常規(guī)復(fù)合繞絲篩管完井方式的改進(jìn)

常規(guī)復(fù)合繞絲篩管完井方式的改進(jìn)

0水平井施工情況自2002年銷售給東部油田的水平井技術(shù)以來，水平井的數(shù)量日益增加，平均日照時間的石油水平顯著提高，在早期階段取得了良好的開發(fā)效果。但隨著開發(fā)的深入,高含水井不斷增多,水平井高含水問題日益突出,綜合含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)已經(jīng)高達(dá)97%,嚴(yán)重制約了油田的整體開發(fā)。目前,由于水淹而關(guān)閉的水平井很多,到2007年12月底,冀東油田關(guān)閉水平井達(dá)幾十口,按水平井的日均產(chǎn)量8.4t,如果能夠延長水平井生產(chǎn)周期2a,每年按300d計,則單井增加產(chǎn)量為5040t,每噸原油按3000元銷售,可增加銷售收入1512萬元。水平井出水原因很多,涉及油藏、完井和后期采油技術(shù)措施等多個方面,但有效的完井方式可以很好地控制油井過早出水,延長水平井的壽命。冀東油田早期多采用常規(guī)復(fù)合繞絲篩管完井方式對水平井實施開發(fā),該完井方式單一,沒有采取有效的水平井分段措施,籠統(tǒng)采油,最終導(dǎo)致水平井段過早水淹或報廢。鑒于此,中國石油勘探開發(fā)研究院裝備所與冀東油田分公司鉆采工藝研究院共同研發(fā)了水平井新型控水完井管柱,該管柱能夠有效地對水平井段進(jìn)行封隔,保證水平各井段出液均勻,最終延緩水平井的出水時間。1技術(shù)分析1.1井管柱結(jié)構(gòu)水平井新型控水完井管柱主要包括洗井閥、調(diào)流控水篩管、遇油膨脹封隔器、套管閥、普通管外封、分級箍、套管和盲板,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。1.2管柱下口洗井首先,將完井管柱下到井下預(yù)定位置,管內(nèi)加壓順次將普通管外封隔器和分級箍依次打開,泵入水泥漿固井;候凝一段時間后,下入帶鉆頭管柱,鉆開盲板,與水平井段連通;下入洗井管柱,液體經(jīng)井底洗井閥、篩管與裸眼環(huán)空和套管閥正循環(huán)洗井,將篩管與井壁環(huán)空的鉆井液頂替出井底;取出洗井管柱,下入專用套管閥開關(guān)工具將套管閥關(guān)閉;最后取出套管閥開關(guān)工具,下泵生產(chǎn)。利用該完井方式可以有效地對調(diào)流控水篩管外進(jìn)行清洗,具體清洗過程如下。第1步:正循環(huán)酸洗。完井管柱下入井內(nèi),遇油封隔器沒有完全脹封前,套管閥處于打開狀態(tài),正循環(huán)對裸眼環(huán)空進(jìn)行替漿和酸洗。第2步:關(guān)閉套管閥。洗井完后,起管柱,下入套管閥的控制開關(guān)工具將套管閥關(guān)閉。套管閥在井下開、關(guān)正常,經(jīng)過試壓檢測,套管閥一次性關(guān)閉成功。2相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的關(guān)鍵2.1水平井防砂篩管與裸眼封隔器配合使用調(diào)流控水篩管結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。與目前的復(fù)合繞絲篩管相比,該結(jié)構(gòu)增加了流量調(diào)節(jié)的功能,通過配置不同直徑的噴嘴使水平井各段均衡產(chǎn)液,局部見水后限制產(chǎn)水段的產(chǎn)液量。調(diào)流控水防砂篩管與裸眼封隔器配合使用,將水平井段分隔成多個分段,根據(jù)每個分段距離水平段根部的流體摩阻和流量,下井前調(diào)節(jié)對應(yīng)的噴嘴大小,從而使流過每段篩管的流體得到集中控制。地層流體流經(jīng)噴嘴時將產(chǎn)生不同的流動阻力,用噴嘴來限制出現(xiàn)大流量分段的流量,進(jìn)而實現(xiàn)均衡有效的生產(chǎn)壓差剖面和產(chǎn)液剖面。2.2套管閥洗井施工調(diào)流控水篩管水嘴較小,具有限制流量的特點,在完井施工時無法實現(xiàn)大排量洗井。為保證在洗井施工時能夠充分替凈井底的鉆井液,研究了套管閥洗井工具。洗井施工過程為:地面組配完井管串,套管閥在篩管頂端與篩管連結(jié)并處于打開狀態(tài),完井管串下到位后下入洗井工具正循環(huán)洗井,洗井液從洗井閥進(jìn)入管外流經(jīng)整個篩管外環(huán)空,經(jīng)過套管閥進(jìn)入油套環(huán)空返至地面,帶出井底殘留的鉆井液,完成洗井施工。套管閥的研制不僅解決了篩管完井施工中面臨的洗井難問題,也可以為其他施工工藝(如化堵)提供新的思路。2.3管外封隔器冀東油田水平井生產(chǎn)段較長(平均在150m左右),且井眼軌跡較復(fù)雜,必須采取一定的措施對長生產(chǎn)段水平井進(jìn)行有效封隔,達(dá)到均勻產(chǎn)液的目的。由于常規(guī)管外封隔器有效密封時間短、脹封工藝復(fù)雜,冀東油田引進(jìn)了遇油/水自膨脹封隔器(見圖3)對管外進(jìn)行有效封隔。遇油/水自膨脹封隔器在井下遇油或遇水自動膨脹坐封,膠筒膨脹后能夠適應(yīng)不規(guī)則形狀的裸眼,貼緊井壁,無需靠管柱重力或加壓坐封,收到油井分層分段的效果。該封隔器與調(diào)流控水篩管配合使用,提高了水平井產(chǎn)液剖面的均勻性,更好地抑制了含水的上升,有效延長了水平井低含水采液周期。3井身結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)高104-5平119井和高104-5平118井是冀東油田2010年新鉆的2口新井,處于同一油藏,地質(zhì)構(gòu)造及含水情況相同。初步方案是采用水平無分段的復(fù)合繞絲篩管完井,但考慮到該完井方式缺乏有效的水平分段,且防砂篩管無法完成對篩管外的裸眼環(huán)空進(jìn)行替漿和酸洗,不能有效清除近井地帶的濾餅,最終研究決定采用水平井新型控水完井管柱進(jìn)行完井。圖4為2010年8月高104-5平119井和高104-5平118井的累計產(chǎn)油量對比曲線。2口井的井身結(jié)構(gòu)與完井方式類似,不同之處在于高104-5平119井應(yīng)用調(diào)流控水篩管防砂完井,高104-5平118井應(yīng)用復(fù)合繞絲篩管防砂完井。從圖可以看出,在產(chǎn)液量相同的情況下,高104-5平119井的產(chǎn)油量明顯高于高104-5平118井,說明調(diào)流控水篩管有效地控制了含水上升,起到了很好的控水作用。4段外接收管柱封隔(1)水平井新型控水完井管柱與常規(guī)完井管柱相比,采用控流篩管進(jìn)行油層防砂,先期控水,保證了各段出水均勻,能夠延緩底水的錐進(jìn),延長水平井的采油壽命。