连续油管技术在冲砂作业中应用效果

2012-12-11 02:41李秋燕刘铁军梁宇庭刘又铭
石油矿场机械 2012年6期
关键词:冲砂气井水井

李秋燕,刘铁军,梁宇庭,杨 鹏,刘又铭,刘 刚

(1.青海油田井下作业公司,青海茫崖817500;2.青海油田分公司采油三厂,青海茫崖817500)

连续油管技术在冲砂作业中应用效果

李秋燕1,刘铁军2,梁宇庭1,杨 鹏1,刘又铭1,刘 刚1

(1.青海油田井下作业公司,青海茫崖817500;2.青海油田分公司采油三厂,青海茫崖817500)

地层出砂和充填砂滞留都会在井筒内堆积成砂柱,影响油气井的正常生产和注水井的正常注水。采用常规冲砂工艺对储层伤害较大,且常规冲砂液体系密度较高,易出现井漏,甚至不能建立正常的洗井循环。连续油管冲砂不需压井,可带压且连续冲砂,可把对地层的伤害降到最低,实现安全、高效作业。2011年,连续油管冲砂解堵作业工艺在青海油田成功应用55井次。

连续油管;冲砂;应用

油气水井生产过程中最常见的问题是出砂,当井筒内产生的积砂掩埋油气层或注水层时,对地面集输系统的安全运行、油气井的后期测试和注水井的正常注水都会产生严重影响,甚至关井[1]。通常采用常规修井作业来解除堵塞[2],恢复正常生产。由于常规修井作业工序繁杂、难度大、周期长、成本高且容易造成压井液对产层的污染,使修井的效果及经济效益受到极大的影响。采用连续油管冲砂不需压井,可带压且连续冲砂,对地层的伤害小,可实现安全、高效作业。因此,在直注井、油套分注井、复杂油井冲砂解堵,水平井冲洗井底等方面具有很大的优越性[3]。

1 连续油管冲砂的优点

连续油管是一种缠绕在连续油管作业机大滚筒上,可连续下入或起出油井的1整根无螺纹连接的油管。连续油管冲砂即通过连续油管作业机的液压驱动设备将连续油管下入套管内或通过油管下入井底,并利用水泥车将冲砂液从油管内泵入井底,高速液流冲散砂堵,同时借助上返液流将井底泥砂携带出地面的过程。

与常规油管冲砂作业相比,连续油管冲砂具有机动性强,效率高、操作集中方便、自动化程度高、安全可靠、可带压连续作业等优点。

1) 不用起出原井管柱。

2) 可以连续循环和带压作业,对地层伤害小。

3) 能够快速在井中运行(是常规油管的11倍左右),工期短,效率高。

4) 对环境影响小(占地面积约为常规作业的1/3)。

5) 对水平井有针对性。

2 在油井中应用

油井连续油管冲砂,即把连续油管从砂卡管柱下入井内,用泵车或水泥车配合将堵在生产油管或套管中的砂子、泥浆和其他岩屑冲洗出来,达到冲洗目的。

以跃Ⅱ4-4井为例,其人工井底885.78m,探得砂面位置854.14m,砂埋31.64m,采用连续油管笔尖直接冲砂,连续油管下放速度控制在25 m/min。自200m开始,在下人连续油管时,同时进行洗井至井深830m遇阻,通过上提下放活动连续油管,并开泵冲洗后快速通过,证明该段为砂桥。在接近砂面3~5m处,开始起泵冲砂,根据井口返排液量逐级增加排量。现场调整到泵压34MPa,排量为260L/min,其冲砂效果最佳,不仅将井筒内的地层砂完全冲洗彻底,而且还将粘附在井壁的化学凝胶(该井进行过调驱)冲洗返排出,起到了高压连续冲洗的作用。这是在以前该区冲砂作业中所不能达到的。该井连续油管冲砂,仅用6m3工程水、约30 min,共返出地层砂0.8m3,取得了预期效果(如图1)。常规作业需要18m3工程水、约1h。这体现了连续油管冲砂比常规作业具有效率高、安全高效、携砂能力强、冲洗干净等优点。

图1 跃Ⅱ4-4井连续油管冲砂现场

3 在注水井中应用

针对注水井在长期注水中,因水垢、泥砂等堵塞注水层,造成注水不畅和注水压力偏高的问题,连续油管与井下冲洗旋转喷头相结合,利用水力喷射原理,对堵塞位置进行冲刷,冲洗管壁水垢、泥砂等附着物,并将此类杂质循环洗井带出地面,达到清洗管壁、冲出井内泥砂的目的。

切11井位于青海省柴达木盆地昆北断阶带切十二号构造高部位,是一口注水井。该井于2009- 07完钻,2009-11转注作业,捞出原井桥塞(塞面1 942.95m),通井至井深1 967.11m,下可捞式桥塞(塞面1 949.67m);2011-07测吸水剖面,仪器下至1 909.80m遇阻,2011-07-19软探砂面至井深1 924.00m遇阻。

切11井于2011-07-19探砂面为1 924.00m,射孔层位为1 919.36~1 945.80m,有21.00m注水层被砂埋,影响正常注水作业。于2011-07-26采用连续油管设备对该井进行冲砂作业。

带旋转冲砂喷头工具、不提管柱带压冲砂,在下放连续油管冲砂时对管柱进行清理,冲出管壁上死油、垢、泥质等杂质(如图2所示)。

图2 切11井冲出管壁上死油、泥质等

下放到砂面(1 924.00m)时,边下连续油管边循环洗井至井深1 949.00m(塞面位置),排量260L/min,循环压力22MPa。然后在井深1 000.0~1 949.0m处大排量反复冲洗3次,排量300 L/min,循环压力25MPa,油管速度10~20m/min,施工中冲出大量沙砾、泥质等,效果非常好。

切11井连续油管冲砂工艺的成功应用表明:注水井找到了新的增注方法,补充了注水井的解堵方式与手段,完善了水井解堵工艺。与水井酸化相比,具有成本低、作业周期短、效果好、对地层无污染的优点,具有很强的实用性。

4 在气井中应用

由于涩北气田气藏埋藏深度浅(538.5~1 519.0m),储集层岩性为泥质粉砂岩和粉砂泥岩,泥质含量高(约45%),储层岩性疏松,并且储层非均质性强,将导致储集层大量出砂,影响气井正常生产。随着采出程度的增加,地层压力下降,尤其涩北一号和二号气田平均地层压力系数<1.0,常规冲砂对储层伤害较大;常规冲砂液体系密度较高,易出现井漏,冲砂液漏失到地层时还将同时带入井底砂,开抽后砂砾重新返回井底,造成恶性循环[4]。使用泡沫流体可以有效地解决上述问题。截至2011-10-25,已成功完成46井次连续油管气井冲砂作业(其中45井次为连续油管泡沫冲砂)。表1是部分恢复正常生产井的冲砂前后对比,这7口井冲砂前日产气23.18×104m3,冲砂后日产气36.52×104m3,平均日增产1.91×104m3/井次,效果明显。

表1 2011年连续油管气井冲砂效果(部分)

直井以涩6-1-4井为例。涩6-1-4井位于涩北二号构造,试采评价井,地层压力系数0.85,人工井底1 407.00m,生产井段1 312.00~1 335.80m,砂面高度1 331.00m,砂埋产层,该井采用连续油管不带旋转冲砂工具氮气泡沫冲砂。边下连续油管边冲砂至井深1 330.00m遇阻,油管下放速度10~25 m/min,循环压力23MPa,排量300L/min。氮气纯度96.40%,氮气瞬时流量491~600Nm3/h,制氮车压力由11.9→19.8→13.9MPa。大排量循环冲洗至井深1 405.00m再无进尺,油管速度5~10 m/min,循环压力23MPa,排量314L/min。提出油管后,控制放喷达到施工要求。该井措施前已停产,冲砂后日产气4.02×104m3,截至2011-11,日稳产3.32×104m3,冲砂效果非常好。施工参数如图3~4。

图3 涩6-1-4井连续油管冲砂压力曲线

图4 涩6-1-4井连续油管冲砂泡沫密度曲线

水平井以涩H2井为例。涩H2井位于涩北二号构造,开发井,地层压力系数0.91,人工井底1 605.61m,生产井段1 215.00~1 600.37m,水平段1 215.10~1 622.00m。带旋转冲砂工具泡沫冲砂。边下连续油管边冲砂至井深1 200m,油管速度16m/min,循环压力30MPa,排量600L/min。氮气纯度96.0%,氮气瞬时流量600~650Nm3/h,制氮车压力由4.3MPa升至10.2MPa。冲砂至井深1 605.10m后,在水平井段1 215.10~1 622.00 m处反复拖动连续油管循环冲洗3次,油管下放速度5~15m/min,循环压力20~25MPa,排量550 L/min。提出油管后,控制放喷达到施工要求。该井措施前已停产,冲砂后日产气2.71×104m3,冲砂效果明显。施工参数如图5~6。

图5 涩H2井连续油管冲砂压力曲线

图6 涩H2井连续油管冲砂泡沫密度曲线

2011年,对涩北地区3个构造的46口井进行了连续油管冲砂和气举,尤其是对地层压力系数低于1.0的气井成功进行连续油管泡沫冲砂。施工前气井因砂埋产层导致产气量下降或停产,施工后气井日产天然气(2~5)×104m3,其中有50%为多年停躺井,经冲砂后基本都恢复了生产。连续油管冲砂工艺的成功应用,攻克了涩北气田地层压力下降后常规冲砂易漏的技术难题,可以实现涩北气田安全、高效、低成本作业,值得全面推广应用。

5 结论

1) 利用连续油管车可实现不压井连续作业,具有井控安全、施工效率高对储层损害小等优点。

2) 不动井内原生产管柱、不压井就成功解除了井内的堵塞,恢复正常生产,整个过程工序简单实用、修井周期短。油水井和气井的应用都非常成功,也适合水平井冲砂作业。

3) 连续油管泡沫冲砂解决了涩北气田地层压力低,常规冲砂困难的技术难题,应用前景广阔。

[1] 付钢旦,王晓荣,赵粉霞,等.低压低产气井连续油管冲砂试验及分析[J].钻采工艺,2006,29(6):59-61.

[2] 周建国,杨 健,余代美.连续油管修井技术在H30井的应用[J].钻采工艺,2002,25(1):100-102.

[3] 刘 成.吐哈油田连续油管技术的应用[J].石油矿场机械,2001,30(3):45-47.

[4] 庞天海,李树兰,刘树高.泡沫冲砂作业[J].钻采工艺,1990,13(3):34-38.

Application Effect of Coiled Tubing Technology in the Sand Washing Operation

LI Qiu-yan1,LIU Tie-jun2,LIANG Yu-ting1,YANG Peng1,LIU You-ming1,LIU Gang1
(1.Qinghai Oilfield Downhole Operation Company,Mangya817500,China;2.No.3 Oil Production Plant,Qinghai Oilfield Company,Mangya817500,China)

Sand strata and filling sand retention will be accumulated in the wellbore into the sand column,influence of the normal production of oil and gas wells and the normal water injection.The conventional sand washing may do damage to the reservoir;and owing to its high density,the use of the ordinary sand washing fluid would lead to lost circulation,even failure in establishing normal washing cycle.The coiled tubing sand washing needs not kill-job,but with pressure and continuous sand flushing,to minimize formation damage,to achieve the safety and high efficiency.In 2011,coiled tubing sand washing operations was successful to process 55wells in Qinghai Oilfield.

coiled tubing;sand clean out;application

1001-3482(2012)06-0084-04

TE935

B

2011-12-12

李秋燕(1983-),女,山东聊城人,2008年毕业于中国石油大学(华东),主要从事井下压裂技术服务工作,E-mail:liqiuyan527@126.com。

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