文丘里捞砂技术在塔河油田的应用

2022-09-10

引言

塔河油田主力油藏为碳酸盐岩缝洞型油藏, 钻开目的层时放空漏失率高达30%以上。同时, 在钻井以及后期的求产的过程中, 由于地应力和生产压差等诸多因素影响导致井壁坍塌形成大量岩屑堵塞产层。据统计, 塔河油田2011年已发现53井次的井壁垮塌, 2012年坍塌井新增79井次, 其中最长垮塌埋深329.26米。裸眼井壁坍塌主要集中在以溶洞发育八、十、十二区, 主要因泥岩段坍塌和灰岩垮塌, 造成部分油井难以建立循环。井壁坍塌导致产量大幅降低、井内工具被卡、管柱被埋, 并给后期分层挖潜措施带来很大的困难。目前井壁坍塌已成为影响正常生产不可忽视的因素。

常用的处理裸眼坍塌方法是钻磨冲砂技术, 采用高效磨鞋钻磨破碎井底岩石碎屑, 利用钻井用的泥浆作为压井液循环携带处理后的细小岩石颗粒。这种方法适用于地层压力系数稍高, 漏失不严重的油气井, 同时施工周期长、成本高, 有着很大的局限性。为了探索处理漏失严重的碳酸盐岩井垮塌造成的岩石碎屑, 塔河油田引进了文丘里捞砂技术。

一、文丘里捞砂技术原理

1. 工具组合

文丘里捞砂技术是一种通过下入文丘里喷射系统, 回收井内的自由的许多类型落物、沙子和碎片。该系统由一个喷射泵头、喷气机、冲洗喷嘴和阀座组成。当阀座被激活和流体通过喷射泵头, 其产生的效果如同喷射泵, 抽汲管串中的液体, 而液体是依靠真空效应持续不断的补充, 同时各种落物及杂物随流体一起上升并被捕获。

2. 捞砂原理

当气体或液体在文丘里管里面流动, 在管道的最窄处, 动态压力 (速度头) 达到最大值, 静态压力 (静息压力) 达到最小值。气体 (液体) 的速度因为涌流横截面积变化的关系而上升。整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程, 因而压力也在同一时间减小。进而产生压力差, 这个压力差用于测量或者给流体提供一个外在吸力。

二、应用实例

塔河油田2014年引进了文丘里捞砂技术, 并率先在TP151井进行了捞砂实践, 通过连续三次下文丘里捞砂管柱, 捞出了部分井底小颗粒细砂, 处理砂埋31.73m, 取得了一定效果。

TP151井生产过程中供液严重不足, 怀疑是生产层段被埋导致机抽生产期间液面下降较快。作业探得砂埋段6277.76m-6340m, 砂埋62.24m, 采取了四个步骤进行捞砂施工。

(1) 使用5-1/2″平底磨鞋 (组合:5-1/2″平底磨鞋+6根4-3/4″钻铤+钻杆) 通井作业, 探底6277米, 参数:400L/Min, 无泵压, 处理一直未见返出, 冲砂至井深6305米。

(2) 下文丘里组合:5″外径套铣鞋+浮阀接头 (内置浮阀) +3根4-1/2″套铣管+双扣驱动接头扣型2-7/8″Reg母扣、4-1/2″FJWP公扣/2-3/8″Reg母扣 (下部套铣管内接滤网) +变扣+变扣+4-3/4″文丘里管+6根4-3/4″钻铤+变扣+2-7/8″钻杆+变扣+3-1/2″钻杆, 捞砂处理到6302m, 有一定进尺。

(3) 下文丘里组合:4-3/4″外径套铣鞋+浮阀接头 (内置浮阀) +3根4-1/2″套铣管+双扣驱动接头扣型2-7/8″Reg母扣、4-1/2″FJWP公扣/2-3/8″Reg母扣 (下部套铣管内接滤网) +变扣+变扣+4-3/4″文丘里管+6根4-3/4″钻铤+变扣+2-7/8v钻杆+变扣+3-1/2″钻杆, 捞砂处理至6310.2m, 有一定进尺。

(4) 下文丘里组合:4-3/4″外径套铣鞋+浮阀接头 (内置浮阀) +6根4-1/2v套铣管+双扣驱动接头扣型2-7/8″Reg母扣、4-1/2″FJWP公扣/2-3/8″Reg母扣 (下部套铣管内接滤网) +变扣+变扣+4-3/4″文丘里管+6根4-3/4″钻铤+变扣+2-7/8″钻杆+变扣+3-1/2″钻杆, 捞砂处理至6309.4m, 无进尺。

本次文丘里捞砂取得了一定效果, 但随着捞砂进尺增加, 井筒内漏失更加严重, 捞砂取得的效果越来越小。