水平井二次防砂

2022-11-22

水平井裸眼筛管防砂完井应用比较广泛, 既实现防砂功能, 还可以增加油气的过流面积, 提高产量。伴随着油气的产出, 筛管在生产一段时间后, 由于地层出水或地层流体腐蚀, 造成筛管穿孔甚至断裂, 导致油气井出砂。解决水平井裸眼筛管防砂完井的生产井出砂问题目前的办法:一是捞出原井防砂管柱, 下入新防砂筛管进行防砂。这种方法实施难度大, 成功率低;二是在原防砂筛管内下入防砂管柱进行二次防砂。此方案施工简单、成本低、成功率较高。目前, 基本采用第二种方案解决水平井出砂问题。本篇论文根据文昌19-1-A4h井井况及出砂情况和现场应用, 阐明水平井二次防砂中防砂工具的选择和优化、作业方案的优化。

1 防砂器材的选择

1.1.%1封隔器选择

文昌19-1-A4h井生产套管规格:外径9-5/8'', 磅级47#, 钢级L80-13Cr, 内径8.681''。根据套管规格、井底温度可以选择相应型号的封隔器。

1.2.%1筛管选择

1.2.1.2.%1防砂精度选择

根据索西埃方法计算防砂精度:

防砂精度=5-6*d50=0.69-0.828mm20-40

对应20-40目挡砂精度筛管。

前期同层位A6井地层砂粒径分析

可知:d50=0.138mm, d40=0.149mm, d90=0.083mm。均匀性系数c=1.79, 为均匀细砂。

为提高挡砂精度, 我们选择30/40目的筛管, 挡砂精度:100μm

1.2.2.2.%1筛管类型选择:

A4h井是水平井且水平井段较长, 考虑下入困难和下入过程中筛管损坏影响, 选用优质筛管 (倒角) 。

1.2.3.2.%1筛管尺寸选择:

原井防砂管柱最小通径4.91", 根据磨阻计算软件得出下表2-7/8"和3-1/2"筛管下入磨阻。

两种防砂管柱下入磨阻对比:1、2-7/8"优质筛管在5-1/2"筛管中, 上提悬重41.52T, 下放悬重33.61T;2、3-1/2"优质筛管在5-1/2"筛管中, 上提悬重42.57T, 下放悬重32.63T;

由上可知, 两种筛管不使用钻铤都能顺利下入, 建议采用3-1/2"筛管, 其更利于后期生产。

1.2.4.2.%1防砂器材材质选择:

A4h井参照临井A2h井同层位分析:CO2百分含量62.39%;饱和压力3.5MPa;CO2分压值2.18MPa;地层温度71℃;

根据中海油油套管选材图版, WC19-1油田A平台调整井生产管材需采用9Cr材质进行防腐, 考虑到9Cr材质的特殊性, 推荐生产管材采用13Cr材质。

综上, 筛管、盲管规范如下:

1、防砂筛管:最大外径为4.193"的优质筛管, 基管外径3-1/2"、挡砂精度0.095mm、钢级13Cr L80、扣型NU;

2、盲管选择:

考虑生产后期弃井情况, 打捞原井防砂封隔器, 建议原防砂管柱下部延伸筒以上下4"盲管, 原防砂管柱内部下3-1/2"盲管。

Ø4"盲管:内径3.5"、最大外径4.76"、钢级13Cr L80、扣型NU;

Ø3-1/2"盲管:内径2.99"、最大外径4.193"、钢级13Cr L80、扣型NU;

2 防砂管柱设计

2.1 优质筛管长度设计

A4h井是裸眼筛管完井, 二次防砂裸眼段全部下优质筛管, 以获得最大的筛管利用率, 有利于油井产能的充分发挥和提高产量。另外, 绕丝筛管外必须有扶正片 (OD:4.2") , 以保证优质筛管在井筒内处于居中的位置。

A4h井原井筛管顶深:1505m, 原井防砂管柱底部变径3"深度:2058m, 所以设计筛管覆盖深度为:1505m-2057m。即3-1/2"优质筛管长度:552m, 配管方案:30ft×61根+10ft×1根, 备用筛管:30ft×2根、20ft×4根、10ft×2根。

封隔器座封深度:经查阅该井套管接箍数据为:1451.92m、1464.01m, 确定封隔器座封深度:1454m。

盲管长度:考虑原井防砂筛管顶部深度1505m, 原井下部延伸筒位置1475m, 确定4"盲管长度:1475-1454=21m, 配管方案:12m×1根+6m×1根+3m×1根, 备用盲管3m×2根;确定3-1/2"盲管长度:1505-1475=30m, 配管方案:12m×2根+6m×1根, 备用盲管3m×2根;

3 结语

在水平井防砂筛管内下入筛管进行机械防砂是目前防砂方法采用较多的一种方案。封隔器的选择一般根据井内套管规范和井内温度、座封方式来进行选择。防砂器材的材质可以计算二氧化碳或硫化氢的分压值, 对照中海油油套管器材选择图版来进行选择。筛管挡砂精度可以根据索西埃公式计算充填砾石的粒径中值, 对照充填砾石对照表可以选择出对应的充填砾石的挡砂精度, 其可以作为筛管的挡砂精度。为了更有效的挡住地层砂, 一般选择挡砂精度高一级别的筛管。对于防砂筛管及盲管的规格尺寸要求, 主要是考虑其下入磨阻和修井机能力、后期生产压差等条件。针对筛管二次防砂, 总结了一套选择防砂器材的选择方法, 便于后期进行筛管防砂器材选择和管柱设计。

摘要：文昌油田群目前共有37口生产井, 采用的防砂方式共有7种, 主要方式是:绕丝筛管+砾石充填防砂 (占42%) 、复合筛管防砂 (占22%) 、星孔筛管防砂 (占17%) 、绕丝筛管防砂 (占6%) 、复合筛管+砾石充填防砂 (占6%) 、星孔筛管+砾石充填防砂 (占4%) 、钻孔管防砂 (占3%) 。钻完井工艺的不断创新, 水平井的防砂工艺的不断优化则成为有效提高油田单井产能和维持油田正常生产的重要技术措施。积极吸收先进技术, 不断探索积累经验, 形成一系列适合文昌油田群的水平井防砂工艺技术。

关键词：防砂方式,优质复合筛管,防砂