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1、水平井管内 砾石充填防砂工艺技术,胜利油田分公司采油工艺研究院,汇报人：吴建平,汇报提纲,一、前 言 二、水平井充填机理及工艺原理 三、主要开展的工作及成果 四、现场应用效果 五、结论,水平井优势,增加油气井的泄油面积 延缓底水锥进 提高油气井产量和采收率 增加可采储量 开发难动用油藏。,国内水平井技术发展状况,一、前言,1、水平井技术应用状况,国内从“八五” 就开展了水平井完井工艺技术的攻关研究，到2006年完成750余口水平井任务，2007年完成600口左右，2008年计划实施水平井要达到1000口。,胜利油田截至2007年底，累计完钻各类水平井829口，2008年计划实施440口左右。,
2、胜利油田水平井历年投产情况柱状图,1、水平井技术应用状况,一、前言,胜利油区水平井分布于74个油田中的52个。其中疏松砂岩油田有35个，占到三分之二。,胜利油田水平井应用油藏类型,水平井完井方式主要采用：套管射孔完井、筛管完井、裸眼完井。截至2007年底，胜利油区投产的水平井中78.9%采用了套管射孔完井。,1、水平井技术应用状况,套管射孔78.9,筛管完井8.8,裸眼完井1.1,一、前言,疏松砂岩油藏水平井开发的主要特点：一是地层胶接疏松，生产过程中易出砂；二是井身结构复杂，对入井工具和管柱要求高。“八五”以来对水平井防砂工艺进行了攻关，形成并长期应用了滤砂管防砂工艺技术。,水平井平置式滤砂
3、管防砂工艺管柱,水平井悬挂式滤砂管防砂工艺管柱,水平井滤砂管防砂技术以其施工工艺简单，井身结构适应性强等技术优势，长期以来为疏松砂岩水平井有效开发提供了技术保证。,2、水平井防砂技术现状,一、前言,3、水平井防砂开采面临的技术问题,随着水平井应用规模的不断加大，应用油藏类型不断增多，以及油田开发阶段的变化，水平井开发采用单一的滤砂管防砂出现了新的矛盾。,3）开发中后期油田综合升高，放大压差生产，采液强度增大，出砂加剧，滤砂管局部容易被含砂液冲蚀损坏；,1）高泥质油藏、粉细砂油藏、稠油油藏，生产中滤砂管挡砂层易被堵塞，且解堵困难；,2）滤砂管砂埋后，防砂后产量下降快（20%）,有效期短；,4）底
4、水油藏中的水平井采用滤砂管防砂后，底水锥进快，使油层过早水淹。,一、前言,因此，开展了“水平井管内砾石充填防砂工艺技术”的攻关研究。,1）高渗透密实的砾石充填层，有效减缓或避免生产过程中防砂筛管被堵塞，有助于提高油井产量；,2） 炮眼及筛套环空形成高密实的砾石充填层，改善近井流动条件，降低炮眼压降，有助于生产流体在水平段均匀产出；,3）油藏适应性强，防砂有效期长。,4、水平井砾石充填防砂的技术优势,一、前言,汇报提纲,一、前 言 二、水平井充填机理及工艺原理 三、主要开展的工作及成果 四、现场应用效果 五、结论,二、充填机理及工艺原理,1、充填机理,试验井筒,起升系统,工艺流程,数据 采集处理
5、,“九五”初，为研究“水平井内的砾石充填规律”，胜利采油院建立了大型水平井实尺寸物理模型，得出了水平井“平衡堤充填”机理。,水平井砾石充填的充填过程示意图,水平井砾石充填的充填过程示意图,二、充填机理及工艺原理,1、充填机理,2、实施难题,对于砾石充填来讲，任何充填程度的不密实，都将导致防砂技术的失效。因此，我们通过分段连续充填工艺的实施，较好地解决了“提高水平井砾石充填率” 的问题。,二、充填机理及工艺原理,二、充填机理及工艺原理,3、工艺原理,水平井分段连续充填工艺示意图,冲管,充填工具,防砂筛管,压差式分级阻流装置,汇报提纲,一、前 言 二、水平井充填机理及工艺原理 三、主要开展的工作及
6、成果 四、现场应用效果 五、结论,三、主要开展的工作及成果,1、主要开展的研究工作,1.研究开发了水平井分段连续充填工艺管柱 2.优选研究了SPF-1型水平井充填清洁携砂液体系 3.筛选研究了DM-1型水平井低密度充填材料 4.优选研究了水平井分段连续充填施工工艺参数,取得的研究成果,三、主要开展的工作及成果,设计的压差式分级阻流装置，使得分段连续充填技术思路得以实现，并且提高充填效率；,水平井砾石充填管柱的优化设计与特点,1、研究开发了水平井分段连续充填工艺管柱,研制开发了两种水平井充填工具，可满足51/2in、7in、95/8in常规井和热采井充填现场需要；,复合绕丝层筛管的设计缓解了泥质
7、、稠油、粉细砂对滤砂管造成的堵塞， 提高了水平井充填防砂成功率。,三、主要开展的工作及成果,充填密封总成,开关机构及充填总成,丢手装置,1）皮碗式水平井充填工具循环充填,开发了两种水平井充填工具,解决了水平段坐封、丢手、充填转换问题。,2）锚锭式水平井挤压充填工具挤压充填,高压密封机构,悬挂机构,充填机构,丢手机构,强悬挂（700KN）、耐高压（35MPa）、大通径：满足4m3/min施工排量，以及水平井均匀注汽的需要,三、主要开展的工作及成果,开发了水平井复合防砂筛管,内部结构,外保护结构,外 观,结构特点,绕丝层的设计缓解了泥质、稠油、粉细砂对滤砂管造成的堵塞； 精密过滤层的设计，提高了防
8、砂成功率； 拉伸冲孔外保护结构提高了防砂管柱在长井段充填过程中抵抗携砂流体冲蚀能力。,三、主要开展的工作及成果,技术要求,低残渣、低伤害，降低防砂带来油层的二次污染,粘度可调，携砂性能好，易于充填密实,具有较低的表面张力易返排,表面活性剂类携砂液体系,1、粘温性：粘度为40120mPas 2、携砂能力：80下,沉降速度0.8mm/s 3、地层伤害率10% 4、表面张力30mN/m,2、优选研究了SPF-1型水平井充填清洁携砂液体系,三、主要开展的工作及成果,3、筛选研究了DM-1型水平井低密度充填材料,为使充填的支撑剂在水平段内更易悬浮，优选研究了烧结低密度瓷粒做为水平井充填支撑剂。,密度,抗
9、压强度及破碎率,三、主要开展的工作及成果,在建立了液固两相流模型的基础上，得出了充填支撑剂在水平段不沉降的最小流速Vc：,4、优选研究了水平井分段连续充填施工工艺参数,1）利用数模技术，建立了液固两相流模型，实现了充填排量的理论设计,三、主要开展的工作及成果,排量对充填效率的影响,砂比与充填效率的影响,携砂液粘度对充填效率的影响,2）利用物模手段，进行施工参数优选试验,优选研究的一般参数,循环充填,挤压充填,4、优选研究了水平井分段连续充填施工工艺参数,三、主要开展的工作及成果,技术特点,1、采用了水平井分段连续充填技术思路，解决了长井段水平井砾石充填难题； 2在数模和物模的基础上，形成了水平
10、井循环（挤压）充填科学的施工参数，有效地指导了现场施工。,三、主要开展的工作及成果,1、适用于51/2in、7in、95/8in水平井套管射孔完井，尤其适用于高泥质、粉细砂、稠油油藏； 2现场经验表明：水平段充填长度在150m之内充填效果最好。,技术适应性,汇报提纲,一、前 言 二、水平井充填机理及工艺原理 三、主要开展的工作及成果 四、现场应用效果 五、结论,水平井砾石充填防砂工艺研究成功后，已在胜利、冀东及大港等油田累计成功应用14口井，一次实施成功率达100%，并获得了满意的防砂效果，所有井施工目前都正常生产，最长已正常生产3年以上。,四、现场应用效果,现场实施14口井,1、水平井循环充
11、填施工6口井，挤压充填8口井； 2、充填最长井段：258.38m，挤压充填量0.30.5m3/m ； 3、环空充填率：100%；,三、现场应用效果,汇报提纲,一、前 言 二、水平井充填机理及工艺原理 三、主要开展的工作及成果 四、现场应用效果 五、结论,五、结论,结 论,1、 分段连续充填技术较好地解决了长井段水平井充填的难题；,2、研究的 分段连续充填管柱、合适粘度的携砂液体系、低密度充填材料、优化的施工参数为获得高的水平井充填效率提供的技术保障，成为水平井充填四项技术关键；,3、现场试验应用结果表明:该技术成熟配套,施工成功率高，为解决高泥质、粉细砂岩油藏水平井防砂的提供了有效技术手段.,谢谢,