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河口油区大斜度定向井配套开发技术优化

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河口 油区 斜度 定向井 配套 开发 技术 优化
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河口油区大斜度定向井配套开发技术优化董长润1, 朱建英2, 高保国2摘 要 : 介绍了河口采油厂大斜度定向井的概况及特点 。 针对不同油藏大斜度定向井的具体情况 , 重点介绍了大斜度定向井从单井钻井轨迹设计到射孔 、 防砂 、 采油等一系列配套开采技术及应用情况 。 该配套技术成功地开发了河口采油厂大斜度定向井 , 开发效果显著 。关键词 : 大斜度定向井 ; 开发 ; 防砂 ; 螺杆 ; 连续杆 ; 电泵 ; 偏磨中图分类号 : 献标识码 : A 文章编号 : 1008- 8083 ( 2007 ) 01- 0043- 02一 、 引 言河口采油厂大斜度定向井主要集中分布在飞雁滩油田埕 126- 斜 1 块 、 埕 129- 斜 1 块和英雄滩油田大 35- 斜 20块 。 由于受地理环境等多种因素的影响 , 其油井均设计为大斜度定向井 。 前者属于疏松砂岩油藏 , 地面环境恶劣 , 油井造斜点高 ( 350m ~ 470m ) 、 井斜角大 ( 33 °~ 48 ° ) , 出砂严重 ; 后者属于中渗稠油油藏 , 油藏埋藏深 ( 1700m ~ 2129m ) , 透率低 ( 平均渗透率 193 × 10- 3μ , 油稠 ( 平均动力粘度 , 井斜角大 ( 平均 ) , 油井均有不同程度的出砂 。 针对目前国内还没有同类油藏开发的先例 , 开展了大斜度定向井开发技术研究 , 形成系列配套技术 , 成功地开发了河口采油厂大斜度定向井 , 为其它同类型油藏的开发积累了宝贵的经验 。二 、 配套开发技术1. 优化设计单井钻井轨迹为确保大斜度定向井井身轨迹平滑 , 减少钻井实施风险 , 同时降低油井防砂抽稠等工艺措施实施难度 , 提前介入 ,利用测斜数据处理软件对滩涂油田各个井台上所钻新井的井身轨迹进行了优化设计 , 同时要求现场施工工艺应用无限随钻工艺 , 确保井身轨迹达到高吻合率 。通过软件的优化设计 , 各井的钻井轨迹达到了最优化 。100m 造斜率都为 15 ° ; 最大井斜角在 32 ° - 45 ° 之间 , 不超过45 ° ; 70% 油井的造斜点在 1000 以下 。 实践证明 : 该设计合理 ,都能满足后期防砂和抽稠的需要 。2. 射孔技术 : 采用的常规射孔技术主要是根据套管尺寸的大小 , 决定射孔枪的型号 。 对埕126- 斜 1 块和埕 129- 斜 1 块 , 因其采用的是 5 〃 套管固井完井 , 采用的是常规的 102 枪弹射孔 , 孔密 : 16m/ 孔 , 布孔方式 : 螺旋布孔 , 射孔过程中清水加防膨剂压井 , 防止油层二次污染 。 对大 35- 斜 20 块 , 因其采用的是 7 〃 套管固井完井 , 所以采用的是常规的 127 枪弹射孔 , 孔密 : 16m/ 孔 , 布孔方式 :螺旋布孔 , 达到了深穿透的目的 。 射孔成功率均为 100% 。3. 防砂技术( 1 ) 封隔高压一次充填防砂技术一次砾石充填防砂采用专用封隔器坐封 , 封隔油套环空 , 再打开充填通道 , 然后进行砾石充填 , 充填结束后 , 反洗出油管内砾石 , 最后正转管柱实现丢手 , 起出冲管 。 实现了一次作业管柱 , 完成地层填砂和环空填砂两项工艺 , 与常规填砂和防砂施工相比 , 减少起下钻两次 , 缩短施工占井时间 2 ~ 3天 , 既提高了作业速度又降低了作业成本 。( 2 ) 高压预充填复合式防砂原理 : 主要采用 15 ( 150 ) 预充填防砂工具进行先期地层填砂 , 形成先期挡砂屏障 , 同时改善层间渗透性差异 ;然后采用封隔高压一次充填防砂工具与割缝筛管配套进行二次充填 , 将砾石以携砂液大排量带到油气井产层管外空洞处和筛管与套管环形空间 , 经沉积 、 压实形成高效能挡砂屏障 , 达到防止油层出砂目的 。( 3 ) 压裂防砂该技术可以解决在常规水力压裂中 , 在一定生产压差下支撑剂回流 ( 吐砂 ) 问题 , 工艺上将压裂和防砂结合起来 , 实现既增产又防砂的双重效果 。原理 : 采用大排量 、 高砂比施工 , 压开地层裂缝 , 并尽可能实现端部脱砂 。 生产时流体由原来的径向流变为双线性流 , 使流速和阻力下降 , 减缓岩石破坏 , 减轻冲刷和携带能力 , 从而达到减缓出砂和增产的双重目的 。4. 采油工艺技术( 1 ) 电泵采油工艺电泵作为一种无杆采油设备 , 它从根本上排除了有杆泵在原油开采中的抽油杆断脱和在大斜度井中使用受限制的问题 , 具有占地面积小 、 使用不受井深限制等优点 , 是大斜度井较为理想的采油方式 ; 并且电泵采油是依靠电能带动井下机组工作 , 泵效较好 , 适合于供液情况较好的大斜度定向井 。( 2 ) 小排量螺杆泵配套连续杆采油工艺对部分油层厚度小 、 供液不是特别理想的大斜度油井 ,如采用电泵生产 , 易发生烧电泵机组等现象 , 应用了稳定性能好 、 具有一定防砂卡能力的小排量螺杆泵进行采油 。螺杆泵特点 : 它是靠抽油杆旋转传递扭矩 , 变常规的滑作者简介 : 董长润 ( 1970- ) , 男 , 重庆人 , 长江大学油藏工程专业在读硕士研究生 , 胜利油田有限公司河口采油厂采油四矿工程师 。( 1. 长江大学 , 湖北 荆州 434000 ; 2. 胜利油田有限公司河口采油厂 , 山东 东营 257200 )第 21 卷 第 1 期 胜利油田职工大学学报 21 12007 年 2 月 F 200743动 摩 擦 为 滚 动 摩 擦 , 大 大 降 低 了 磨 损 速 度 , 加 之 螺 杆 泵 运 动部 件 少 , 没 有 阀 体 和 复 杂 流 道 , 水 力 损 失 少 , 介 质 连 续 吸 入 和排 出 , 不 易 砂 卡 , 也 不 易 产 生 气 琐 , 具 有 良 好 的 抽 稠 、 防 砂 卡能 力 , 且 对 斜 井 适 应 性 强 , 可 延 长 油 井 检 泵 周 期 。由 于 螺 杆 泵 的 工 作 参 数 影 响 到 螺 杆 泵 的 采 油 效 果 和 油井 免 修 期 , 因 此 在 应 用 过 程 中 , 对 螺 杆 泵 的 工 作 参 数 等 进 行了 优 选 , 主 要 进 行 了 泵 型 、 排 量 以 及 转 速 等 几 方 面 的 优 选 。 优选 G L B 1 2 0 - 2 3 、 G L B 1 9 0 - 3 3 、 G L B 1 8 0 D T 3 3 和 G L B 1 5 0 D T 5 4等 4 种 类 型 的 螺 杆 泵 投 产 。 螺 杆 泵 的 下 入 深 度 根 据 井 斜 曲线 、 泵 扬 程 及 井 口 回 压 的 大 小 , 优 选 在 8 0 0 m ~ 1 2 0 0 m 之 间 比较 平 滑 的 井 段 , 螺 杆 泵 转 速 为 9 8 r / m i n 。与 此 同 时 进 行 了 管 柱 结 构 优 化 配 套 : 采 用 了 螺 杆 泵 配 套连 续 杆 采 油 工 艺 , 解 决 了 飞 雁 滩 滩 涂 油 田 由 于 油 井 井 斜 较大 , 造 斜 点 较 高 , 普 通 抽 油 杆 接 箍 较 多 , 接 箍 与 油 管 之 间 的 摩擦 面 积 较 大 , 易 造 成 抽 油 杆 偏 磨 断 脱 而 使 油 井 检 泵 周 期 变 短的 问 题 。连 续 抽 油 杆 是 在 专 用 生 产 线 上 加 工 成 的 具 有 特 定 形 状 、没 有 接 头 的 抽 油 杆 , 其 长 度 可 根 据 下 井 深 度 随 意 选 定 ( 技 术参 数 见 表 1 ) 。表 1 圆 形 钢 制 H 级 连 续 杆 技 术 参 数连 续 抽 油 杆 具 有 以 下 优 点 :A . 连 续 抽 油 杆 只 有 上 下 两 个 接 箍 , 旋 转 驱 动 减 缓 偏 磨 ,避 免 了 抽 油 杆 脱 扣 , 可 以 大 大 减 少 抽 油 杆 的 断 脱 事 故 ;B . 连 续 抽 油 杆 可 以 减 少 抽 油 杆 与 油 管 之 间 的 磨 损 。 钢 制连 续 抽 油 杆 不 存 在 接 箍 , 应 用 在 斜 井 中 , 可 大 幅 度 降 低 油 管和 抽 油 杆 之 间 单 位 面 积 上 的 摩 擦 力 , 减 少 因 偏 磨 造 成 的 杆 断脱 , 延 长 油 井 检 泵 周 期 , 减 少 工 人 劳 动 强 度 。( 3 ) 电 热 杆 抽 稠 ( 辅 助 套 管 加 降 粘 剂 ) 配 套 防 偏 磨 装 置 、普 通 抽 油 泵 工 艺 技 术 ( 图 1 )图 1 斜 井 电 热 杆 生 产 管 柱 示 意 图电 热 杆 抽 稠 工 艺 : 主 要 应 用 的 是 单 芯 电 热 杆 抽 稠 工 艺 ,解 决 油 稠 井 筒 流 动 困 难 的 问 题 。原 理 : 空 心 杆 内 下 入 加 热 电 缆 , 连 接 好 控 制 柜 , 给 井 下 电缆 通 电 ; 并 根 据 油 井 内 原 油 粘 度 的 大 小 来 选 择 合 适 的 加 热 电流 ( 通 过 调 节 变 压 器 的 挡 位 ) , 使 杆 体 发 热 , 经 空 心 杆 将 热 量传 递 到 井 内 , 使 井 内 的 原 油 变 稀 , 以 达 到 降 粘 、 降 凝 的 目 的 。杆 管 自 动 扶 正 防 偏 磨 装 置 : 主 要 是 解 决 大 斜 度 井 杆 管 偏磨 的 问 题 。该 装 置 技 术 的 重 要 设 计 概 念 是 扶 正 位 置 和 扶 正 点 不 固定 , 由 有 史 以 来 的 尼 龙 扶 正 器 杆 体 固 定 外 扶 正 改 变 为 内 外 自动 扶 正 , 因 此 该 装 置 具 有 扶 正 杆 管 的 功 能 , 能 使 往 复 运 动 的抽 油 杆 柱 与 油 管 不 接 触 , 使 杆 管 磨 损 转 变 为 抗 磨 副 自 身 的 磨损 , 而 抗 磨 副 耐 磨 寿 命 长 , 从 而 可 以 防 止 抽 油 杆 与 油 管 的 偏磨 损 伤 。套 加 降 粘 剂 : 解 决 了 油 井 由 于 造 斜 点 高 、 加 热 效 果 不 太理 想 、 生 产 时 负 荷 较 重 的 问 题 , 降 低 了 抽 油 机 负 荷 , 保 证 了 油井 的 正 常 生 产 。 电 热 杆 生 产 辅 助 加 降 粘 剂 的 方 法 , 基 本 上 解决 了 油 井 油 稠 的 问 题 , 实 施 效 果 较 好 。三 、 应 用 效 果封 隔 高 压 一 次 充 填 防 砂 技 术 在 埕 1 2 6 - 斜 1 块 和 埕 1 2 9 块 实 施 1 4 井 次 , 成 功 率 1 0 0 % , 效 果 好 ; 在 大 3 5 - 斜 2 0 块实 施 2 井 次 , 成 功 1 井 次 , 成 功 率 5 0 % , 其 主 要 特 点 是 加 砂 量少 ; 高 压 预 充 填 复 合 式 防 砂 技 术 和 压 裂 防 砂 技 术 分 别 在 大 3 5 0 块 应 用 2 井 次 、 4 井 次 , 基 本 解 决 了 加 砂 量 少 的 问 题 , 但由 于 亦 该 油 田 油 太 稠 , 砂 太 细 , 其 增 油 效 果 也 不 是 很 明 显 , 主要 效 果 延 长 了 油 井 检 泵 周 期 , 保 证 了 油 井 的 正 常 生 产 。电 泵 和 螺 杆 泵 配 套 连 续 杆 采 油 工 艺 : 主 要 应 用 在 埕 1 2 6 块 和 埕 1 2 9 - 斜 1 块 大 斜 度 定 向 井 上 。 电 泵 应 用 4 井 次 ,目 前 除 1 口 井 已 转 注 外 , 其 余 3 口 井 均 正 常 生 产 , 日 产 液 量1 0 3 . 5 t , 日 产 油 量 6 5 t , 含 水 3 7 % , 累 计 产 油 2 3 7 3 1 t , 平 均 有 效期 3 年 。 螺 杆 泵 应 用 1 0 口 井 , 目 前 除 1 口 井 已 转 注 外 , 其 余 9口 井 均 正 常 生 产 , 日 液 2 1 0 . 6 t , 日 油 6 4 . 2 t , 含 水 6 9 . 5 % , 平 均 有效 期 2 年 , 最 长 有 效 期 达 3 年 半 , 累 计 产 油 5 7 8 0 7 t 。电 热 杆 抽 稠 配 套 防 偏 磨 装 置 主 要 应 用 于 大 3 5 - 斜 2 0 块 大斜 度 定 向 井 上 , 共 应 用 了 2 1 口 井 , 应 用 效 果 好 , 累 计 产 油3 6 9 7 1 t , 成 功 地 开 发 了 该 油 田 , 解 决 了 油 稠 和 杆 管 偏 磨 的 问 题 。四 、 结 论为 降 低 后 期 工 艺 措 施 实 施 难 度 , 对 大 斜 度 定 向 井 在 钻 井前 进 行 单 井 钻 井 轨 迹 优 化 设 计 是 必 需 且 必 要 的 。对 疏 松 砂 岩 油 藏 大 斜 度 定 向 井 , 应 用 封 隔 高 压 一 次 充 填防 砂 工 艺 配 套 小 排 量 电 泵 和 小 排 量 螺 杆 泵 ( 配 套 连 续 杆 ) 采油 工 艺 效 果 好 , 可 有 效 防 止 油 井 杆 管 偏 磨 , 延 长 油 井 检 泵 周期 , 增 产 效 果 显 著 。对 中 渗 稠 油 出 砂 油 藏 大 斜 度 定 向 井 , 其 防 砂 方 法 还 处 于摸 索 试 验 阶 段 , 还 需 继 续 探 索 行 之 有 效 的 防 砂 方 法 。 电 加 热技 术 配 套 管 杆 自 动 扶 正 防 偏 磨 装 置 能 够 解 决 大 斜 度 井 油 稠和 杆 管 偏 磨 等 问 题 , 保 证 了 油 井 的 正 常 生 产 。参 考 文 献 :[ 1 ] 王 松 , 王 贺 良 等 . 封 隔 高 压 一 次 充 填 防 砂 技 术 及 其 应 用 [ J ] . 石 油钻 采 工 艺 , 2 0 0 1 , 2 3 ( 5 ) : 6 7 - 7 0 .[ 2 ] 陈 小 新 , 魏 英 杰 等 . 斜 井 压 裂 成 功 的 典 型 做 法 [ J ] . 钻 采 工 艺 ,2 0 0 3 , 2 6 ( 1 ) : 9 9 - 1 0 0 .[ 3 ] 李 琳 , 马 超 等 . 河 南 油 田 稠 油 出 砂 冷 采 几 个 重 要 问 题 探 讨 [ J ] . 河南 石 油 , 2 0 0 1 , 1 5 ( 5 ) : 2 5 - 2 8 .[ 4 ] Y . , K P 唐 养 吾 . 用 有 杆 泵 开 采 定 向 斜 井 [ J ] . 油 气 田 开 发 工 程 译丛 , 1 9 8 9 ( 2 ) : 1 - 7 .[ 5 ] 程 宇 新 , 张 国 华 等 . 电 热 杆 采 油 工 艺 在 高 集 油 田 的 应 用 [ J ] . 钻 采工 艺 , 2 0 0 2 , 2 5 ( 6 ) : 9 4 - 9 6 .( 责 任 编 辑 王 爱 玲 )4 4
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