一、复合筛管结构及挡砂理论分析
1. 复合筛管结构
基管采用API标准套管或油管, 具有通用性。侧流孔外保护套:作业过程中能很好地使防砂过滤层不受伤害, 有效避免维护作业过程中防砂过滤层失效。在日常生产过程中, 防止流体对防砂网的直接冲蚀破坏。复合防砂过滤网:采用多层316L不锈钢精密微孔复合防砂过滤层, 抗破坏能力强。过滤面积大, 滤孔均匀、稳定, 所有孔纵向上双层防砂, 每层都完全可以独立防砂, 滤孔平均误差小于7μm, 流动阻力小, 渗透率高, 防堵能力强, 便于反洗。
2. 复合筛管挡砂机理分析
筛管防砂主要目的是在维持水平井正常生产的情况下, 防止地层出砂, 因此必须阻止地层砂进入井内。研究表明, 为了防止筛管堵塞, 不论时独立筛管完井还是砾石充填完井, 低于40m的粉砂必须产出。目前滤砂筛管的滤砂方式有两种, 一是将地层砂挡在筛管的外部, 即表层滤砂;另一种是将地层砂挡在筛网处, 容许地层砂进入筛管, 即深层滤砂。辽河油田使用复合滤砂筛管属于深层滤砂, 由于有一部分细砂会进入井筒并随原油一起产出, 此类滤砂方式若挡砂精度设计不合理则会造成堵塞筛管。因此, 需优化完井参数, 选择合理的挡砂精度。双层滤网或三层滤网的复合筛管 (单孔开口尺寸250um) , 刚好能容许40um以下的粉砂产出。通过祥细的参数设计, 复合筛网既能防砂, 也能维持油井的正常生产。
二、国内外筛管防砂完井完井参数设计现状
目前, 国内外对复合筛管挡砂精度设计主要有两种方法:凭经验按照地层砂d50设计挡砂精度和试验验证确定挡砂精度。
1. 凭经验设计挡砂精度
由于国内外对复合筛管挡砂精度与地层砂匹配关系尚无理论依据, 大都是凭经验参考地层砂d50设计。辽河油田筛管挡砂精度是参照地层砂d50大小设计, 同时, 为防止筛管被堵塞, 参考泥质含量、原油粘度等因素适当调整设计参数。
2. 试验验证确定挡砂精度
由于没有挡砂精度无理论设计依据, 但可以通过试验确定较为合理的挡砂精度。实验方法是通过建立物理模型, 确定防砂网上附加压力和累积出砂量等两个关键物理参量, 从而得到水平井防砂网合理网孔孔径。通过不同孔径的防砂网上附加压力随时间变化经验曲线, 它们整体变化趋势为:开始随着时间变化很大, 然后逐渐趋于平缓。50μm、100μm和150μm网孔的网上附加压力为正值, 原因是这三种防砂网孔径均小于地层砂粒度中值247.73μm, 导致一定程度阻塞, 使网上附加压力为正;而250μm和300μm孔径的网上附加压力均为负值, 而且不再增长, 原因是当地层砂中的小颗粒随水流出后, 大颗粒砂形成砂骨架, 使得砂粒与砂粒之间的孔隙变大, 所以地层砂的流动阻力变小, 网上附加压力也就变成负值。单出砂量设计, 300μm防砂网累积出砂量明显增大, 且经过计算, 它的累积出砂量已经超过出砂极限百分之三左右;从网上附加压力看, 250μm和300μm孔径防砂网附加压力最小。综合应该考虑, 选250μm定为该岩样所在地层合理的防砂网孔径。
三、辽河油田复合筛管挡砂精度设计评价分析
截止到目前, 辽河油田出砂油藏水平井采用精密复合滤砂管完井工艺, 分选性较好的地层油井生产情况比较稳定, 生产过程未出现问题。挡砂效率100%, 生产周期长, 分析认为挡砂精度设计合理, 可以满足生产需要。分选差、均匀性差储层水平井, 应用精密复合滤砂管完井挡砂效率较低, 生产周期较短 (平均88天) , 其挡砂精度按照地层砂d50设计存在问题较大, 效果差。
出现问题原因分析:完井方式选择与国际选择标准存在出入, 按照完井方式国际选择标准, 分选差、均匀性差储层水平井, 根据细粉砂含量优选砾石充填完井或压裂充填完井方式。Tiffin and King标准 (SPE39437) ;D10/D95<10, D40/D90<3, 细砂粒<5%选择筛管完井方式;10
四、结论及下步建议
1. 精密复合滤砂管完井工艺可以起到挡砂作用, 按照地层砂粒度中值设计筛管挡砂精度, 具有一定的适应性。
从目前使用情况看, 对地层砂粒度中值、分选性好的设计是合理的。
2.
对地层砂分选差、粒度中值小、泥质含量高的油藏, 采用精密复合滤砂管完井, 完井方式与国际选择标准存在出入, 筛管结构选择及挡砂精度设计难度大。
3.
对地层砂分选好油藏水平井, 继续应用精密复合滤砂管完井方式;对地层砂分选差、粒度中值小、泥质含量高油藏水平井, 建议按照国际选择标准优选完井方式。
4.
对筛管结构及挡砂精度设计, 可借助外部条件开展实验研究, 应用实验验证的方法确定精密复合筛管挡砂精度及筛管结构。
摘要:辽河油田出砂油藏水平井存在地层砂粒径较小、均匀性较差、泥质含量偏高等特征, 应用复合筛管防砂的完井方式, 合理确定复合筛管的筛网挡砂精度意义重大, 本文通过对复合筛管结构及挡砂机理分析, 并结合出砂水平井生产过程分析评价, 为以后辽河油田水平井复合筛管完井筛网挡砂精度合理设计奠定了基础。
关键词:辽河油田,完井方式,水平井,筛管,防砂工艺
参考文献
[1] 李海涛, 苏超等, 辽河油田砂岩油藏水平井完井技术应用界限与参数优化研究.西南石油大学, 2007.12.
[2] 陈黎祥.精密微孔复合防砂筛管在周43水平井应用, 小型油气藏.12卷4期, 2007.12.
[3] 丁喜桂等.粒度分析理论技术进展及其应用, 世界地质.26期4卷, 2005.7.
【浅析复合防砂筛管完井方式在水平井开发中的应用】相关文章:
上部注水泥固井下部精密复合筛管完井技术的研究与应用01-11
辽河水平井防砂完井技术现状与发展建议02-21
打捞式免钻塞筛管顶部注水泥完井技术在高104-5平124井的应用09-11
论水平井钻井技术在石油开发中的应用10-12
水平井钻井技术及其在石油开发中的应用02-16
浅析碳纤维复合材料在建筑结构加固中的应用01-26
浅析地籍测绘在土地开发整理中的应用11-14
油井防砂工艺在疏松砂岩油田中的应用10-08
割捞一体化技术在大修再完井中的应用02-08