夏進(jìn)軍

(中油遼河油田公司,遼寧盤(pán)錦 124010)

出砂油田鉆完井工程優(yōu)化設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用

夏進(jìn)軍

(中油遼河油田公司,遼寧盤(pán)錦 124010)

XX油田經(jīng)過(guò)多年開(kāi)發(fā)生產(chǎn),由于地質(zhì)原因和工程原因,造成該油田生產(chǎn)出砂較為嚴(yán)重,新井生產(chǎn)效果較差,油層動(dòng)用程度較低。近幾年來(lái),隨著鉆完井工藝及其配套技術(shù)不斷地發(fā)展并成熟化,通過(guò)優(yōu)化鉆完井工程設(shè)計(jì),較好地解決了該油田出砂嚴(yán)重的問(wèn)題,新井產(chǎn)量較以前提高35%左右。目前該完井技術(shù)已成為油田挖潛的重要手段,具有極大推廣價(jià)值。

鉆完井工程 出砂 優(yōu)化設(shè)計(jì)

稠油出砂冷采需要優(yōu)選適合的完井方式,滿(mǎn)足激勵(lì)地層出砂,降低油流阻力和延長(zhǎng)清砂作業(yè)周期的需要。根據(jù)XX油田開(kāi)發(fā)工作可行性研究,該油田進(jìn)行排砂冷采,以提高油井產(chǎn)量。油井完井工程是油田開(kāi)發(fā)最重要的環(huán)節(jié)之一,它直接影響油層潛在產(chǎn)能的充分發(fā)揮和配產(chǎn)指標(biāo)的完成;因此,必須高度重視完井工程的研究,選擇最佳的完井方式、沉砂口袋、套管尺寸和射孔方式,建立一條油層和井筒之間的高效暢通的油流通道。

1 主要做法

1.1 優(yōu)選完井方式

通常,完井方式包括裸眼完成,套管射孔完成,襯管完成和礫石充填等方式?？筛鶕?jù)不同的油層條件和開(kāi)采方式進(jìn)行合理的選擇。裸眼完井一般適用于巖石強(qiáng)度較高的碳酸鹽地層,襯管完井和礫石充填完井一般用于膠結(jié)疏松的砂巖油藏(屬于先期防砂完井范疇),而射孔完井適用于絕大多數(shù)油井,對(duì)油層條件、井別類(lèi)型、開(kāi)采方式以及長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中的增產(chǎn)措施和維修作業(yè)具有最廣泛的適應(yīng)能力。

通過(guò)90年代稠油冷采技術(shù)的深入研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),對(duì)于原來(lái)認(rèn)為必須采用防砂完井的疏松砂巖油藏,采用套管射孔完井也取得成功。在加拿大以及世界上眾多的未膠結(jié)砂巖油藏的開(kāi)發(fā)中,套管完井成為最優(yōu)的選擇。結(jié)合油層條件,通過(guò)合理選擇射孔參數(shù)和生產(chǎn)壓差,充分利用稠油粘度高、攜帶能力好的優(yōu)勢(shì),激勵(lì)地層出砂,實(shí)現(xiàn)冷采排砂采油可以大幅度提高油井產(chǎn)量,又可以降低完井成本和避免高昂的熱采費(fèi)用,使油田開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。

根據(jù)上述研究,XX油田具備稠油冷采的基本條件,原則上以套管射孔完成方式為宜,但對(duì)出砂極為嚴(yán)重的油井也不排除防砂完井方式(如割縫襯管或壓裂充填完井方式)。此外,對(duì)射孔工藝參數(shù)還應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化選擇,才能充分發(fā)揮這種完井方式的最大效能。

1.2 優(yōu)化沉砂口袋設(shè)計(jì)

為了減少油井生產(chǎn)過(guò)程中頻繁地沖砂作業(yè),難免會(huì)對(duì)油層造成傷害,沖砂技術(shù)難度較大。為減少?zèng)_砂作業(yè)次數(shù)和地層損害,在鉆完井過(guò)程中考慮留下必要的沉砂口袋。沉砂口袋的長(zhǎng)度如果過(guò)長(zhǎng),會(huì)增加鉆井成本,如果過(guò)短,又起不到作用,所以應(yīng)加以?xún)?yōu)化確定。

不同長(zhǎng)度的沉砂口袋可以容納不同的沉砂量,對(duì)于油井生產(chǎn)初期或重新起動(dòng)時(shí)含砂量很高的情況,在較短的時(shí)間內(nèi)就可能將口袋填滿(mǎn),這時(shí)應(yīng)采取措施清砂。為延長(zhǎng)清砂作業(yè)周期或考慮后期熱采的需要,確定留100m沉砂口袋。100m(7in套管)口袋體積為2.5m3,考慮2/3以上的砂粒隨原油一道采出,井底沉砂量為2.5m3/井·半年,適當(dāng)?shù)牧粲杏嗟乜梢员ＷC沖砂周期近半年到1年,由此保證較小的沖砂洗井工作量,減少影響油井的正常生產(chǎn)。

1.3 優(yōu)化套管尺寸

XX油田原油粘度大,流動(dòng)性差,對(duì)選擇油、套管尺寸而言,主要矛盾是流動(dòng)阻力過(guò)大,因此原則上應(yīng)選擇大尺寸油管和套管。國(guó)外排砂冷采普遍采用3in1/2”油管,建議選用3in1/2”或4in油管。油層套管的尺寸首先取決于油井的產(chǎn)能,單井設(shè)計(jì)產(chǎn)能為30～40m3/d。還要考慮今后長(zhǎng)期采用的采油方式和油井后期要進(jìn)行的增產(chǎn)措施等因素。

目前該油田大部分井均為7in套管,根據(jù)國(guó)內(nèi)外稠油冷采的經(jīng)驗(yàn),7in套管可以滿(mǎn)足稠油冷采生產(chǎn)需要,并具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。只有大套管才能配套應(yīng)用大直徑油管進(jìn)行螺桿泵采油,以便大幅度的降低油砂混合物的流動(dòng)摩阻,提高舉升效率,實(shí)現(xiàn)稠油出砂冷采;大直徑套管有利于實(shí)現(xiàn)較大射孔完井,盡量增大油流面積,減少流動(dòng)阻力和地層傷害;并且更有利于激勵(lì)地層出砂,為真正實(shí)現(xiàn)出砂冷采創(chuàng)造必要的條件;大直徑套管有利于今后的套洗、沖砂等作業(yè),減少事故風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 優(yōu)化射孔方式

按稠油冷采的技術(shù)思路,XX油田采用套管射孔方式完井,如何最大限度地發(fā)揮射孔完井的效能,必須結(jié)合該油藏的地質(zhì)條件對(duì)射孔工藝進(jìn)行優(yōu)化。

目前,常用的射孔方式有兩種,即平衡射孔和負(fù)壓射孔。前者讓井筒液柱壓力等于或略大于地層孔隙壓力,而后者卻使液柱壓力低于地層壓力。負(fù)壓射孔與平衡射孔相比,具有較多的技術(shù)優(yōu)勢(shì),既可以徹底清洗彈孔,又能降低射孔過(guò)程對(duì)油層的傷害,能顯著的提高油井產(chǎn)量,因此應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但操作較復(fù)雜,費(fèi)用也高。針對(duì)XX油田油藏及生產(chǎn)井的實(shí)際情況,以及為今后長(zhǎng)期排砂冷采創(chuàng)造良好的地層條件,原則上推薦采用油管傳輸負(fù)壓射孔方式,但是由于地層膠結(jié)十分疏松,很容易出砂,故負(fù)壓差不宜過(guò)大,需要加以?xún)?yōu)化和嚴(yán)格控制。

2 效果分析

根據(jù)以上思路和做法,通過(guò)優(yōu)化完井方式、沉砂口袋、套管尺寸和射孔方式,XX油田實(shí)施的23口新井平均日產(chǎn)油水平15t,較以前提高35%左右,累計(jì)增產(chǎn)原油5216t。實(shí)施的新井在一定程度上降低了該油田以往出砂嚴(yán)重、產(chǎn)量低的特點(diǎn),很大程度上改善了油田開(kāi)發(fā)效果,為XX油田連續(xù)穩(wěn)產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)完井方式優(yōu)化是解決稠油油田油井出砂的重要途徑,而且具有較好的可行性,操作性比較強(qiáng)。

(2)不斷加深對(duì)出砂油井出砂規(guī)律認(rèn)識(shí),找準(zhǔn)潛力所在,是設(shè)計(jì)高效完井方式的關(guān)鍵。

(3)完善配套的鉆井、完井和采油新工藝是保證出砂油井后期高效持久生產(chǎn)的重要手段。

[1]熊友明,等.砂巖地層完井方式的選擇.石油鉆探技術(shù)[J],1996(01)．

[2]劉向君,等.完井方式對(duì)砂巖油藏臨界生產(chǎn)壓差及產(chǎn)能的影響研究.鉆采工藝[J],2007(03)．

[3]左星.油氣井出砂預(yù)測(cè)方法綜述.西部探礦工程[J],2006(12)．

夏進(jìn)軍,男,2012年畢業(yè)于東北石油大學(xué)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè),現(xiàn)從事油田鉆采工藝研究。