g04區(qū)塊水平井除砂解堵工藝技術(shù)研究

g04區(qū)塊水平井除砂解堵工藝技術(shù)研究

2.2連續(xù)油管受力分析水平井波束處理的主要關(guān)鍵是分析井筒中連續(xù)荷載的壓力，確定下入長度。施工前，應(yīng)充分考慮ct的抗疲勞性能、壓力曲線的性能和確保安全。除了其自身的抗彎能力外，水的作用對連續(xù)管道的壓力也有一定的影響，主要體現(xiàn)在浮力、壓力和水的反作用力上。連續(xù)油管進(jìn)入水平段后,在重力作用下依靠于管壁上,隨著下入長度的增加摩擦力逐步增大,相應(yīng)所需的軸向推力也在增大,受力達(dá)到一定的臨界壓力后,連續(xù)油管在水平管內(nèi)就會產(chǎn)生彎曲,并存在正弦彎曲和螺旋彎曲兩個(gè)臨界點(diǎn),當(dāng)受力達(dá)到后者時(shí),連續(xù)油管產(chǎn)生螺旋彎曲,隨著推力的增大,連續(xù)油管就會在摩擦力的作用下鎖死,如繼續(xù)加壓,可能壓折連續(xù)油管,因此,在施工中必須予以避免。連續(xù)油管在井筒中的受力通過下面兩式計(jì)算。正弦彎曲:F1=[2EqI/(R-r)]1/2。螺旋彎曲:F1=2×[2EqI/(R-r)]1/2。式中:E—連續(xù)油管的彈性模量,20.6×1011Pa;I—連續(xù)油管的慣性矩,N/m;q—連續(xù)油管的每米浮重,N/m;R—連續(xù)油管的外徑,m;r—連續(xù)油管的內(nèi)徑,m。根據(jù)井的軌跡情況,應(yīng)用連續(xù)油管施工優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件CirCa對作業(yè)過程中連續(xù)油管受力和進(jìn)尺情況進(jìn)行分析,確定RotoPulseSM旋轉(zhuǎn)脈沖工具和工作參數(shù)及相關(guān)泵注程序。根據(jù)圖2的模擬結(jié)果顯示,外徑4.45×10-2m連續(xù)油管在下井過程中不會產(chǎn)生螺旋型鎖死,井下工具串可以安全到達(dá)絲堵位置。為防止連續(xù)油管上行過程中出現(xiàn)損傷,需要保證在連續(xù)油管的截面受力低于強(qiáng)度限制。圖3的模擬結(jié)果顯示,上行過程中最大懸重為40050N,油管工作極限為109025N,所以在上提過程中不會造成連續(xù)油管的損壞。根據(jù)井況和實(shí)際需要,確定了RotoPulseSM的工具及工作參數(shù),見表1和表2。2.3液體描述2.3.1氯化銨溶液3%的氯化銨溶液作為入井的第一種工作液不僅是沖砂的主體,而且可以使整個(gè)井筒呈弱酸性,為接下來的解堵及酸化工作做好良好的鋪墊。2.3.2一步酸此工作液的組成主要是有機(jī)溶劑和一定量的酸性成分,在一定的噴射壓力下,可以對黏附在篩管外表面的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)物質(zhì)進(jìn)行清理。2.3.3近井帶酸解堵此酸的全稱是半加強(qiáng)型砂鹽酸,設(shè)計(jì)pH值3～4,屬中強(qiáng)酸,主要作用是對近井地帶進(jìn)行酸化解堵,增強(qiáng)近井地帶的導(dǎo)流能力,保證油層與井筒的良好連通。2.3.4單獨(dú)使用液體G104區(qū)塊地層滲透率大,漏失嚴(yán)重,沖砂階段單獨(dú)使用液體很難建立起循環(huán)。向氯化銨溶液中加入一定量的氮?dú)?可以有效降低液體密度,增強(qiáng)攜砂能力,順利地建立起循環(huán),大幅度提高沖砂效率。3潛油電泵管井生產(chǎn)2007年6月13日開始對ZY1井實(shí)施連續(xù)油管沖砂解堵作業(yè),共持續(xù)2d,累計(jì)注入氯化銨22.4m3,一步酸+砂鹽酸24方,沖出砂205kg。隨后下生產(chǎn)管柱和潛油電泵,6月21日開始排液生產(chǎn),當(dāng)日開井7h,排液64.2m3,其中含油0.6t;22日全天開井,排液213m3,含油2.3t。作業(yè)后至2007年12月31日,累計(jì)產(chǎn)液32640m3,累計(jì)產(chǎn)油3435t;平均日產(chǎn)液167.4m3,是作業(yè)前的2.1倍;平均日產(chǎn)油17.6t,是作業(yè)前的1.85倍。生產(chǎn)曲線如圖4所示。此后又對該區(qū)另外5口水平井實(shí)施了連續(xù)油管沖砂解堵作業(yè)。作業(yè)后產(chǎn)液量和產(chǎn)油量都是作業(yè)前產(chǎn)液量和產(chǎn)油量的1.8倍以上,平均有效期超過了200d,增產(chǎn)效果比較明顯。4連續(xù)油管水平井施工的發(fā)展現(xiàn)狀(1)冀東油田G104—5區(qū)塊油層非均質(zhì)性嚴(yán)重,顆粒膠結(jié)疏松,原油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高,凝固點(diǎn)低,導(dǎo)致油井出砂嚴(yán)重,篩管堵塞,產(chǎn)量受到了極大的影響。(2)連續(xù)油管沖砂解堵技術(shù)可以在該區(qū)水平井中建立起有效循環(huán),將井底砂沖出井筒,解決砂埋問題。(3)此次施工不僅解除了篩管堵塞,還對近井地帶起到了一定的酸化作用,增強(qiáng)了近井地帶的導(dǎo)流能力,保證了近井地帶與井筒的良好連通。作業(yè)后油井產(chǎn)量大幅度提高,有效期長,增產(chǎn)效果明顯,可以保證G104區(qū)塊其余100多口水平井的長期增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。近幾十年來,連續(xù)油管(CoiledTubing,以下簡稱CT)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,對一些常規(guī)技術(shù)難于處理的問題,運(yùn)用CT技術(shù)可迎刃而解,被譽(yù)為“萬能作業(yè)設(shè)備”。國外,連續(xù)油管用于沖砂、洗井、誘噴助排、酸化、擴(kuò)眼、完井、集輸、射孔、鉆井等井下作業(yè)已有較長的歷史,每年實(shí)施達(dá)1500井次以上,最大下入深度達(dá)到了6248.4m。而我國目前的連續(xù)油管技術(shù)則主要用于沖砂、洗井、誘噴助排、酸洗、酸化等一些簡單的井下作業(yè)。CT沖洗解堵便是其中的一項(xiàng)主要技術(shù),可以用來解決一些復(fù)雜的井下管柱被堵卡的情況,比如稠油的凝結(jié)堵卡,嚴(yán)重結(jié)蠟的自噴井,這類井既無法建立循環(huán)又不能起出井下管柱,常規(guī)方法處理起來難度大、耗時(shí)長、費(fèi)用高,而且作業(yè)效果不理想,對儲層損害嚴(yán)重。CT沖洗作業(yè),適用于在不壓井、不動管柱的情況下實(shí)施尺寸大于連續(xù)油管外徑的各類管內(nèi)或過管作業(yè),在有井口防噴器的情況下允許負(fù)壓作業(yè),有利于保護(hù)油氣層,且整體為密閉循環(huán)系統(tǒng),環(huán)保性好;施工過程簡單快捷,安全可靠,能極大地提高作業(yè)效率,降低勞動強(qiáng)度和作業(yè)費(fèi)用。冀東油田G104作業(yè)區(qū)油藏巖石顆粒膠結(jié)疏松,井筒出砂嚴(yán)重;原油屬普通稠油,凝固點(diǎn)低,導(dǎo)致水平井篩管段嚴(yán)重堵塞。采用外徑4.45cm連續(xù)油管+RotoPulseSM旋轉(zhuǎn)脈沖噴射工具+一步酸、半加強(qiáng)型砂鹽酸體系進(jìn)行沖砂、篩管清洗和近井酸化解堵可以解決此問題。1油砂和分離器堵塞的原因分析1.1儲層及膠結(jié)物特點(diǎn)G104區(qū)塊油藏的儲集巖主要是含粒不等粒砂巖,碎屑組分中石英含量為44.1%,儲層物性好,屬高孔高滲儲集層。平均孔隙度大于30%,平均滲透率為達(dá)西級別。膠結(jié)物含量少,以孔隙式膠結(jié)為主,膠結(jié)疏松。因篩管防砂級別不夠,較小巖石顆?？梢酝ㄟ^篩管進(jìn)入井筒,造成部分井水平段砂埋,從而導(dǎo)致水平段有效長度縮短。1.2基質(zhì)瀝青質(zhì)物質(zhì)長期堆積G104區(qū)塊油藏原油具有“三高一低”的特點(diǎn),即原油密度高、黏度高、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高和凝固點(diǎn)低。地下原油密度為0.911g/cm3;地下原油密度為90.34mPa·s。膠質(zhì)瀝青質(zhì)物質(zhì)的長期堆積導(dǎo)致近井地帶的導(dǎo)流能力逐漸下降。同時(shí),這些物質(zhì)附著于篩管外表面或進(jìn)入篩管礫石填充部分,導(dǎo)致篩管堵塞,截?cái)嗔肆黧w通道,將部分流體遮擋于井筒之外。出砂和篩管堵塞問題在該區(qū)110多口水平井中