲(chǔ)層。②無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層及易塌夾層的儲(chǔ)層。③單一厚儲(chǔ)層,或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層。④不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段,選擇性處理的儲(chǔ)層。
(2)裸眼完井工序1:先鉆至產(chǎn)層頂部油層套管水泥環(huán)表層套管優(yōu)質(zhì)篩管襯管懸掛器工序2:直接鉆開(kāi)產(chǎn)層套管外封隔器優(yōu)質(zhì)篩管目的:用于油氣井防砂的完井方式;優(yōu)點(diǎn):施工較方便,易維修(僅對(duì)工序1);缺點(diǎn):無(wú)法分層開(kāi)采??煞郎昂捅Wo(hù)井壁(3)優(yōu)質(zhì)篩管完井一方面允許一定數(shù)量和大小的能被原油攜帶至地面的“細(xì)砂”通過(guò),另一方面能把較大顆粒的砂于阻擋在篩管外面。這樣,大砂粒就在襯管外形成“砂橋”或“砂拱”。砂橋中沒(méi)有小砂粒,因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)此處流速很高,把小砂粒都帶人井內(nèi)了。砂橋的這種自然分選,使它具有良好的通過(guò)能力,同時(shí)起到保護(hù)井壁的作用。
(3)優(yōu)質(zhì)篩管完井優(yōu)質(zhì)篩管完井適用的地質(zhì)條件:①無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層及易塌夾層的儲(chǔ)層。②單一厚儲(chǔ)層,或壓力、巖性基本一致的多儲(chǔ)層。③不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段,選擇性處理的儲(chǔ)層。④巖性較為疏松的中、粗砂粒儲(chǔ)層。(3)優(yōu)質(zhì)篩管完井裸眼礫石充填OpenholeGravelPacking油層套管水泥環(huán)表層套管襯管懸掛器割縫篩管礫石充填層管內(nèi)礫石充填I(lǐng)nside-CasingGravelPacking目的:主要用于疏松地層防砂(效果最好);優(yōu)點(diǎn):裸眼礫石充填流動(dòng)面積大,兩種完井方法都有保護(hù)井壁和防砂的作用;缺點(diǎn):施工工序復(fù)雜,對(duì)裸眼礫石充填無(wú)法分層開(kāi)采,但對(duì)管內(nèi)礫石充填可以。繞絲篩管的優(yōu)點(diǎn)1.縫隙寬度最小可達(dá)0.12mm,適應(yīng)范圍大2.流通面積大,流動(dòng)阻力小3.一般用不銹鋼為原料,耐腐蝕強(qiáng),壽命長(zhǎng),綜合經(jīng)濟(jì)效益高..(2)礫石充填完井礫石充填完井適用的地質(zhì)條件
裸眼礫石充填完井①無(wú)氣頂、無(wú)底水、無(wú)含水夾層的儲(chǔ)層。②單一厚儲(chǔ)層,或壓力、物性基本一致的多儲(chǔ)層。③不準(zhǔn)備實(shí)施分隔層段,選擇性處理的儲(chǔ)層。④巖性疏松出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)砂粒儲(chǔ)層。
套管礫石充填完井①有氣頂、或有底水、或有含水夾層、易塌夾層等復(fù)雜地質(zhì)條件,因而要求實(shí)施分隔層段的儲(chǔ)層。②各分層之間存在壓力、巖性差異,因而要求實(shí)施選擇性處理的儲(chǔ)層。③巖性疏松出砂嚴(yán)重的中、粗、細(xì)砂粒儲(chǔ)層。(2)礫石充填完井裸眼完井方式射孔完井方式優(yōu)質(zhì)篩管完井方式管外封隔器(ECP)完井方式礫石充填完井方式水平井完井方法(1)水平井裸眼完井Openholecompletion封隔器優(yōu)點(diǎn):施工方便,成本低,流通面積大。缺點(diǎn);產(chǎn)層易坍塌,無(wú)法避免層間互竄。適用:無(wú)需分層開(kāi)采的井,巖層堅(jiān)硬致密。工序:技術(shù)套管下至預(yù)計(jì)的水平段頂部,注水泥固井,然后用小鉆頭鉆完水平段(2)水平井優(yōu)質(zhì)篩管完井封隔器懸掛器扶正器95/8套管7套管優(yōu)點(diǎn):施工較方便,成本相對(duì)較低,是目前水平井采用的最普遍的完井方法。缺點(diǎn):分層注采和分層酸化壓裂措施困難。適用:不宜采用套管射孔完成的井,可防塌。工序:將優(yōu)質(zhì)篩管懸掛在技術(shù)套管上,依靠懸掛封隔器封隔管外環(huán)形空間。懸掛器管外封隔器95/8套管7套管優(yōu)質(zhì)篩管特點(diǎn):依靠管外封隔器實(shí)施層段的分隔,可以按層段進(jìn)行作業(yè)和注采控制(3)管外封隔器完井其它完井方法(1)貫眼套管(尾管)完井貫眼套管(尾管)完井也稱地面預(yù)鉆孔套管(尾管)完井,這是在地面按一定的布孔參數(shù)預(yù)先在套管(尾管)上鉆孔,然后象割縫襯管一樣完井。一般的布孔參數(shù)為:孔密2024孔/m,孔眼直徑10mm,相位角6090度,交錯(cuò)布孔。貫眼套管(尾管)的加工成本要比割縫襯管低得多,適用于不出砂的碳酸鹽巖地層及其它裂縫性油藏。貫眼套管(尾管)完井在直井、定向井、水平井中都可使用。(2)預(yù)充填礫石繞絲篩管完井預(yù)充填礫石繞絲篩管是在地面預(yù)先將符合油層特性要求的礫石填入具有內(nèi)外雙層繞絲篩管的環(huán)形空間而形成的防砂管。將此種篩管下入裸眼井內(nèi)或射孔套管內(nèi),對(duì)準(zhǔn)出砂層位進(jìn)行防砂。該種防砂方法其油井產(chǎn)能略低于井下礫石充填,但工藝簡(jiǎn)便、成本低,國(guó)內(nèi)外均經(jīng)常采用。該種完井方法在直井、定向井、水平井中都可使用。其它完井方法(3)其他防砂篩管完井(1)金屬纖維防砂篩管(2)多孔冶金粉末防砂篩管(3)多層充填井下濾砂器(4)化學(xué)固砂完井化學(xué)固砂是以各種材料(水泥漿、酚醛樹(shù)脂等)為膠結(jié)劑,以各種硬質(zhì)顆粒(石英砂、核桃殼等)為支撐劑,按一定比例拌合均勻后,擠入套管外堆集于出砂層位。凝固后形成具有一定強(qiáng)度和滲透性的人工井壁防止油層出砂?;蛘卟患又蝿?,直接將膠結(jié)劑擠入套管外出砂層位,將疏松砂巖膠結(jié)牢固防止油層出砂。化學(xué)固砂雖然是一種防砂方法,但其在使用上有其局限性,僅適用于單層及薄層,防砂油層一般以5m左右為宜,不宜用在大厚層或長(zhǎng)井段防砂。化學(xué)固砂完井主要在直井中使用。其它完井方法(5)壓裂礫石充填防砂完井在礫石充填工藝上的突破主要是將礫石充填與水力壓裂結(jié)合起來(lái),稱為壓裂礫石充填技術(shù),包括清水壓裂充填、端部脫砂壓裂充填、膠液壓裂充填等三種。其原理就是在射孔井上礫石充填之前,利用水力壓裂在地層中造出短裂縫,然后在裂縫中填滿礫石,最后再在篩管與套管環(huán)空充填礫石。同樣,壓裂礫石充填完井在直井、定向井中都可使用。但在水平井中應(yīng)慎重,因?yàn)楦悴缓靡装l(fā)生砂卡,從而使礫石充填失敗,達(dá)不到有效防砂的目的。(6)欠平衡打開(kāi)產(chǎn)層的完井欠平衡打開(kāi)產(chǎn)層時(shí),井下鉆井液產(chǎn)生的液柱壓力小于地層壓力,其主要優(yōu)點(diǎn)是可以避免鉆井液對(duì)地層產(chǎn)生損害。但由于欠平衡打開(kāi)產(chǎn)層適應(yīng)的地質(zhì)條件有限(主要有裂縫性碳酸鹽巖地層、裂縫性變質(zhì)巖地層、火山噴發(fā)巖地層、低滲致密砂巖等),所以目前能采用的完井方法主要有裸眼完井、割縫襯管完井、割縫襯管完井、貫眼套管完井等。其它完井方法各種類型完井表皮系數(shù)完井方法表皮系數(shù)裸眼完井-6到+5壓裂充填-2到+5射孔完井-0.5到+10礫石充填+8到+33預(yù)充填防砂+15到+40由于鉆井、完井及井下作業(yè)對(duì)地層的污染或改善,近井地層的滲透率將發(fā)生變化,因此產(chǎn)生附加阻力。設(shè)想井壁貼一層表皮,流體流過(guò)它時(shí)所產(chǎn)生的阻力正好等于因近井地層滲透率變化所產(chǎn)生的附加阻力。油井產(chǎn)能與表皮系數(shù)的關(guān)系0%25%50%75%100%125%150%175%200%225%250%-5051015202530354045505560表皮系數(shù)產(chǎn)能高速水充填等完井方式裸眼完井、壓裂充填等完井方式31公式說(shuō)明:Q=產(chǎn)量(bph)
K=地層滲透率(md)⊿P=生產(chǎn)壓差(psi)μ=地層流體粘度(cp)S=表皮系數(shù)h=油層厚度(ft)BO=原油體積可壓縮系數(shù)假定ln(re/rw)=8,其它條件相同的情況下裸眼篩管井:S=5;高速水充填:S=10裸眼篩管井的產(chǎn)量是高速水充填的1.41倍完井方式對(duì)產(chǎn)能的影響完井方式產(chǎn)能的影響目錄(三)射孔工藝技術(shù)(二)完井液介紹(四)防砂工藝技術(shù)(一)完井定義及完井方式(五)生產(chǎn)管柱(六)井口裝置(七)完井作業(yè)程序平衡地層壓力、保證作業(yè)安全。具有優(yōu)良的儲(chǔ)層保護(hù)能力、減少對(duì)儲(chǔ)層的損害。維持井眼和套管平衡地層壓力的穩(wěn)定。攜帶、懸浮固相顆粒,維護(hù)井下清潔。具有良好的防腐能力、減輕對(duì)套管和井下工具的腐蝕。與儲(chǔ)層具有相容性,不改變儲(chǔ)層巖石的表面特性。完井液的功能水基完井液:它是一種以水為分散介質(zhì)的分散體系。(1)無(wú)固相清潔鹽水(2)有固相無(wú)粘土相的聚合物水溶液(3)改性的鉆井液油基完井液:它是一種以油為分散介質(zhì)的分散體系。(1)油基完井液(2)油包水完井液氣基完井液:用氣體來(lái)使完井液密度達(dá)到小于1.0g/cm3的技術(shù)要求。(1)氣體(空氣);(2)泡沫完井液;(3)充氣鉆井液完井液的分類1.鉆開(kāi)液(drin-influid)2.射孔液(perforatingfluid)3.酸化液(acidfluid)4.壓裂液(fracturefluid)5.隔離液(spacerfluid)6.封隔液(packingfluid)7.礫石充填液(gravel-packingfluid)8.壓井液(killingfluid)9.清洗液(washingfluid)10.修井液(workoverfluid)11.破膠液(breakerfluid)完井液的分類完井液性能要求強(qiáng)的抑制性以防止儲(chǔ)層發(fā)生水敏損害;與前期作業(yè)液配伍性好;本身的儲(chǔ)層保護(hù)效果好;能最大限度地解除前期工作液對(duì)儲(chǔ)層造成的損害渤海常用完井液體系射孔液:過(guò)濾海水+1.0%HTA+2.0%HCS+2.0%CA101-3完井液:過(guò)濾海水+1.0%HTA+2.0%HCS+2.0%CA101-3隱形酸完井液體系配方:渤海常用完井液體系與原油具有良好的配伍性與地層原油配伍性渤海常用完井液體系與其他作業(yè)流體的配伍性渤海常用完井液體系防水鎖隱形酸完井液體系項(xiàng)目名稱配方加量(kg)工作液射孔液封隔液清洗液過(guò)濾海水1m31m31m31m3NaOH――――2kg15kgPF-HCS20kg20kg――――PF-HTA10kg10kg――――PF-SATR0-16kg15kg――――PF-CA101520kg15kg――PF-ACA――――2kg――PF-OSY――――2kg――PF-JWY――――――30kgPF-DEF-1――――――――渤海常用完井液體系聚胺完井液體系維持完井液的中性和弱堿性,避免改變疏松的砂巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)。降低完井液油水表面張力,使進(jìn)入儲(chǔ)層的完井液迅速返排,減少液相污染。PF-HTAAL對(duì)高價(jià)金屬陽(yáng)離子進(jìn)行螯合,防止生成沉淀堵塞孔喉。目錄(三)射孔工藝技術(shù)(二)完井液介紹(四)防砂工藝技術(shù)(一)完井定義及完井方式(五)生產(chǎn)管柱(六)井口裝置(七)完井作業(yè)程序1、射孔方式2、射孔參數(shù)的選擇3、射孔器材和井下工具射孔定義:利用高能炸藥爆炸形成射流束射穿油氣井的套管、水泥環(huán)和部分地層,建立油氣層和井筒之間的油氣流通道的工藝叫射孔。
最早的采油方式是裸眼采油或者是篩管采油,隨著固井工藝的產(chǎn)生,發(fā)展了射孔采油工藝。從1932年開(kāi)始在油氣田的勘探開(kāi)發(fā)中應(yīng)用射孔工藝以來(lái),射孔彈由最初的子彈式發(fā)展成為目前廣泛使用的聚能射孔彈。射孔彈分為深穿透和大孔徑兩大類,能滿足常溫到高溫地層的完井射孔需要。
射孔的定義聚能射孔導(dǎo)爆索爆速:25,000-30,000ft/秒。聚能射孔彈,端部壓力為:4–7,000,000psi。射孔從開(kāi)始到完成需要的時(shí)間:1/32,000秒。高能射流穿透套管、水泥環(huán)和地層巖石,形成一條“被擠壓”的炮眼通道。需要適當(dāng)?shù)呢?fù)壓來(lái)清理射孔表皮。聚能射孔原理:聚能射孔彈是根據(jù)聚能效應(yīng)原理設(shè)計(jì)的。當(dāng)射孔彈被引爆后,裝藥爆轟,壓垮藥型罩,形成高溫高壓的高速聚能射流,射孔沖擊目的物,在目的物內(nèi)形成孔道,達(dá)到射孔的目的。射孔開(kāi)始穿透套管射孔完成射孔瞬間狀態(tài)射孔瞬間狀態(tài)射孔孔道理論射孔孔道實(shí)際射孔孔道
應(yīng)當(dāng)根據(jù)油藏和流體性質(zhì)、地層傷害情況、套管程序和油田生產(chǎn)條件,選擇恰當(dāng)?shù)纳淇坠に?,其工藝可分為正壓和?fù)壓工藝,用高密度的射孔液使液柱壓力大于地層壓力的射孔為正壓射孔;反之,井筒或者管柱壓力小于地層壓力為負(fù)壓射孔。
按傳輸方式分為電纜傳輸射孔、連續(xù)油管傳輸和油管傳輸射孔(TCP)。射孔分類電纜輸送正壓射孔:在油井壓井后,裝好井口防噴設(shè)備,用電纜下入射孔槍,通過(guò)在電纜上的校深儀器(CCL或者CCL/GR)測(cè)量出定位對(duì)比曲線,調(diào)整射孔槍深度對(duì)準(zhǔn)射孔層位,在正壓差下對(duì)油氣層層位射孔,然后取出射孔槍,下油管并裝好井口,進(jìn)行替噴以使油氣井投產(chǎn)。電纜輸送負(fù)壓射孔:這種工藝基本上與電纜正壓射孔相同,只是將井筒掏空或者降低井筒的液體比重,在負(fù)壓差下對(duì)油氣層射孔,這種方法主要用于中、低油藏。該工藝具有負(fù)壓清洗孔眼的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)于油氣層厚的井需要多次下射孔槍射孔,不能保持必要的負(fù)壓。采用該工藝射孔,在井口必須安裝高壓防噴設(shè)備才能施工。 電纜傳輸射孔電纜傳輸射孔電纜傳輸射孔的優(yōu)點(diǎn):射孔定位快捷、準(zhǔn)確;電雷管引爆可靠性強(qiáng);作業(yè)簡(jiǎn)便快捷,施工簡(jiǎn)單,一次下井可進(jìn)行多層射孔。負(fù)壓射孔時(shí),能夠起到清洗孔道的作用,減少射孔污染。電纜傳輸射孔的缺點(diǎn):一般情況是正壓射孔,容易對(duì)地層造成污染,影響產(chǎn)能;對(duì)地層壓力掌握不準(zhǔn)時(shí),射孔后容易產(chǎn)生井噴;受電纜輸送能力或者防噴管長(zhǎng)度的限制,下槍的長(zhǎng)度有限;容易受外界因素干擾或者誤操作而發(fā)生爆炸事故。電纜傳輸射孔Casing電纜
射孔槍完井液電纜射孔完井生產(chǎn)層位套管井架電纜輸送過(guò)油管射孔常用的過(guò)油管射孔工藝這是最早的負(fù)壓射孔工藝。首先將油管下至油層頂部,裝好采油樹(shù)和防噴管,電纜將射孔槍下入防噴管內(nèi),打開(kāi)清臘閥門下入電纜,射孔槍通過(guò)油管下出油管鞋,用電纜連接的儀器(CCL或CCL/GR)校深,調(diào)整深度使射孔槍對(duì)準(zhǔn)目的層,加電點(diǎn)火射孔。該工藝適合在生產(chǎn)井不停產(chǎn)補(bǔ)孔和射開(kāi)新的層位,減少了壓井和起下油管作業(yè)。電纜輸送過(guò)油管射孔過(guò)油管張開(kāi)式射孔工藝原有的過(guò)油管射孔技術(shù)在使用中存在孔徑小、穿深淺的致命問(wèn)題。采用張開(kāi)式過(guò)油管射孔器可以在過(guò)油管后,在套中管射孔時(shí)達(dá)到常規(guī)射孔器的射孔效果,該射孔器能在通過(guò)油管前將。彈閉合在彈架管中,通過(guò)油管進(jìn)入套管后將彈張開(kāi)這樣,在油管井中相當(dāng)于在套管井中使用一種大直徑的射孔槍,其彈的裝藥量達(dá)25g,平均穿深大于480mm,使射孔效果得到明顯提高。電纜輸送過(guò)油管射孔過(guò)油管射孔器現(xiàn)場(chǎng)圖片油管傳輸射孔這種工藝是利用油管(鉆桿)連接射孔槍下到油層部位射孔,油管下部連接有封隔器、負(fù)壓閥和引爆系統(tǒng),油管內(nèi)只有部分液柱形成射孔負(fù)壓。通過(guò)地面投棒引爆、壓力引爆、壓差式引爆或電纜濕式接頭引爆等多種方式使射孔彈引爆一次全部射完油氣層。油管輸送射孔最大的優(yōu)點(diǎn)是很容易造負(fù)壓,在負(fù)壓條件下射孔。油管輸送射孔深度校正一般采用較為精確的雙同位素校深方法。
油管傳輸射孔油管輸送射孔常用引爆方式:井口管柱內(nèi)投棒引爆。管柱加壓引爆。環(huán)空加壓引爆。油管輸送射孔具有負(fù)壓高,易于解除射孔對(duì)油層的傷害。一次射孔層段厚度較大,長(zhǎng)度可達(dá)1000M以上。該方法特別適用于斜井、水平井、稠油井和高壓油氣井等電纜難于下入的井。由于在井口預(yù)先裝好井口采油裝置,故安全性能好,非常適合于高壓油井合氣井作業(yè)。同時(shí),射孔后即可以投入生產(chǎn),也便于測(cè)試、壓裂、酸化等射孔聯(lián)作,減少壓井和起下管柱的次數(shù),也減少了對(duì)油層的傷害和作業(yè)費(fèi)用。油管傳輸射孔也可以根據(jù)作業(yè)需要釋放射孔槍。油管傳輸射孔油管輸送射孔的優(yōu)點(diǎn):
1)可與DST進(jìn)行聯(lián)作;
2)輸送能力強(qiáng),一次下井可射孔數(shù)百米;
3)能根據(jù)油氣層巖性特點(diǎn),設(shè)計(jì)負(fù)壓值;
4)射孔后可釋放射孔槍;
5)能在大斜度井和水平井中進(jìn)行作業(yè)。油管輸送射孔的缺點(diǎn):
返工時(shí)間長(zhǎng),對(duì)火工器材要求耐溫高。油管傳輸射孔
2-7/8“EUE油管
2-7/8“EUE油管壓力延時(shí)點(diǎn)火頭射孔槍安全機(jī)械點(diǎn)火頭
2-7/8“EUE厚壁油管負(fù)壓閥
2-7/8“EUE油管減震器轉(zhuǎn)接頭
9-5/8"封隔器壓力延時(shí)點(diǎn)火頭射孔槍壓力延時(shí)點(diǎn)火頭負(fù)壓閥減震器轉(zhuǎn)接頭
9-5/8"封隔器放射性接頭油管或鉆桿放射性接頭油管或鉆桿油管輸送射孔聯(lián)作工藝油管輸送射孔與投產(chǎn)聯(lián)作國(guó)內(nèi)外對(duì)不需要防砂和分層的自噴井普遍采用這種工藝,既安全又經(jīng)濟(jì)。此工藝是先頂部封隔器+射孔管柱,校深后座封頂部封隔器,然后下入生產(chǎn)管柱插入頂部封隔器內(nèi),安裝采油樹(shù),井口投棒或者加壓引爆射孔槍,可以在射孔的同時(shí)將射孔槍釋放至井底。油管輸送射孔和地層測(cè)試聯(lián)作將油管輸送裝置的射孔槍、點(diǎn)火頭、油管以及減震器等工具接在封隔器測(cè)試管柱的底部。管柱下到待射孔和測(cè)試井段后,進(jìn)行射孔校深、坐封封隔器并打開(kāi)測(cè)試閥,引爆射孔槍,射孔后轉(zhuǎn)入正常的測(cè)試程序。該工藝在海上勘探井射孔聯(lián)作作業(yè)普遍使用,在個(gè)別開(kāi)發(fā)井中使用到該工藝。連續(xù)油管傳輸射孔連續(xù)油管射孔即采用連續(xù)油管將射孔槍下入井內(nèi)射孔,其起爆方式與TCP基本相同。該工藝可用于大斜度井、水平井等射孔作業(yè),也可以用于過(guò)油管射孔作業(yè),射孔時(shí)可實(shí)現(xiàn)負(fù)壓。優(yōu)點(diǎn):1)可用壓力起爆器引爆射孔槍;
2)輸送能力強(qiáng),一次下井可以射孔幾十米~上百米;
3)可在負(fù)壓條件下射孔;
4)射孔后可以釋放射孔槍;
5)可在大斜度井以及水平井中射孔。缺點(diǎn):1)對(duì)防噴管的長(zhǎng)度要求有足夠的長(zhǎng)度;
2)校深比較麻煩。TCP射孔+負(fù)壓返涌射孔工藝作業(yè)步驟:1、校深;2、點(diǎn)火射孔;3、將射孔槍起出射孔段;4、座封RTTS封隔器;5、負(fù)壓放噴。優(yōu)點(diǎn):
可以實(shí)現(xiàn)大負(fù)壓返涌放噴,不會(huì)出現(xiàn)因地層出砂卡射孔槍的復(fù)雜情況。定向射孔技術(shù)定向射孔關(guān)鍵步驟組裝和下入射孔槍和放射性短節(jié)深度校正和方位校正點(diǎn)火射開(kāi)空心斜向器循環(huán)壓井起出射孔槍和井下工具組合在同一射孔槍身內(nèi),設(shè)置兩種性質(zhì)不同的高能量--用于射孔的射孔彈、用于壓裂的復(fù)合固體推進(jìn)劑,同時(shí)引爆并控制其加壓歷程瞬態(tài)時(shí)間差,實(shí)現(xiàn)射孔與壓裂分步作功,從而對(duì)近井地帶形成孔縫結(jié)合型滲流通道,達(dá)到大幅度增加近井帶滲流面積的目的。高能氣體壓裂復(fù)合射孔技術(shù)1、射孔方式2、射孔參數(shù)的選擇3、射孔器材和井下工具要獲得理想的射孔效果,必須對(duì)射孔參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行正確而有效的射孔參數(shù)優(yōu)選,取決于以下幾個(gè)方面:
1)對(duì)于各種儲(chǔ)層和地下流體情況下射孔井產(chǎn)能規(guī)律的量化認(rèn)識(shí)程度;
2)射孔參數(shù)、損害參數(shù)和儲(chǔ)層及流體參數(shù)獲取的準(zhǔn)確程度;
3)可供選擇的槍彈品種、類型的系列化程度。射孔參數(shù)優(yōu)選是指現(xiàn)有條件下針對(duì)特定儲(chǔ)層的使井產(chǎn)能達(dá)到最高的射孔參數(shù)優(yōu)配組合,也涉及到實(shí)現(xiàn)這些參數(shù)的工藝要求。產(chǎn)能比是目標(biāo)函數(shù)。射孔參數(shù)優(yōu)選①建立各種儲(chǔ)層和產(chǎn)層流體條件下射孔完井產(chǎn)能關(guān)系數(shù)學(xué)模型,獲得各種條件下射孔產(chǎn)能比定量關(guān)系;②收集本地區(qū)、鄰井和設(shè)計(jì)井有關(guān)資料和數(shù)據(jù),用以修正模型和優(yōu)化設(shè)計(jì);③調(diào)查射孔槍、彈型號(hào)和性能測(cè)試數(shù)據(jù);④校正各種彈的井下穿深和孔徑;⑤計(jì)算各種彈的壓實(shí)損害參數(shù);⑥計(jì)算設(shè)計(jì)井的鉆井損害參數(shù);⑦計(jì)算和比較各種可能參數(shù)配合下的產(chǎn)率比和套管抗擠毀能力降低系數(shù),優(yōu)選出最佳的射孔參數(shù)配合。⑧預(yù)測(cè)選擇方案下的產(chǎn)量、表皮系數(shù)。射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法射孔參數(shù)選擇1)槍直徑:7”套管------4-1/2”~5”射孔槍9-5/8”套管--7”射孔槍根據(jù)《海上油氣田完井手冊(cè)》及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗(yàn),射孔槍外徑與套管內(nèi)徑的間距為1“左右最為理想,此時(shí)槍的對(duì)中效果較好,且能充分發(fā)揮聚能射孔彈的聚能效果。套管直徑mm套管磅級(jí)lbs/ft推薦最大射孔槍直徑mm114.3(4-1/2″)11.673.025(2-7/8″)13.5127.0(5″)11.585.725(3-3/8″)13.0~18.079.375(3-1/8″)13.0~24.273.025(2-7/8″)139.7(5-1/2″)14.0~23.885.725(3-3/8″)14.0~29.779.375(3-1/8″)177.8(7″)17.0~23.0127.0(5″)17.0~35.0117.475(4-5/8″)17.0~41.0114.3(4-1/2″)244.5(9-5/8″)32.3~58.4177.8(7″)
2)炮彈藥量(克):不同的廠家,雖然同樣的藥量,但由于聚能罩的形狀和材料不同,穿深和孔徑都不一樣。因此,定貨時(shí),不必指定藥量,只提孔徑和孔深要求;
3)孔密:防砂井一般取39孔/m(12孔/ft),原則上孔越密越好,但要考慮套管的強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性;
4)孔徑(mm):對(duì)防砂井,孔徑越大越好。但同樣藥量的炮彈,孔徑大了,穿深必然淺。因此,要根據(jù)孔密、穿深和經(jīng)濟(jì)性要求綜合評(píng)價(jià)選取。射孔參數(shù)選擇一般情況下,獲得最大產(chǎn)能需要有較高的射孔密度,但在選擇射孔密度時(shí),應(yīng)考慮以下幾種因素:(1)孔密太大容易造成套管損害;(2)孔密太大成本較高;(3)孔密過(guò)大會(huì)使將來(lái)的作業(yè)復(fù)雜化。圖給出了無(wú)損害條件下,孔密和產(chǎn)能比之間的關(guān)系,此圖說(shuō)明在孔密很小時(shí),提高孔密時(shí)產(chǎn)能比的增大比較明顯。但當(dāng)孔密增大到某一值時(shí),孔密對(duì)產(chǎn)能比的影響不明顯。經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)孔密為26~39孔/米,會(huì)以最低成本使產(chǎn)能達(dá)到最大。孔密對(duì)產(chǎn)能的影響孔徑對(duì)油井的產(chǎn)能也有一定影響,但不如孔深和孔密的影響大。
無(wú)論相位角是90°還是0°,當(dāng)孔徑<0.4in時(shí),隨著孔徑的增加,產(chǎn)能增加幅度較大;>0.4in時(shí),孔徑增加,其產(chǎn)能提高幅度不大。圖中也說(shuō)明,孔深小于9in時(shí),孔徑對(duì)產(chǎn)能的影響較大;大于9in時(shí)影響較小。通常情況下,采用孔徑為0.5in的孔眼,效果較好,對(duì)于有積垢或石蠟沉積趨勢(shì)的井,建議采用0.75in的射孔孔眼??讖綄?duì)產(chǎn)能的影響5)穿深(mm):要保證穿透污染帶之后,還有一定的穿深。射孔參數(shù)選擇36180.70.80.91.01.11.21246812射孔穿深孔密產(chǎn)能比螺旋排列90°phased180°phased0°phased1spf2spf4spf6spf8spf12spf0.71.01.290.81.31.10.91215穿深與孔密和產(chǎn)能的關(guān)系射孔參數(shù)選擇6)相位選擇:若射孔相位選擇不合適,將會(huì)對(duì)套管的強(qiáng)度和產(chǎn)量產(chǎn)生影響。射孔相位為135°/45°時(shí)套管強(qiáng)度保持在較高的比值范圍內(nèi),達(dá)原套管強(qiáng)度的80%以上,這對(duì)油氣井的生產(chǎn)壽命有重要影響。1350/450
相位,15孔/ft18002250270031500045090013501800126in0076.2153.4mm228.6304.8135/450相位(a)不同孔密可以選擇相同相位相同孔密可以選擇不同相位1350/450相位,12孔/ft1350/450,相位180027000090018001800240030000060012001800076.2152.4228.6304.8036in912(b)在各向異性地層中,相位角由180°變到0°或90°時(shí)產(chǎn)能有較大提高,相位角在0°和90°之間變化時(shí)產(chǎn)能沒(méi)有太大變化;
在各向同性地層中,相位角由0°變到90°或180°時(shí),產(chǎn)能有較大提高,相位角在90°和180°之間變化時(shí),產(chǎn)能沒(méi)有太大變化。大量實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明:孔眼相位為0°時(shí),油井產(chǎn)能最低;相位為120°、180°時(shí)產(chǎn)能居中;相位45°時(shí)稍高;相位為60°、90°時(shí)產(chǎn)能最高。當(dāng)孔眼未穿透鉆井損害帶時(shí),120°和90°相位的產(chǎn)能大致相同。
相位對(duì)產(chǎn)能的影響83防砂完井要求大孔徑和高孔密;常規(guī)完井則要求高孔密和深穿透。增產(chǎn)完井卻要求高孔密和低相位。由此可見(jiàn),高孔密是各種完井方法都要求的重要條件。在酸化壓裂的增產(chǎn)完井作業(yè)中,高孔密和低相位射孔。射孔參數(shù)優(yōu)選1、負(fù)壓射孔負(fù)壓射孔是指井內(nèi)液柱壓力低于儲(chǔ)層壓力時(shí)的射孔施工作業(yè)。在負(fù)壓射孔的瞬間,由于儲(chǔ)層壓力大于液柱壓力,使地層流體產(chǎn)生一個(gè)反向回流,沖洗射擊孔孔眼,避免射擊孔杵堵和射孔液對(duì)地層的損害。2、負(fù)壓值選擇的基本原則負(fù)壓應(yīng)能排除射孔壓實(shí)污染層帶;返排物不應(yīng)卡死負(fù)壓射孔管柱;參考以往類似油、氣井的負(fù)壓射孔實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)值;不破壞地層巖石骨架。射孔負(fù)壓設(shè)計(jì)式中:Pmin--壓力,單位為兆帕(MPa);K--地層最大滲透率,單位為千分之平方微米(m210-3)。1、最小負(fù)壓值Pmin:油層:氣層:合理負(fù)壓值的確定:(美國(guó)Conoco公司)若油氣層沒(méi)有出砂歷史,則ΔPrec=0.2ΔPmin+0.8ΔPmax若油氣層有出砂歷史,則ΔPrec=0.8ΔPmin+0.2ΔPmax2、最大負(fù)壓值Pmax:使用聲波時(shí)差法:油層:Pmax(360020)6.89103
氣層:Pmax(475025)6.89103
使用體積密度(RHO)法時(shí):油層:Pmax6.89(2.34RHO4)
氣層:Pmax6.89(2.9RHO4)式中:Pmax--壓力,單位為兆帕(MPa);
--聲波時(shí)差,單位為微秒每英尺(s/ft);RHO--體積密度。負(fù)壓值計(jì)算-《海上油氣田完井手冊(cè)》射孔負(fù)壓設(shè)計(jì)完井管柱內(nèi)成負(fù)壓射孔液柱的方法一般有兩種,一種是留空;另一種是鋼絲作業(yè)打開(kāi)井下滑套,從油管替入輕密度的射孔液,再關(guān)閉井下滑套;或是從油管內(nèi)下入連續(xù)油管,替入輕密度的射孔液或氮?dú)馓涂铡H绻鞘褂糜谰梅飧羝鲬覓焐淇讟?,也可以在密封總成插入時(shí)先替入負(fù)壓射孔液。造負(fù)壓方式射孔負(fù)壓設(shè)計(jì)1、射孔方式2、射孔參數(shù)的選擇3、射孔器材和井下工具射孔器材射孔器材包括火工品和非火工品?;鸸て钒ㄉ淇讖棥?dǎo)爆索、傳爆管、電雷管、撞擊雷管、延時(shí)火藥、尾聲彈和隔板火藥等;非火工器材包括射孔槍、槍接頭、油管、玻璃盤接頭、棒擊開(kāi)孔閥(負(fù)壓閥)、壓力開(kāi)孔閥、釋放裝置、減震器、轉(zhuǎn)接頭、放射性接頭和點(diǎn)火棒等。射孔彈由炸藥、殼體及藥型罩等構(gòu)成具有聚能效應(yīng)的組合體。聚能射孔彈按其結(jié)構(gòu)分為有槍身射孔彈和無(wú)槍身射孔彈。功能:穿透槍身管壁、套管、水泥環(huán)和地層,形成油氣流通道特性:屬于二類炸藥,靈敏度和危險(xiǎn)性低于導(dǎo)爆索,但由于用量多,危險(xiǎn)性大。結(jié)構(gòu):聚能射孔彈的結(jié)構(gòu)由外殼、主炸藥、起爆藥和藥錐形襯套四部分組成。影響射孔彈的聚能因素:炸藥質(zhì)量、聚能穴形狀和壁厚、聚能穴使用的材料、炸藥柱的對(duì)稱性、裝藥密度、藥柱的密封情況、起爆能以及加工技術(shù)和裝配工藝等。常用射孔彈的類型:按耐溫等級(jí)分有:常溫(RDX)、高溫(HMX)和超高溫(HNS)三種。按穿透性能分有:深穿透和大孔徑二類。射孔彈雷管射孔用的雷管分電雷管(承壓雷管、不承壓雷管)和撞擊式雷管兩類。功能:用于射孔起爆裝置。電雷管用于電纜射孔、過(guò)油管射孔、橋塞、切割和解卡作業(yè);撞擊式雷管用于油管輸送和連續(xù)油管傳輸射孔。特性:屬于一類炸藥,靈敏度高,極易啟爆。傳爆管功能:繼爆、引爆。既能被雷管、傳爆管從外端引爆,也能被導(dǎo)爆索從管內(nèi)引爆,傳爆管被引爆后,又能引爆導(dǎo)爆索,從而引爆射孔彈。特性:同雷管一樣屬于一類炸藥,但不能自己引爆,目前TCP用的傳爆管都是雙向傳爆管。導(dǎo)爆索
導(dǎo)爆索是由雷管產(chǎn)生的爆轟波引爆射孔彈的。因此,爆轟波的速度決定了導(dǎo)爆索的引爆方式是爆炸還是爆燃。功能:以每秒6000米以上的速度傳爆,并能引爆與它相接觸的炸藥、射孔彈和傳爆管等。特性:屬于二類炸藥,靈敏度高,危險(xiǎn)性大。常用導(dǎo)爆索的類型按耐溫性能分有:常溫、高溫和超高溫三種。按按藥量分有:40谷/FT、70谷/FT、80谷/FT和100谷/FT等。按外皮材質(zhì)分有:低收縮(LowShrink)和收縮二種。延時(shí)火藥延時(shí)火藥:與延時(shí)裝置外殼配合使用,接收起爆器爆轟能量,延時(shí)一段時(shí)間后,引爆射孔槍。延時(shí)起爆管由殼體、隔板起爆器、點(diǎn)火藥、延時(shí)火藥和猛炸藥構(gòu)成,它是隔板起爆器和延時(shí)管的組合體。工作過(guò)程:由撞擊雷管、電雷管或傳爆管輸出爆轟波,引爆隔板起爆器,再引燃點(diǎn)火藥,并點(diǎn)燃延時(shí)火藥,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間點(diǎn)燃起爆藥,引爆猛炸藥,輸出爆轟波。延時(shí)時(shí)間:5~10分鐘延時(shí)的目的:射孔時(shí)構(gòu)成負(fù)壓差。除火藥延時(shí)外,目前還有的延時(shí)裝置有:電子延時(shí)(延時(shí)時(shí)間可達(dá)幾個(gè)小時(shí))液壓油延時(shí)(延時(shí)時(shí)間可達(dá)1~2個(gè)小時(shí))隔板火藥技術(shù)特點(diǎn)采用隔板技術(shù)傳遞爆轟能量,射孔后不進(jìn)油污,減少環(huán)境污染;采用泄壓閥來(lái)泄壓,解決射孔中夾層槍憋壓的問(wèn)題,使作業(yè)更加安全;對(duì)射孔槍具有分段安全保護(hù)作用;可用于89mm以上的有槍身射孔槍中。保證井口拆槍作業(yè)安全技術(shù)首創(chuàng)國(guó)際領(lǐng)先。22
mm22
mm?14mm?14mm射孔槍射孔槍分有槍身射孔槍和無(wú)槍身射孔槍。有槍身射孔槍是用于承載射孔彈的密封承壓發(fā)射體;無(wú)槍身射孔器中,它專指彈架,無(wú)槍身射孔器的密封承壓由無(wú)槍身射孔彈的彈殼承擔(dān)。有槍身射孔槍還分有盲孔和無(wú)盲孔射孔槍。射孔槍系列有:2-7/8″、3-1/2″、4″、4-1/2″、5″、6-1/4″和7″槍等。既有高孔密也有低孔密;根據(jù)不同的彈型配套的孔密有:13孔/米、16孔/米、20孔/米、40孔/米等方位有:60°、72°、90°、150°180°、30°/150°、45°/135°和72°/144°等多品種。穿深和孔徑有:深穿透和大孔徑兩種。系列mm178、159、127、114、102、89、86、73、60、51、43槍孔密S/M8、10、13、16、20、25、36、40、60孔/米方位0、180、90、60、45/135、20/140°激光加工數(shù)控加工射孔槍射孔槍安全機(jī)械點(diǎn)火頭工作原理:井口投棒撞擊安全機(jī)械點(diǎn)火頭的鎖柱,剪斷剪切銷,鎖柱向下移動(dòng)釋放擊針。擊針在壓力的推動(dòng)下向下移動(dòng)撞擊起爆器,起爆器被引爆后輸出爆轟能量引爆與之連接的射孔槍的導(dǎo)爆索和傳爆管。安全機(jī)械點(diǎn)火頭是一種帶保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的棒擊起爆裝置。當(dāng)管柱內(nèi)無(wú)液體,即沒(méi)有壓力時(shí),活塞不能動(dòng)作,系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。特點(diǎn):·在井口作業(yè)時(shí)意外的作用力不能引爆;·理想狀態(tài)下435psi的靜壓即可引爆點(diǎn)火頭;·可適用于重泥漿井及小于60度的斜井;
使用條件:射孔管柱必須是全通徑管柱;井斜度小于60度;液柱壓力必須大于500psi;必須安裝NO-GO環(huán)。安全機(jī)械點(diǎn)火頭工作過(guò)程壓力點(diǎn)火頭壓力起爆裝置用于TCP完井作業(yè)中起爆射孔槍。特別適用于測(cè)試聯(lián)作,斜井和水平井作業(yè)中引爆射孔槍或延時(shí)起爆裝置.根據(jù)該裝置所處的井深和所需的起爆壓力,計(jì)算剪切銷的數(shù)量,油管壓力大于活塞上預(yù)先設(shè)定的剪切銷的剪斷值時(shí),活塞剪斷剪切銷并向上運(yùn)動(dòng),活塞上的擊針撞擊起爆器,起爆器輸出的爆轟點(diǎn)燃延期起爆管,由延期起爆管輸出的爆轟引爆傳爆管、導(dǎo)爆索、射孔彈,或直接引爆射孔槍。特點(diǎn)/性能:能與延時(shí)起爆裝置配合使用;可置于射孔槍頂端或尾端;適用于大斜度井或水平井。
壓力點(diǎn)火頭棒擊負(fù)壓閥棒擊負(fù)壓閥用于油氣井TCP作業(yè)中,造負(fù)壓,并提供油氣生產(chǎn)通道。當(dāng)采用平衡射孔負(fù)壓返涌時(shí),在壓力起爆射孔以后,再?gòu)木谕栋糸_(kāi)孔造負(fù)壓并形成油氣通道。下井過(guò)程中裝置內(nèi)外的壓力不連通。在井口投棒撞斷撞銷,油管內(nèi)壓力通過(guò)撞銷斷裂處的小孔作用于滑套的環(huán)形面上。壓力推動(dòng)滑套組件向上移動(dòng),并開(kāi)孔,使裝置內(nèi)外的壓力連通。裝置內(nèi)的卡圈,鎖定開(kāi)孔狀態(tài)。棒擊負(fù)壓閥放射性接頭和點(diǎn)火棒放射性接頭是用于校準(zhǔn)射孔深度的記號(hào)。放射性接頭一般裝在油層上部80米處。點(diǎn)火棒是機(jī)械點(diǎn)火頭的配套工具,是用來(lái)打開(kāi)負(fù)壓閥和撞擊機(jī)械點(diǎn)火頭。點(diǎn)火棒在以下介質(zhì)的下落速度:空氣:83~90米/秒水或柴油:6.1~7.6米/秒在泥漿里主要取決于泥漿的比重,一般情況:4.6~7.6米/秒在液氮里:46~61米/秒RTTS封隔器是一種大通徑、可封隔雙向壓力的懸掛式封隔器。可用于地層測(cè)試、酸化、擠水泥等作業(yè)。封隔器包括:本體有一J型槽,機(jī)械摩擦塊,封隔器本體,水力錨。水力錨本體可以防止工具向上串。作用:封隔器心軸允許大排量流體通過(guò)。鋼絲作業(yè)的工具也可順利通過(guò)。封隔器可多次坐封和解封。操作:封隔器緩慢下入到坐封位置,上提旋轉(zhuǎn)坐封。如果工具在底部,只需要半圈就足夠。但根據(jù)井深和井斜是需要多旋轉(zhuǎn)幾圈。在坐封位置,向右旋轉(zhuǎn)使摩擦塊到位坐封,需要配足夠重量。RTTS封隔器壓力延時(shí)點(diǎn)火頭機(jī)械點(diǎn)火頭負(fù)壓閥油管流量閥壓力開(kāi)孔裝置單井節(jié)約2-4小時(shí)銷釘精度高安全可靠液壓安全防止井口意外引爆射孔井下工具系列目錄(三)射孔工藝技術(shù)(二)完井液介紹(四)防砂工藝技術(shù)(一)完井定義及完井方式(五)生產(chǎn)管柱(六)井口裝置(七)完井作業(yè)程序1、油水井出砂概述2、出砂預(yù)測(cè)方法3、防砂方式分類4、防砂設(shè)計(jì)5、防砂工藝流程油、氣井出砂的危害油、氣井出砂是石油開(kāi)采遇到的重要問(wèn)題之一。如果砂害得不到治理,油、氣井出砂會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重,致使出砂油、氣井不能有效的開(kāi)發(fā)。出砂的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:減產(chǎn)或停產(chǎn)作業(yè)地面和井下設(shè)備磨蝕套管損壞、油井報(bào)廢渤海油田多數(shù)疏松砂巖油藏需采取防砂措施油、氣井出砂機(jī)理地層出砂沒(méi)有明顯的深度界限,一般來(lái)說(shuō),地層應(yīng)力超過(guò)地層強(qiáng)度就有可能出砂。地層強(qiáng)度決定于地層膠結(jié)物的膠結(jié)力、圈閉內(nèi)流體的粘著力、地層顆粒物之間的摩擦力以及地層顆粒本身的重力。地層應(yīng)力包括地層結(jié)構(gòu)應(yīng)力、上覆壓力、流體流動(dòng)時(shí)對(duì)地層顆粒施加的推拽力,還有地層孔隙壓力和生產(chǎn)壓差形成的作用力。由此可見(jiàn),地層出砂是又多種因素決定的。主要可以分為先天原因和開(kāi)發(fā)原因。油水井出砂構(gòu)成儲(chǔ)層巖石部分骨架顆粒發(fā)生移動(dòng),并隨地層流體流向井底的現(xiàn)象。出砂類型不穩(wěn)定出砂連續(xù)性出砂突發(fā)性大量出砂出砂的影響因素1.
先天性原因 先天性原因是指砂巖地層的地質(zhì)條件,也就是砂巖地層含有膠結(jié)礦物數(shù)量的多少、類型的不同和分布規(guī)律的差異,再加上地質(zhì)年代的因素,就形成了砂巖油、氣藏不同的膠結(jié)強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō),膠結(jié)礦物數(shù)量多,類型好,分布均勻,地質(zhì)年代早,砂巖油、氣藏的膠結(jié)強(qiáng)度就大,反之就小。弱膠結(jié)較弱膠結(jié)零強(qiáng)度干砂毛管力強(qiáng)度潮濕砂異常弱膠結(jié)出砂的影響因素人為的開(kāi)發(fā)因素造成油、氣井出砂。這些因素有的可以避免,有的不可能避免。不恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采速度以及采油速度的突然變化,落后的開(kāi)采技術(shù),低質(zhì)量和頻繁的修井作業(yè),設(shè)計(jì)不良的酸化作業(yè)和不科學(xué)的生產(chǎn)管理等造成油氣井出砂,這些都應(yīng)當(dāng)盡可能避免。隨著油、氣田開(kāi)發(fā)期延續(xù),油、氣層壓力自然下降,儲(chǔ)層砂巖體承載砂礫的負(fù)荷逐漸增加,致使砂礫間的應(yīng)力平衡破壞,膠結(jié)破壞,造成地層出砂,這種出砂不可避免。2.
開(kāi)發(fā)因素油水井出砂原因1)疏松膠結(jié)2)生產(chǎn)壓差過(guò)大,或壓力激動(dòng)3)稠油的拖拉力4)出水5)酸化(膠結(jié)物受到破壞)6)充填效果差或防砂參數(shù)不當(dāng)7)地層巖性變化等地層應(yīng)力超過(guò)砂巖強(qiáng)度出砂就發(fā)生了1、油水井出砂概述2、出砂預(yù)測(cè)方法3、防砂方式分類4、防砂設(shè)計(jì)5、防砂工藝流程油井出砂預(yù)測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法經(jīng)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)室模擬法數(shù)值計(jì)算法組合模量法斯倫貝謝法地層強(qiáng)度法聲波測(cè)井法孔隙度法地層性質(zhì)測(cè)井法出砂預(yù)測(cè)方法現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法巖心觀察:用肉眼觀察、手觸摸等方法判斷巖心強(qiáng)度。若一觸即碎,或停放數(shù)日自行破裂,或可在巖心上用指甲刻痕,則該巖心為疏松砂巖,強(qiáng)度低,易出砂。DST測(cè)試:DST測(cè)試期間,若油氣井檢測(cè)出砂,則生產(chǎn)初期就有可能出砂;如檢測(cè)不出砂,但檢查井下鉆具發(fā)現(xiàn)接箍臺(tái)階上有砂粒,或在DST測(cè)試完畢后,下探砂面,發(fā)現(xiàn)砂面上升,則該井肯定出砂。鄰井狀態(tài):在同一油區(qū),同一層段,鄰井在生產(chǎn)過(guò)程中出砂,則該井就有可能出砂。巖石膠結(jié)物:巖石膠結(jié)物有易溶于水與不易溶于水之分,當(dāng)油氣井含水量增加時(shí),易溶于水的膠結(jié)物(泥質(zhì)膠結(jié)物)溶于水,巖石強(qiáng)度降低。膠結(jié)物含量較低時(shí),巖石強(qiáng)度主要由壓實(shí)作用提供,對(duì)出水因素不敏感。出砂預(yù)測(cè)方法實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法厚壁圓柱筒簡(jiǎn)化模型用內(nèi)徑2.5cm、外徑8.5cm、長(zhǎng)50cm的巖心進(jìn)行破壞實(shí)驗(yàn),若近井筒垂直有效應(yīng)力σv大于0.86σT(屈服應(yīng)力),則地層出砂,否則不出砂。小型模擬出砂實(shí)驗(yàn)在模擬井下溫度、壓力、產(chǎn)液量、生產(chǎn)壓差下,用小巖心進(jìn)行模擬出砂實(shí)驗(yàn)。出砂預(yù)測(cè)方法經(jīng)驗(yàn)公式及圖表法地層強(qiáng)度法:20世紀(jì)70年代初Exxon公司發(fā)現(xiàn)當(dāng)生產(chǎn)壓差是巖石剪切強(qiáng)度1.7倍時(shí),巖石開(kāi)始破壞并出砂。雙參數(shù)法:以聲波時(shí)差為橫軸,生產(chǎn)壓差為縱軸,將各井的數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在坐標(biāo)圖上,則出砂數(shù)據(jù)點(diǎn)形成一個(gè)出砂區(qū)。把數(shù)據(jù)繪在同一坐標(biāo)上,判斷是否出砂。多參數(shù)法:建立出砂井與深度、開(kāi)采速度、生產(chǎn)壓差、采油指數(shù)、泥質(zhì)含量、含水率等的判別函數(shù),用該函數(shù)判別井是否出砂。地層孔隙度法:一般當(dāng)孔隙度大于30%時(shí),膠結(jié)程度差,易出砂;孔隙度在20%~30%之間,地層會(huì)少量出砂;孔隙度小于20%,地層出砂微量或不出砂。出砂預(yù)測(cè)方法聲波時(shí)差法
聲波測(cè)井測(cè)出的聲波時(shí)差(縱波)值同巖石的孔隙度有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,較小的聲波時(shí)差值如164μs/m(50μs/ft)代表低孔隙度,堅(jiān)硬、高密度的巖石;較大的聲波時(shí)差如312μs/m(95μs/ft)代表高孔隙度,松軟、低密度巖石。通過(guò)聲波測(cè)井同出砂井的對(duì)比,可以得出本地區(qū)的出砂臨界值。經(jīng)驗(yàn)表明,砂巖油層出砂聲波門限值為:Δt<312μs/m(95μs/ft),為穩(wěn)定砂巖。Δt>345μs/m(105μs/ft),為不穩(wěn)定砂巖。Δt在312μs/m~345μs/m(95μs/ft~105μs/ft)之間,為難以判斷的砂巖。出砂預(yù)測(cè)方法組合模量法
根據(jù)聲波測(cè)井和密度測(cè)井資料計(jì)算巖石的彈性組合模量,進(jìn)而進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)。地層巖石的組合模量為:式中:—巖石彈性組合模量,單位為兆帕(MPa);—地層巖石體積密度,單位為克每立方厘米(g/cm3);—縱波聲波時(shí)差,單位為微秒每米(μs/m)。Ec值越小,地層出砂的可能性越大。利用此法進(jìn)行出砂預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率在80%以上,經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后得到如下結(jié)論:Ec大于或等于2.0×104MPa時(shí),正常生產(chǎn)時(shí)儲(chǔ)層不出砂;Ec在1.5×104MPa~2.0×104MPa范圍內(nèi)時(shí),輕微出砂;Ec小于或等于1.5×104MPa時(shí),嚴(yán)重出砂。出砂預(yù)測(cè)方法出砂指數(shù)法出砂指數(shù)是預(yù)測(cè)油氣井生產(chǎn)初期是否出砂的有效方法,目前廣泛應(yīng)用的出砂指數(shù)有兩種,B指數(shù)法和Schlumberger出砂指數(shù)法。B指數(shù)可以表征儲(chǔ)層巖石的出砂傾向:
式中:—出砂指數(shù),單位為兆帕(MPa);—巖石彈性模量,單位為兆帕(MPa);—巖石泊松比,無(wú)量綱。當(dāng)B大于或等于2.0×104MPa時(shí),正常生產(chǎn)時(shí)油氣儲(chǔ)層出砂可能性?。划?dāng)B小于2.0×104MPa時(shí),正常生產(chǎn)時(shí)出砂可能性大;當(dāng)B在1.4×104MPa~2.0×104MPa時(shí),正常生產(chǎn)時(shí)輕微或中等出砂。B越小,出砂越嚴(yán)重,此時(shí)應(yīng)控制生產(chǎn)壓差和開(kāi)采速度。出砂預(yù)測(cè)方法
為了更準(zhǔn)確的估計(jì)巖石的強(qiáng)度,引入了Schlumberger出砂指數(shù)法的概念,將出砂指數(shù)SR定義為體積彈性模量K?和剪切彈性模量G的乘積:
式中:
SR—出砂指數(shù),單位為兆帕(MPa);
K—體積彈性模量,單位為兆帕(MPa);
G—切變彈性模量,單位為兆帕(MPa);
E—巖石彈性模量,單位為兆帕(MPa);
μ—巖石泊松比,無(wú)量綱。
對(duì)于Schlumberger出砂指數(shù)一般認(rèn)為當(dāng)SR小于5.9×107MPa時(shí)地層存在出砂問(wèn)題。出砂預(yù)測(cè)方法1、油水井出砂概述2、出砂預(yù)測(cè)方法3、防砂方式分類4、防砂設(shè)計(jì)5、防砂工藝流程防砂目的1)延長(zhǎng)油井的生產(chǎn)壽命;2)保護(hù)地面生產(chǎn)設(shè)備;3)減少油井的維護(hù)費(fèi)用;防砂方法分類傳統(tǒng)的防砂方法主要有以下幾種:砂拱防砂油井投產(chǎn)時(shí),地層砂流入射孔處,可自然堆積,形成具有一定承載能力的砂拱,類似于橋梁的橋拱,可進(jìn)一步阻止地層出砂.化學(xué)防砂將化學(xué)原料注入地層,膠結(jié)地層砂或?qū)⒒瘜W(xué)膠結(jié)劑預(yù)先涂在固體顆粒表面,然后將其擠進(jìn)套管外形成人工井壁以達(dá)到防砂的目的。焦化防砂焦化防砂就是向油層提供熱能,促使原油在砂粒表面焦化,形成具有膠結(jié)力的焦化薄層。機(jī)械防砂目前我們采用的主要是機(jī)械防砂。機(jī)械防砂一般分為兩類。
防砂方法分類1、獨(dú)立篩管防砂這種防砂方法簡(jiǎn)便易行,但效果差,壽命短。原因是防砂管柱的縫隙或孔隙易被進(jìn)入井筒的細(xì)地層砂所堵塞。2、充填材料防砂下入防砂管柱后再進(jìn)行充填,充填材料一般是支撐劑。這種防砂方法能有效的把地層砂限制在地層內(nèi),并能使地層保持穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu),防砂效果好,壽命長(zhǎng)。這種防砂方法也是我們目前使用的最多的方法。機(jī)械防砂分類:機(jī)械防砂1)濾砂管防砂;
將濾砂管下入井內(nèi),濾砂管正對(duì)產(chǎn)層,濾砂管上部用封隔器封隔上部井段,迫使產(chǎn)層的流體經(jīng)過(guò)濾砂管過(guò)濾,將砂擋在濾砂管外,流體流入井筒內(nèi)。常用的是:
將濾砂管和封隔器聯(lián)成防砂管柱,用鉆桿送入產(chǎn)層,座封丟后后,封隔器將濾砂管永久性地固定于井下,然后在封隔器以上下入生產(chǎn)管柱(自噴或機(jī)采)。機(jī)械防砂2)割縫管防砂割縫篩管是用標(biāo)準(zhǔn)的管材來(lái)制造,即在管子壁上割出一系列縱向的“縫”。割縫斷面的形狀可以是“直槽形”或“梯形”,梯形斷面的割縫管子外表面的縫寬比內(nèi)表面的縫寬稍窄。這種形狀割縫的橫斷面象倒置的“V”字,它不容易被堵塞。其機(jī)理為:a)允許一定數(shù)量和大小的能被原油攜帶至地面的“細(xì)砂”通過(guò);b)能把較大顆粒的砂于阻擋在襯管外面。這樣,大砂粒就在襯管外形成“砂橋”或“砂拱”。砂橋中沒(méi)有小砂粒,因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)此處流速很高,把小砂粒都帶人井內(nèi)了。砂橋的這種自然分選,使它具有良好的通過(guò)能力,同時(shí)起到保護(hù)井壁的作用。機(jī)械防砂3)繞絲篩管防砂繞絲篩管是由不銹鋼絲盤旋纏繞在一基管外襯套上制成。其特點(diǎn)是使用了三角形截面的不銹鋼絲作為繞絲,截面三角形的頂點(diǎn)朝里面,這樣在相鄰兩個(gè)繞絲之間就形成了一個(gè)梯形斷面的開(kāi)口縫隙。這種縫隙截面形狀與割縫篩管縫隙形狀類似,外寬內(nèi)窄的梯形斷面能有效避免縫隙被堵塞。機(jī)械防砂4)預(yù)充填礫石篩管防砂雙層繞絲預(yù)充填礫石篩管預(yù)充填礫石篩管是指內(nèi)部充填了一層樹(shù)脂涂敷的礫石層篩管,樹(shù)脂涂敷礫石層起著阻擋地層砂的作用。機(jī)械防砂5)金屬網(wǎng)篩管金屬網(wǎng)布篩管由基管、接箍、外保護(hù)套、過(guò)濾層、支撐泄流層和端環(huán)組成?;苌嫌袃?yōu)化設(shè)計(jì)的孔眼,作為流體的通道。過(guò)濾層纏繞于基管外,過(guò)濾層應(yīng)采用金屬絲編織密紋網(wǎng)。金屬編織網(wǎng)是由有規(guī)則性的孔隙構(gòu)成,其防砂機(jī)理是“平面二維”防砂。篩管采用平面結(jié)構(gòu),在生產(chǎn)壓差較大的情況下一些細(xì)顆粒可以擠進(jìn)篩網(wǎng),進(jìn)入井筒,避免篩管堵塞,因此可以通過(guò)生產(chǎn)壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)篩網(wǎng)的清潔。1外保護(hù)套;2過(guò)濾層;3支撐泄流層;4端環(huán)(可選);5基管;6接箍。機(jī)械防砂6)金屬棉網(wǎng)篩管(星孔篩管)金屬棉篩管其基本結(jié)構(gòu):從內(nèi)到外由基管、內(nèi)外保護(hù)套和過(guò)濾網(wǎng)等組成。基管上有優(yōu)化設(shè)計(jì)的孔眼,作為流體的通道。鈕扣式過(guò)濾件或者單獨(dú)的內(nèi)外支撐泄流網(wǎng)與密紋過(guò)濾網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)作為過(guò)濾件,確保了過(guò)濾精度的作用;同時(shí)起到保護(hù)介質(zhì)層的作用。內(nèi)外保護(hù)套可以保護(hù)泄流網(wǎng)和介質(zhì)層。金屬棉篩管其纖維過(guò)濾介質(zhì)由孔、洞、縫不規(guī)則性的方式構(gòu)成,其防砂機(jī)理是“立體三維”防砂基管濾砂件過(guò)濾介質(zhì)機(jī)械防砂7)礫石充填防砂
礫石充填防砂是目前最有效的防砂方法,它是在油氣井中下入濾砂管后,再進(jìn)行濾砂管柱外(包括射孔炮眼和地層近井地帶)礫石充填,建立人工防砂屏障。目前渤海常用的是:管內(nèi)礫石充填防砂(BAKER公司的Mini-Beta”和HALLIBURTON公司的STMZ防砂系統(tǒng)),它是在油井產(chǎn)層段的套管上射孔后,將礫石充填在射孔炮眼內(nèi)及篩管/套管、盲管/套管環(huán)形空間的一種機(jī)械防砂方法。礫石充填防砂就是指在篩管和套管環(huán)空,或者是篩管和裸眼環(huán)空充填合適尺寸的礫石,同時(shí)將炮孔充填密實(shí),從而達(dá)到“以砂治砂”的目的。優(yōu)點(diǎn):1.采用一次多層防砂工藝技術(shù),提高作業(yè)效率,減少漏失和污染;2.針對(duì)地層特點(diǎn),單井設(shè)計(jì)采用不同充填工藝機(jī)械防砂礫石充填三種方式循環(huán)充填法:即用低粘度的攜砂液或鹽水、低的攜砂比將礫石攜帶至防砂段和防砂管柱外,壓力保持在破裂壓力以下,只充填炮眼和篩管外環(huán)空,充填時(shí)環(huán)空保持全開(kāi)。高速水充填法:即用低粘度的攜砂液或鹽水、低的攜砂比將礫石攜帶至防砂段和防砂管柱外,壓力保持在破裂壓力以下,高排量下并控制環(huán)空返出,充填滿炮眼和篩管外環(huán)空。壓裂充填法:即用高粘度的攜砂液或鹽水、高的攜砂比將礫石攜帶至防砂段和防砂管柱外,充填壓力略超過(guò)破裂壓力,將防砂層用水力壓出微小裂縫或裂縫后,向裂縫擠人礫石,造成離井眼更遠(yuǎn)的礫石充填,進(jìn)一步降低近井帶的流動(dòng)阻力和流速。1、油水井出砂概述2、出砂預(yù)測(cè)方法3、防砂方式分類4、防砂設(shè)計(jì)5、防砂工藝流程防砂工藝設(shè)計(jì)防砂方式選擇海洋防砂方式選擇圖版1海洋防砂方式選擇圖版2地層砂樣粒度中值d50對(duì)同一目的層篩析的多個(gè)地層砂樣粒徑分析結(jié)果,粒度中值大小以允許10%細(xì)砂通過(guò)的原則去除異常值后,以距d50最小值10%處的粒度中值結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行擋砂精度的選擇。擋砂精度(防砂精度/充填礫石粒徑)為地層砂粒度中值的5~6倍,即D50=(5~6)×d50。注:當(dāng)?shù)[砂中值比5-6,較初始滲透率穩(wěn)定在87%左右;
礫石層滲透率與礫石和地層砂中值比、流體粘度和累計(jì)產(chǎn)液量有關(guān);防砂精度選擇防砂精度選擇當(dāng)D50/d50≤6時(shí),充填礫石滲透率保持不變,礫石與地層砂界面清楚,礫石擋住地層砂,油氣井不出砂;當(dāng)6<D50/d50≤14時(shí),充填礫石滲透率大幅下降,地層砂部分侵入礫石充填層,盡管油氣井不出砂,但產(chǎn)量下降;當(dāng)14<D50/d50時(shí),充填礫石滲透率又開(kāi)始大幅上升,地層砂地層砂可以自由通過(guò)礫石充填層,油氣井防砂失效
獨(dú)立篩管防砂中,防砂篩管的擋砂精度應(yīng)與根據(jù)地層砂粒度中值優(yōu)選的礫石層的擋砂精度結(jié)果一致。優(yōu)質(zhì)篩管通常選擇d70~80的3倍左右-目前設(shè)計(jì)常使用D50折算。在礫石充填中,應(yīng)滿足砂拱或橋堵?lián)跎暗脑瓌t。繞絲篩管和割縫篩管縫寬應(yīng)是最小充填礫石直徑的1/2~2/3。礫石充填用篩管外徑,應(yīng)保證礫石充填環(huán)形空間的徑向厚度不小于19mm。獨(dú)立篩管防砂推薦選用篩管外徑,套管井中以篩管本體或接箍外徑小于套管內(nèi)徑8mm~10mm為宜;裸眼井中以最大剛體外徑小于套管內(nèi)徑10mm~15mm為宜。篩管選擇金屬纖維過(guò)濾介質(zhì)擋砂精度分布防砂適用范圍廣,對(duì)地層砂的粒度分布范圍不太敏感,區(qū)間大。自潔功能,細(xì)小顆粒易通過(guò)。即使被堵塞,也不會(huì)在平面上流動(dòng)通道被堵死。自修復(fù)功能,在壓差較大情況下,部分大顆粒被“擠出”,因金屬絲的彈性,其原有的形狀很易恢復(fù)。平面上可能過(guò)流面積較小,但立體過(guò)流面積大。
金屬纖維過(guò)濾介質(zhì)特點(diǎn)優(yōu)質(zhì)篩管選擇因網(wǎng)狀平面結(jié)構(gòu),決定了防砂適用范圍窄,對(duì)地層砂的粒度分布范圍很敏感(防死或出砂)易堵塞:細(xì)小顆粒很易通過(guò),但大的顆粒或匹配剛好的顆粒易變形堵塞網(wǎng)格空間,造成過(guò)流面積隨生產(chǎn)變得越來(lái)越小。篩網(wǎng)的網(wǎng)格易被沖蝕而變大,精度發(fā)生變化。平面上過(guò)流面積較大,不存在立體過(guò)流面積。金屬編織網(wǎng)過(guò)濾介質(zhì)擋砂精度
金屬編織網(wǎng)過(guò)濾介質(zhì)特點(diǎn)優(yōu)質(zhì)篩管選擇繞絲肋條基管流體繞絲肋條基管基管孔眼流體縫寬設(shè)計(jì):阻擋100%礫石,常取最小礫石尺寸的1/2-2/3,推薦采用2/3計(jì)算外徑設(shè)計(jì):礫石充填環(huán)形空間的徑向厚度不小于19mm覆蓋設(shè)計(jì):超出射孔層段上下1.0-1.5m繞絲篩管縫寬設(shè)計(jì)支撐劑與繞絲篩管選擇推薦圖版繞絲篩管縫寬設(shè)計(jì)礫石尺寸篩縫尺寸目mminmm40~600.419~0.2490.0060.1520~400.838~0.4190.0120.3016~301.190~0.5840.0140.3510~202.010~0.8380.0200.5010~162.010~1.1900.0200.508~122.390~1.6800.0300.80支撐劑類型選擇石英砂陶粒目前通常使用的2種充填支撐劑支撐劑類型選擇支撐劑的相關(guān)參數(shù):陶粒的均勻度;大于最大礫石或小于最小礫石的重量均不得超過(guò)2%陶粒圓度應(yīng)大于或等于0.8;陶粒球度應(yīng)大于或等于0.8;陶粒的酸溶性:各種粒徑規(guī)格陶粒充填砂在標(biāo)準(zhǔn)土酸中允許酸溶性陶粒的抗破碎能力1、油水井出砂概述2、出砂預(yù)測(cè)方法3、防砂方式分類4、防砂設(shè)計(jì)5、防砂工藝流程防砂工藝流程礫石充填工藝組下防砂管柱座封頂部封隔器到位后座封隔離封隔器反循環(huán)測(cè)試擠注測(cè)試礫石充填反循環(huán)沖砂驗(yàn)充填驗(yàn)滑套驗(yàn)封脫手驗(yàn)封找位置出現(xiàn)脫砂壓力防砂工藝流程“F-1”沉砂封隔器(橋塞)卡瓦牙密封膠皮卡瓦牙心軸剪切銷釘剪切銷釘座封方式:1、電纜座封;2、鉆桿下入座封。防砂工藝流程“SC-1L”隔離封隔器SC-1L密封膠皮剪切銷釘傳壓座封孔心軸防砂工藝流程“SC-1L”隔離封隔器總成
隔離封隔器倒置密封筒上部延伸筒下部延伸筒薄壁密封筒左旋密封筒充填滑套滑套密封筒防砂工藝流程“SC-1R”頂部封隔器SC-1R卡瓦牙密封膠皮心軸反扣頂部接頭防砂工藝流程“SC-1R”頂部封隔器總成頂部封隔器磨銑延伸筒厚壁密封筒上部延伸筒滑套密封筒下部延伸筒薄壁密封筒充填滑套防砂工藝流程目錄(三)射孔工藝技術(shù)(二)完井液介紹(四)防砂工藝技術(shù)(一)完井定義及完井方式(五)生產(chǎn)管柱(六)井口裝置(七)完井作業(yè)程序1、生產(chǎn)管柱類型2、生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)3、井下工具介紹4、電潛泵介紹下入完井管柱使生產(chǎn)井或注入井開(kāi)始正常生產(chǎn)是完井的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。井的類型(采油井、采氣井、注水井、注蒸汽井、注氣井)不一樣,完井管柱也不一樣。即使都為采油井,采油方式不同,完井管柱也不同。目前的采油方式主要有自噴采油和人工舉升(有桿泵、水力活塞泵、潛油電泵、氣舉)采油。完井管柱1、符合安全要求;2、滿足正常生產(chǎn)工藝要求;3、滿足生產(chǎn)測(cè)試和增產(chǎn)措施要求;4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工容易;完井管柱設(shè)計(jì)原則完井管柱類型套管生產(chǎn)井生產(chǎn)管柱生產(chǎn)油管電潛泵總成9-5/8“套管電潛泵總成動(dòng)力電纜卸油閥單流閥生產(chǎn)油管動(dòng)力電纜電纜穿透器井下安全閥電纜封隔器控制管線放氣閥"Y"接頭電纜封隔器電纜穿透器井下安全閥定位密封生產(chǎn)滑套防砂管座落接頭7”套管斜口引鞋堵塞器座帶孔管控制管線放氣閥分層密封電潛泵普合管柱電潛泵“Y”分
管柱電潛丟手管柱套管生產(chǎn)井生產(chǎn)管柱密閉罐裝系統(tǒng)裸眼水平生產(chǎn)井生產(chǎn)管柱水平分支井生產(chǎn)管柱水平分支井生產(chǎn)管柱自噴井生產(chǎn)管柱注水管柱1、生產(chǎn)管柱類型2、生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)3、井下工具介紹4、電潛泵介紹生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)渤中13-1油田地層水水型為NaHCO3型,礦化度6317-19735mg/L。井號(hào)層位取樣深度(m)地層溫度(℃)地層壓力(MPa)飽和壓力(MPa)二氧化碳(%)CO2分壓取樣時(shí)間(MPa)A4E3S1+Mz4189.1-4212.116643.0840.515.362.172013/5/8生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)1、生產(chǎn)管柱類型2、生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)3、井下工具介紹4、電潛泵介紹井下安全閥
1、井下安全閥是油管內(nèi)控制裝置,可以通過(guò)地面液壓進(jìn)行控制,緊急狀態(tài)下能自動(dòng)關(guān)閉,控制油管內(nèi)流體2、下深一般200m左右過(guò)電纜封隔器
1、過(guò)電纜封隔器可以滿足采油的需要,起到保護(hù)套管和安全生產(chǎn)的作用;是環(huán)空安全措施之一;2、下深200m~600m3、電纜孔、壓力計(jì)數(shù)據(jù)線通道,放氣閥孔放氣閥工作原理當(dāng)控制管線內(nèi)加壓時(shí),壓力推動(dòng)活塞(8)上行,密封錐(11)離開(kāi)密封座(12),電纜封隔器下面的氣體通過(guò)放氣孔,進(jìn)入電纜封隔器上面油套環(huán)空,再通過(guò)井口定壓放氣閥放空。上接頭密封圈彈簧外套密封套支撐環(huán)密封圈活塞支撐環(huán)密封圈密封錐密封座密封圈下接頭放氣孔,總流動(dòng)面積=5.06cm2滑套單流閥和泄油閥Y接頭1、生產(chǎn)管柱類型2、生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)3、井下工具介紹4、電潛泵介紹潛油電泵的工作原理及其組成潛油電泵是井下工作的多級(jí)離心泵,同油管一起下井,地面電源通過(guò)變壓器、控制柜和潛油電纜將電能輸送給井下潛油電機(jī),使電機(jī)帶動(dòng)多級(jí)離心泵轉(zhuǎn)動(dòng),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,把油井中的液體舉升到地面。潛油電泵由三部分七大件組成:(1)、井下部分:包括電機(jī)、保護(hù)器、分離器、離心泵(2)、中間部分:潛油電纜(3)、地面部分:控制柜(變頻器)和變壓器
潛油電泵系統(tǒng)組成潛油電機(jī)潛油電機(jī)是三相鼠籠式異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)定子繞組的三相引出線接通三相電源時(shí),在電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的且認(rèn)為是純阻性的電路,則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將有感應(yīng)電流通過(guò)。因?yàn)檩d流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用,由此產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,其方向會(huì)沿著選轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng),由此電機(jī)從電源接受電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出。油氣分離器油氣分離器作用:1、作為井液進(jìn)入多級(jí)離心泵的吸入口。2、當(dāng)混氣液體進(jìn)入潛油多級(jí)離心泵之前,首先通過(guò)分離器作用,把游離氣體從井液中分離出來(lái),以減少氣體對(duì)潛油電泵工作特性的影響,使多級(jí)離心泵能
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