淺述一種機(jī)械式防漏失閥在水平井裸眼礫石充填中的應(yīng)用-以渤中34-1油田為例
2016-04-13 20:20:18 安裝信息網(wǎng)
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論文摘要：水平井裸眼礫石充填完井中，井筒液體漏失控制是非常必要的，應(yīng)該針對地層和井筒情況，在防砂前后階段選擇合適的漏失控制措施。文章介紹了某型機(jī)械式防漏失閥的技術(shù)特點和應(yīng)用步驟，以及現(xiàn)場需要注意的問題。該閥在渤中34-1油田的成功應(yīng)用，被證明是一種非常有效的防砂后階段漏失控制手段。
論文關(guān)鍵詞：礫石充填,漏失控制,防漏失閥
1引言
對于高滲透率地層，尤其是弱膠結(jié)并需要防砂完井的地層，在鉆完井和后續(xù)的修井作業(yè)中，井筒液體的漏失現(xiàn)象非常普遍。漏失現(xiàn)象一方面增加了作業(yè)成本，另外也必然導(dǎo)致油層污染和傷害，影響該井的產(chǎn)能和開發(fā)效果。因此，在鉆完井和修井中的液體漏失控制，成為作業(yè)設(shè)計和實施過程中的一個重要的考慮因素。經(jīng)過多年的開發(fā)和實踐，漏失控制取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，形成了比較完整的流體和機(jī)械式的漏失控制體系，并貫穿于整個鉆完井和修井作業(yè)過程。
裸眼礫石充填作為主要的針對高滲弱膠結(jié)地層的水平井防砂完井技術(shù)。但由于較長的裸眼段，更易受到井筒液體漏失導(dǎo)致的油層傷害，對完井作業(yè)中的漏失控制要求更加嚴(yán)格。
水平井裸眼礫石充填完井的漏失控制一般可以分為防砂前和防砂后兩個階段。防砂前階段主要包括鉆進(jìn)裸眼段以及完井準(zhǔn)備階段，在該階段中，主要應(yīng)用流體式的漏失控制系統(tǒng)，有效形成濾餅，增強(qiáng)井壁穩(wěn)定性并降低漏失率，避免油層傷害，并為后續(xù)的礫石充填提供作業(yè)保證。防砂后階段，涵蓋充填結(jié)束起管柱到最終投產(chǎn)，在該階段中，由于線性（交聯(lián)）的聚合物等流體式系統(tǒng)一方面受井下溫度和壓力，以及時效影響，其次由于長水平段完全破膠非常困難，必然導(dǎo)致額外的地層傷害等，因此機(jī)械式防漏失系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛。而機(jī)械式防漏失閥作為一種簡單、經(jīng)濟(jì)漏失控制措施，能有效控制防砂后階段的液體漏失。
2機(jī)械式防漏失閥的技術(shù)特點和應(yīng)用說明
2.1機(jī)械式防漏失閥的技術(shù)特點
某型機(jī)械式防漏失閥是一種單作用的止回閥，在充填過程中閥瓣由沖管支撐保持開啟，不影響服務(wù)工具的定位及充填作業(yè)（如圖1所示）；在防砂服務(wù)工具起出后能自動關(guān)閉并，單方向隔離地層，并能承受井筒液體一定的正壓差，防止井筒液體向地層漏失（如圖2所示）。完井結(jié)束后，該閥可以在地層流體的負(fù)壓差作用下自動開啟，并保持開啟狀態(tài)。在后續(xù)可能的修井作業(yè)時，仍然起到防漏失作用。同時由于采用了可破碎的閥瓣，該閥可以通過水力或機(jī)械式破碎閥瓣方式開啟。
圖1防漏失閥在充填時保持開啟狀態(tài)
圖2防漏失閥在充填結(jié)束后保持關(guān)閉
另外，該閥還有如下的技術(shù)特點：
1)優(yōu)化的外徑可以滿足高排量的礫石充填或壓裂充填作業(yè)要求；
2)較大的內(nèi)徑能容納大直徑的沖管；
3)閥瓣既能承壓又可以通過水力或機(jī)械式破碎，并破碎為較小碎塊；
4)提供各種規(guī)格，滿足不同直徑的沖管要求。
2.2機(jī)械式防漏失閥的現(xiàn)場應(yīng)用步驟
該防漏失閥在現(xiàn)場應(yīng)用中的步驟，主要是在防砂結(jié)束后起出服務(wù)工具階段。常規(guī)作業(yè)步驟如下：
1)當(dāng)沖管尾部通過防漏失閥時，連續(xù)緩慢上提服務(wù)工具總成，直至全部通過；
2)等待閥瓣上下壓力平衡，至完全關(guān)閉；
3)在作業(yè)管柱上端安裝TIW閥并關(guān)閉，緩慢關(guān)閉環(huán)形防噴器；
4)打開環(huán)形防噴器，緩慢上提管柱；
5)檢查環(huán)空壓力，如有壓力則立即泄壓；
6)緩慢打開TIW閥，并拆除；
7)向井眼灌滿完井液，并監(jiān)測環(huán)空液面；
8)如閥瓣未完全關(guān)閉，關(guān)環(huán)形防噴器，管柱打壓200psi，繼續(xù)監(jiān)測液面。
9)如果繼續(xù)漏失，應(yīng)該考慮其他備用的流體式防漏失措施。
另外有以下需要注意的幾點：
1)應(yīng)用該防漏失閥時，要求采用無外接箍的沖管，例如TSWP沖管；
2)沖管尾部通過該閥時，注意緩慢并連續(xù)上提；
3)閥瓣關(guān)閉時要保證閥瓣緩慢關(guān)閉，防止快速關(guān)閉擊打閥座；
4)當(dāng)閥瓣未關(guān)閉完全，不能試圖下放工具使其關(guān)閉；
5)當(dāng)通過機(jī)械方式破碎閥瓣時，必須邊沖邊下，防止閥瓣碎塊堵塞工具。
3某型機(jī)械式防漏失閥在渤中34-1油田的應(yīng)用
渤中34-1油田的4井次水平井裸眼礫石充填完井中，成功應(yīng)用了某型機(jī)械式防漏失閥，現(xiàn)場漏失控制效果非常明顯，后續(xù)投產(chǎn)結(jié)果也表明油層得到了有效保護(hù)。
4認(rèn)識和結(jié)論
1)對于高滲弱膠結(jié)地層的完井作業(yè)，井筒液體漏失控制非常必要；
2)水平井裸眼礫石充填完井，在防砂前和防砂后階段均需要考慮漏失控制，并針對地層和井況，選擇合適的漏失控制措施；
3)防漏失閥作為簡單、經(jīng)濟(jì)的機(jī)械式漏失控制工具，能有效控制完井作業(yè)防砂后階段的完井液漏失，保護(hù)油氣層；
4)渤中34-1油田水平井裸眼礫石充填作業(yè)中應(yīng)用某型機(jī)械式防漏失閥，被證明是非常有效的漏失控制手段。
參考文獻(xiàn)
1 M.Parlar, S.A.Ali, C.Price-Smith.etal. Guidelines for Selection of Fluid Loss Control MethodsBefore and After Sand Control Treatments to Maximize Well Productivity andCost-Effectiveness, SPE39460, 1998
2 Colby M.Ross, James Williford, Michael W.Sanders. Current Materials and Devices for Control of Fluid Loss, SPE54323,1999
3 H.L. Restarick. Mechanical Fluid Loss Control System Used During Sand Control, SPE23741, 1992
論文關(guān)鍵詞：礫石充填,漏失控制,防漏失閥
1引言
對于高滲透率地層，尤其是弱膠結(jié)并需要防砂完井的地層，在鉆完井和后續(xù)的修井作業(yè)中，井筒液體的漏失現(xiàn)象非常普遍。漏失現(xiàn)象一方面增加了作業(yè)成本，另外也必然導(dǎo)致油層污染和傷害，影響該井的產(chǎn)能和開發(fā)效果。因此，在鉆完井和修井中的液體漏失控制，成為作業(yè)設(shè)計和實施過程中的一個重要的考慮因素。經(jīng)過多年的開發(fā)和實踐，漏失控制取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，形成了比較完整的流體和機(jī)械式的漏失控制體系，并貫穿于整個鉆完井和修井作業(yè)過程。
裸眼礫石充填作為主要的針對高滲弱膠結(jié)地層的水平井防砂完井技術(shù)。但由于較長的裸眼段，更易受到井筒液體漏失導(dǎo)致的油層傷害，對完井作業(yè)中的漏失控制要求更加嚴(yán)格。
水平井裸眼礫石充填完井的漏失控制一般可以分為防砂前和防砂后兩個階段。防砂前階段主要包括鉆進(jìn)裸眼段以及完井準(zhǔn)備階段，在該階段中，主要應(yīng)用流體式的漏失控制系統(tǒng)，有效形成濾餅，增強(qiáng)井壁穩(wěn)定性并降低漏失率，避免油層傷害，并為后續(xù)的礫石充填提供作業(yè)保證。防砂后階段，涵蓋充填結(jié)束起管柱到最終投產(chǎn)，在該階段中，由于線性（交聯(lián)）的聚合物等流體式系統(tǒng)一方面受井下溫度和壓力，以及時效影響，其次由于長水平段完全破膠非常困難，必然導(dǎo)致額外的地層傷害等，因此機(jī)械式防漏失系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛。而機(jī)械式防漏失閥作為一種簡單、經(jīng)濟(jì)漏失控制措施，能有效控制防砂后階段的液體漏失。
2機(jī)械式防漏失閥的技術(shù)特點和應(yīng)用說明
2.1機(jī)械式防漏失閥的技術(shù)特點
某型機(jī)械式防漏失閥是一種單作用的止回閥，在充填過程中閥瓣由沖管支撐保持開啟，不影響服務(wù)工具的定位及充填作業(yè)（如圖1所示）；在防砂服務(wù)工具起出后能自動關(guān)閉并，單方向隔離地層，并能承受井筒液體一定的正壓差，防止井筒液體向地層漏失（如圖2所示）。完井結(jié)束后，該閥可以在地層流體的負(fù)壓差作用下自動開啟，并保持開啟狀態(tài)。在后續(xù)可能的修井作業(yè)時，仍然起到防漏失作用。同時由于采用了可破碎的閥瓣，該閥可以通過水力或機(jī)械式破碎閥瓣方式開啟。
圖1防漏失閥在充填時保持開啟狀態(tài)
圖2防漏失閥在充填結(jié)束后保持關(guān)閉
另外，該閥還有如下的技術(shù)特點：
1)優(yōu)化的外徑可以滿足高排量的礫石充填或壓裂充填作業(yè)要求；
2)較大的內(nèi)徑能容納大直徑的沖管；
3)閥瓣既能承壓又可以通過水力或機(jī)械式破碎，并破碎為較小碎塊；
4)提供各種規(guī)格，滿足不同直徑的沖管要求。
2.2機(jī)械式防漏失閥的現(xiàn)場應(yīng)用步驟
該防漏失閥在現(xiàn)場應(yīng)用中的步驟，主要是在防砂結(jié)束后起出服務(wù)工具階段。常規(guī)作業(yè)步驟如下：
1)當(dāng)沖管尾部通過防漏失閥時，連續(xù)緩慢上提服務(wù)工具總成，直至全部通過；
2)等待閥瓣上下壓力平衡，至完全關(guān)閉；
3)在作業(yè)管柱上端安裝TIW閥并關(guān)閉，緩慢關(guān)閉環(huán)形防噴器；
4)打開環(huán)形防噴器，緩慢上提管柱；
5)檢查環(huán)空壓力，如有壓力則立即泄壓；
6)緩慢打開TIW閥，并拆除；
7)向井眼灌滿完井液，并監(jiān)測環(huán)空液面；
8)如閥瓣未完全關(guān)閉，關(guān)環(huán)形防噴器，管柱打壓200psi，繼續(xù)監(jiān)測液面。
9)如果繼續(xù)漏失，應(yīng)該考慮其他備用的流體式防漏失措施。
另外有以下需要注意的幾點：
1)應(yīng)用該防漏失閥時，要求采用無外接箍的沖管，例如TSWP沖管；
2)沖管尾部通過該閥時，注意緩慢并連續(xù)上提；
3)閥瓣關(guān)閉時要保證閥瓣緩慢關(guān)閉，防止快速關(guān)閉擊打閥座；
4)當(dāng)閥瓣未關(guān)閉完全，不能試圖下放工具使其關(guān)閉；
5)當(dāng)通過機(jī)械方式破碎閥瓣時，必須邊沖邊下，防止閥瓣碎塊堵塞工具。
3某型機(jī)械式防漏失閥在渤中34-1油田的應(yīng)用
渤中34-1油田的4井次水平井裸眼礫石充填完井中，成功應(yīng)用了某型機(jī)械式防漏失閥，現(xiàn)場漏失控制效果非常明顯，后續(xù)投產(chǎn)結(jié)果也表明油層得到了有效保護(hù)。
4認(rèn)識和結(jié)論
1)對于高滲弱膠結(jié)地層的完井作業(yè)，井筒液體漏失控制非常必要；
2)水平井裸眼礫石充填完井，在防砂前和防砂后階段均需要考慮漏失控制，并針對地層和井況，選擇合適的漏失控制措施；
3)防漏失閥作為簡單、經(jīng)濟(jì)的機(jī)械式漏失控制工具，能有效控制完井作業(yè)防砂后階段的完井液漏失，保護(hù)油氣層；
4)渤中34-1油田水平井裸眼礫石充填作業(yè)中應(yīng)用某型機(jī)械式防漏失閥，被證明是非常有效的漏失控制手段。
參考文獻(xiàn)
1 M.Parlar, S.A.Ali, C.Price-Smith.etal. Guidelines for Selection of Fluid Loss Control MethodsBefore and After Sand Control Treatments to Maximize Well Productivity andCost-Effectiveness, SPE39460, 1998
2 Colby M.Ross, James Williford, Michael W.Sanders. Current Materials and Devices for Control of Fluid Loss, SPE54323,1999
3 H.L. Restarick. Mechanical Fluid Loss Control System Used During Sand Control, SPE23741, 1992
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