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水平井防砂及打捞工艺技术在孤东油田的应用

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修井工程 打捞工艺 井下作业 修井动力
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水平井防砂及打捞工艺技术在孤东油田的应用【摘要】:本文介绍了胜利油田水平井的发展状况,针对孤东油田,着重介绍了水平井主要防砂方式,防砂失效时,针对打捞措施,阐述了水平井防砂管柱打捞工艺的难点。通过分析,确认了水平井防砂管柱的打捞主要采取增力器解卡。详细介绍了增力器结构及工作原理以及提放式可退捞矛的结构及工作原理和在现场的应用情况,对今后水平井的打捞解卡具有指导意义。【关键词】:水平井; 防砂; 打捞; 增力器;1 水平井的发展胜利油田水平井的发展可划分为两个阶段:第一阶段(1991 年)为科技攻关试验阶段,该阶段胜利油田的水平井技术还处于探索发展阶段,应用范围主要在乐安油田稠油砂砾岩油藏。水平井类型为中、长半径水平井。每年完钻水平井 5,年产油 504 吨。对于完井技术来讲,该阶段完井方式主要采用固井射孔完井。第二阶段(1995 年大规模推广应用阶段,应用类型以中、短半径水平井为主,利用水平井开发的油藏类型从单一的砂砾岩稠油油藏扩大到非稠油的边底水断块油藏、裂缝性油藏、整装高含水油藏、地层不整合油藏、低渗透油藏和薄层油藏等,从老油田挖潜转向新区产能建设和老区调整共同发展。并相继完成了水平探井、丛式水平井、超深水平井、海油陆采水平井、阶梯式水平井、双连通式水平井等不同类型的水平井。随着水平井技术的不断推广应用,水平井数量的不断增加,水平井修井工作的迫切性也日益显现出来。国外在水平井增产作业、封堵作业和冲洗作业等方面已经有成功实施的报道。近年来,由于水平井的发展,胜利油田在水平井修井工艺技术上也有一些成功的应用。由于胜利油田绝大多数的水平井采用下套管固井射孔方式完井,因此,本文只讨论在套管内完成的作业方式。2 孤东油田水平井防砂工艺现状孤东油田是典型的疏松砂岩油藏,油层埋藏浅,压实程度差,胶结疏松,易出泥砂。主力油层为馆陶组油藏。为了挖潜老油区的产能,孤东油田在老区内部署一部分水平井网,目的层主要为馆陶组油藏。由于馆陶组油藏出砂严重,选择合适的防砂方式成为其增产增效的重要环节。在孤东油田,根据其出砂情况,金属棉滤防砂已成为水平井防砂的主要手段。防砂管柱的结构为:丝堵+扶正器+滤砂管+扶正器+光油管+封隔器+光油管,把防砂管柱下至设计深度后,打压上提管柱丢手。水平井投产,一般是先射开下部井段生产,生产一段时间后,受底水或边底水的影响,生产井段的含水将上升,这样会影响水平井的开发,因此,需要进行卡水。我们现场常用卡水工艺有两种:水泥封堵和机械卡堵水。水泥封堵:由于水平井的结构特性,决定了常规的打水泥塞的办法实施困难;丢手 正器 导向头油管短节生产层 封闭层机械卡堵水:下入卡堵水机械管柱,对目的层进行卡封堵水;需要重新利用油层时,打捞出卡堵水管柱就可以重新生产。现场使用的卡堵水工艺管柱以向锚定封隔器和皮碗封隔器为主的两套水平井卡水工艺管柱,可以可靠的封堵水层,成功率高。卡瓦封隔器卡水管柱(右图)该工艺管柱采用带双向卡瓦支撑 隔器封堵下部油层,应用 手工具实现丢手。该管柱只能实现下段油层的卡封堵水。皮碗封隔器卡水管柱(下图所示)该工艺管柱采用皮碗封隔器实现封闭层的封堵,应用特殊丢手工具实现丢手。全部管柱支承在人工井底,上部采用防落物管柱插入丢手接头,防止管柱移动。该管柱可以实现任意油层的封堵。3 水平井打捞工艺技术当滤砂管和分层封隔器失效以后,实施打捞作业就成为恢复产能的唯一手段。平井打捞工艺技术水平井打捞的难点:1、水平井内由于造斜段的作用,井口的上提力无法有效传递到井下水平段内,同时出于保护套管的原因,在直井中普遍采用的大力上提、活动解卡等打捞工艺技术无法在水平井实施。2、同样由于造斜段的影响,井口扭矩也无法有效传递到井下水平段,因此在水平井实施常规的套铣、倒扣等打捞工艺比较困难。皮碗封隔器扶正器 导向头油管丢手生产层 封闭层筛管密封插头防落物封隔器 3、一般直井防砂管柱长度只有几米至十几米,而水平井水平射孔段比较长,因此滤砂管也比较长,一般长度为几十米以上,有的甚至长达 300 米。每根滤砂管均带有扶正器,在扶正器处有变径,这也增加了打捞难度。滤砂管和分层封隔器的打捞有三种方式:1、活动解卡上下活动管柱。适用于出砂少、滤砂管短、工作时间短。油田有成功井例,但难度较大。2、套铣打捞利用套铣筒直接套铣滤砂管并打捞,对套管损害大。油田有成功井例,但实施措施的难度很大。3、井下增力打捞利用井下增力器解卡打捞。平井井下打捞工艺管柱示意图该管柱由专用的提放式可退捞矛、井下打捞增力器、扶正器和配套工具等组成。该管柱的设计采用等强度设计,全部管柱额定载荷为 550大可以承受 650拉力而不损坏。 该管柱的特点之一是可以在井下落鱼的鱼顶处直接产生 50050拉力,井下打捞增力器以上部分管柱在增力打捞过程中不受力;特点二是在需要时可以可靠地退出捞矛,打捞不成功时不会给井下制造新的事故。 下打捞增力器结构及工作原理井下打捞增力器的作用就是改变打捞管柱的受力方式,通过打压在卡点处产生大吨位的拉力,使井下落物产生移动。该工具由套管锚定部分、增力部分、水平打压球座三部分组成。套管锚定部分的作用是将井下打捞增力器锚定在套管上,并承受增力部分所产生的拉力。增力部分是直接产生拉力的部分。水平打压球座可以保证工具在水平状态下打压,同时也可根据要求自动卸压。放式可退捞矛结构及工作原理提放式可退捞矛由矛杆、矛爪和换向等部分组成。捞矛下井时,换向部分位于短轨道处,矛爪处于收缩状态。当捞矛接触并插入鱼腔时,矛爪推动换向部分移动,进入长轨道,此时上提管柱,矛爪与矛杆斜面接触,直径涨大,将落鱼牢牢抓住。 井下打捞增力器扶正器 捞矛套管锚定部分 增力部分 水平打压球座在配套了合适的工艺管柱后,水平井滤砂管打捞工艺可以概括的用“冲”、 “捞”、 “松”、 “拔”这几个字来表示。“冲”:将井筒内的沉砂冲洗干净,并以合适的压井液替入,防止再次出砂。“捞”:利用提放式可退捞矛捞住井下管柱,并上提一定的负荷。一般“松”:用水泥车打压,压力控制在一定的范围内,使井下管柱在一定的负荷下反复受力,使周围的沉砂松动。“拔”:当滤砂管周围的沉砂开始松动时,以打捞管柱和井下管柱可以承受的拉力(使用增力器)大力活动,将滤砂管拔出。4 水平井打捞工艺技术应用孤东 7 3 井,该井水平段长 井管柱为皮碗封隔器+φ108嵌式金属棉 25 根,总长度为 184m,其中滤砂管长 127m。 该井关井前产液量基本保持在 25~30 m3/d,产油 23~ 28t/d。2000 年 7 月~9 月进行过 3 次作业,均在几天内砂埋关井,分析为滤砂管损坏。该井于 2001 年 3 月实施滤砂管打捞作业。在处理完井筒内沉砂后开始进行增力打捞。上提负荷 300钻杆内正打压,经多次反复增力活动后,从钻杆内提高压力,在卡点处产生了 540拉力,管柱开始松动。经 30 余次的井下增力打捞,泵压逐渐下降,增力器拉力从 520至 200部防砂管柱一次捞出。该井经重新防砂作业后,该井产液稳定在 32 m3/d,产油 29 t/d。 5 结论运用增力器解卡工艺,可以有效的打捞水平井防砂管柱和堵水卡封管柱,为水平井的发展提供了可靠的工艺技术保障。运用该工艺,操作简单,实施安全可靠,成功率高,打捞管柱可以从几十米到几百米,有效的解决了水平井防砂管柱难以打捞的疑难问题。参考文献:[1]邓小伟等.油水井连续液压解卡工艺.石油机械. 2003 第 31 卷 第 1 期 37矛杆 换向部分 矛爪
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