繞絲篩管高壓擠壓砂礫充填防砂工藝研究

繞絲篩管高壓擠壓砂礫充填防砂工藝研究

1充填工具調(diào)整充填充裝載工具的絲旋轉(zhuǎn)器，用于填充和防止砂層侵蝕，以將砂液輸送至油氣井生產(chǎn)層的腔外孔，以及通過(guò)高壓加壓形成的儲(chǔ)砂屏障。防砂管柱入井前組配好管柱結(jié)構(gòu),將充填工具調(diào)整至充填狀態(tài),打開(kāi)充填通道,將防砂管柱下到出砂層上部。地面高壓泵組提供的高壓攜砂流體,經(jīng)充填工具的充填通道進(jìn)入油管、套管環(huán)形空間,攜砂液由篩管外部,進(jìn)入篩管內(nèi)部,再進(jìn)入中心管,通過(guò)填充工具換向進(jìn)入油套環(huán)空,返回地面,砂子被濾在篩管環(huán)空中,最后進(jìn)入地。隨著加砂量的不斷增加,地層被充填壓實(shí),隨后井筒也被充填壓實(shí),此時(shí)地面泵壓升高,達(dá)到預(yù)定壓力值后停止充填。從油、套環(huán)形空間泵入洗井液,經(jīng)充填工具的反洗通道,將油管內(nèi)的砂子沖洗至地面。投入鋼球,正打壓丟手,充填通道自動(dòng)關(guān)閉,完成繞絲篩管高壓擠壓礫石充填防砂作業(yè)。2井井壓裂施工(1)井筒處理。在進(jìn)行防砂工藝前通過(guò)通井、刮削、熱洗等工藝將井筒徹底處理干凈。為進(jìn)一步控制防砂效果,可根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行射孔段炮眼沖洗或補(bǔ)孔增加孔密。(2)下防砂管柱到位。組配防砂管柱,充填工具入井前調(diào)整轉(zhuǎn)換孔,開(kāi)啟充填通道。下防砂管柱到預(yù)定位置。(3)地面管匯試壓。接好地面管匯,管線試壓30MPa,穩(wěn)壓5min不刺不漏方可進(jìn)行下步施工。(4)反洗井。反循環(huán)洗井,將井筒處理干凈。(5)正擠前置液。一般采用防膨抑砂劑和清洗劑結(jié)合作為前置液(10%防膨抑砂劑+5%清洗劑)。大排量擠前置液,一是起到類似于壓裂造縫的作用,提高加砂量。二是清洗炮眼內(nèi)及近井地帶的地層砂,將其推入地層深處,提高防砂效果。(6)正擠攜砂液。利用壓裂車組將攜砂液高泵壓大排量正擠入篩套環(huán)空和地層中,優(yōu)選的充填礫石在攜砂液的攜帶作用下被帶入管柱,由繞絲篩管進(jìn)入油套環(huán)空,最終進(jìn)入地層,形成礫石充填層、環(huán)空礫石和繞絲篩管三道防砂屏障。(7)正擠頂替液。根據(jù)防砂管柱規(guī)格,準(zhǔn)確計(jì)算頂替量,將攜砂液頂替至充填工具以下,繞絲篩管與套管的環(huán)形空間。(8)反洗井。從套管內(nèi)泵入清潔洗井液,洗出繞絲篩管及油管內(nèi)多余的礫石,出口無(wú)礫石返出為止。(9)丟手。從油管投鋼球,沉球30min,緩慢正打壓12-15MPa,壓力瞬間下降表明丟手,上提管腳0.5m負(fù)荷不增加表明丟手成功。3充填地層砂與充填礫石間的界面繞絲篩管高壓擠壓礫石充填防砂應(yīng)達(dá)到如下效果:以合適粒徑的、高滲透性的礫石在篩管與套管、射孔眼間,或?qū)μ坠芡獾目斩春涂籽ㄟM(jìn)行完全的充填地層砂與充填礫石間有清晰界面,沒(méi)有地層顆粒的混合與侵人,在頂替與生產(chǎn)的全過(guò)程中,充填砂不帶有或不進(jìn)人地層顆粒對(duì)基巖沒(méi)有損害物的入侵,在地層砂和充填礫石之間沒(méi)有降低滲透率。要達(dá)到以上效果就必須準(zhǔn)確控制好施工參數(shù),主要參數(shù)為充填礫石粒度中值,繞絲篩管直徑、縫寬,充填礫石用量等。3.1繞絲篩管縫寬和充填砂漿此二者的選擇目前普遍的確定依據(jù)是Saucier理論。根據(jù)Saucier理論,充填礫石粒度中值為地層砂粒度中值的5-6倍,以充填砂最小粒徑的三分之二選擇篩管縫隙寬度。由此確立了篩管防砂時(shí)所需的縫寬和充填砂礫的粒徑大小。繞絲篩管直徑的選擇繞絲篩管直徑越大,滲流阻力就越小,如果篩管直徑過(guò)大,就會(huì)使礫石充填層變薄,使防砂有效期縮短甚至失效,因此,結(jié)合國(guó)內(nèi)各大油田的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),一般選用繞絲篩管直徑為油層套管外徑減去50mm。繞絲篩管縫隙的選擇原則為有效擋住充填的礫石,一般遵循以下條件:式中:L為繞絲篩管縫寬,mm;dmin為石英砂最小粒徑,mm。根據(jù)公式推算,雁木西區(qū)域適用的繞絲篩管縫寬為2/3×0.09×5=0.3mm。3.2穩(wěn)定黏土膨脹充填防砂工藝要求攜砂液和常規(guī)攜砂液相比,要有很強(qiáng)的攜砂能力,不能中途脫砂、形成砂橋,低濾失,低摩阻,易于返排,同時(shí)根據(jù)雁木西區(qū)域地層粘土含量高的特點(diǎn),要求攜砂液要有良好的穩(wěn)定黏土膨脹性能。根據(jù)以上要求,以清水+2%粘土穩(wěn)定劑為配方配制攜砂液,攜砂能力強(qiáng),能夠滿足充填施工要求,常溫和地層溫度條件下黏度穩(wěn)定性強(qiáng),水化徹底,殘?jiān)康?對(duì)地層配伍性好,能夠很好的保持地層的穩(wěn)定性和滲透能力。3.3砂含量的確定充填砂量按以下公式計(jì)算:式中:V—充填總砂量,V1—篩套環(huán)空體積;V2—管外充填體積,n—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(取值1.2-1.5)。4地層充填材料(1)施工簡(jiǎn)單。封隔與充填工具結(jié)合在一起,減少了起下管柱次數(shù),減少了作業(yè)施工周期,節(jié)省了地面施工費(fèi)用。而且防砂管柱中的扶正器材質(zhì)是耐磨塑料的,在后期打撈防砂管作業(yè)過(guò)程中使用套銑筒可以很容易處理掉,很大程度上節(jié)約了修井成本,縮短了施工周期。(2)防砂有效期長(zhǎng)。大排量高壓將地層充填與井筒充填結(jié)合在一起,確保了充填礫石與空洞、壓裂裂縫周壁緊密相鑲嵌,有效防砂半徑大、有效期長(zhǎng),有較強(qiáng)的解堵作用,很大程度的提高了滲透率。(3)采液強(qiáng)度高。套管內(nèi)下入了高強(qiáng)度的繞絲篩管,地層與環(huán)空被礫石充填結(jié)實(shí),濾砂效果好,能大量提液。(4)保護(hù)油層。地層充填與環(huán)空充填合二為一,降低少了因攜砂液更換帶來(lái)的油層污染。(5)由于作業(yè)過(guò)程中使用壓裂車組高壓、大排量泵入攜砂液,所以要求進(jìn)行繞絲篩管高壓擠壓礫石充填防砂的施工井套管應(yīng)無(wú)損壞、變形,對(duì)井身質(zhì)量要求較高。5長(zhǎng)井帶油層砂膠結(jié)砂充填法2008年內(nèi),截止目前為止,該工藝已在雁木西區(qū)域已施工8口井,其中水井2口,油井6口,防砂施工成功率100%,有效率100%。主要原因是施工時(shí)采用大排量填砂,一方面使油層產(chǎn)生微裂縫,致使近井地帶