普光氣田大灣區塊套管水平井管柱防卡技術

摘 要

摘要:四川盆地普光氣田大灣區塊套管水平井存在儲層跨度大、水平段長、摩阻高、射孔后篩管以下水平段無法建立循環、暫堵后殘留大量暫堵漿等問題,常常造成射孔、完井管柱阻卡。

摘要:四川盆地普光氣田大灣區塊套管水平井存在儲層跨度大、水平段長、摩阻高、射孔后篩管以下水平段無法建立循環、暫堵后殘留大量暫堵漿等問題,常常造成射孔、完井管柱阻卡。為此,采用酸浸工藝、模擬通井等井筒處理技術來降低黏附在套管壁的膠凝物對管柱起下摩阻,消除套管壁上射孔毛刺、殘留物對射孔及完井管柱的阻卡;通過對暫堵劑的改進以及暫堵工藝的優化,減小了暫堵劑沉積物造成的管柱阻卡風險。截至目前,該技術已在4口套管水平井成功應用,保障了大灣區塊套管井的順利投產,可為該類氣井的投產作業提供借鑒。

關鍵詞:普光氣田  大灣區塊  水平井  射孔  管柱  防卡  暫堵

四川盆地普光氣田大灣區塊套管水平井水平段長、摩阻大(水平段摩阻達到80 kN),射孔井段超長(最大射孔跨度l 215.5 m),射孔后卡槍風險大;屏蔽暫堵后篩管以下水平井段無法充分循環,導致暫堵劑、射孔彈碎片等在水平段殘留沉積,暫堵過程的濾失、固相顆粒等在炮眼附近堆積,都可能造成完井管柱下井過程中遇卡。為解決套管水平井防卡難題,保障完井投產施工安全順利開展,在深入分析水平井管柱阻卡因素基礎上[1-2],通過改進井筒處理技術、優化射孔暫堵工藝,為大灣套管水平井管柱防卡探索出了一條途徑。

1 大灣套管水平井管柱遇卡原因分析

1)水平段長,射孔跨度大,射孔后大量彈片碎屑在水平段沉積,并與暫堵漿混雜形成膠凝物,黏附在套管壁、射孔毛刺上,極大地增加了管柱起下摩阻,導致射孔及完井管柱遇卡。

2)屏蔽暫堵后,射孔槍篩管以下水平段無法建立循環,多余暫堵漿無法排出而在水平段沉積,暫堵過程的濾失、固相顆粒等在炮眼附近堆積,都對完井管柱的下入造成極大阻卡。

3)大灣套管水平井主要采用分段酸壓-完井一體化[3]生產管柱,工具多、直徑大、管柱結構復雜。在完井管柱下井過程中,井壁殘留物、射孔碎屑、暫堵漿等雜質極易對大直徑工具造成阻卡,甚至導致封隔器中途坐封。

2 套管水平井井筒處理技術

根據井筒條件及射孔、完井管柱下井要求,在常規通井、刮削基礎上,增加井筒酸浸及射孔后刮削、模擬通井等工藝措施。

2.1 井筒酸浸

2.1.1 井筒酸浸井段選擇

酸浸能有效清洗管壁殘留的同井水泥等雜質,提高管壁光潔性。鑒于封隔器坐封位置上部井段井斜較小,管柱起下過程摩阻小、阻卡風險小,因此,選擇射孔至永久封隔器坐封的重點井段進行酸浸施丁,既保障射孔段井壁光潔,降低起下管柱阻卡風險,還能提高封隔器坐封效果。

2.1.2 酸浸工藝

根據酸浸工藝要求,同時兼顧管柱的腐蝕防護,酸液以土酸為主劑,加入合適添加劑配制而成。酸浸采取正替反洗工藝。正替井底回壓小,酸液在油套環空中上返速度慢,充分溶蝕管壁雜物;反洗井底回壓大,對套管壁上臟物的沖洗力度大,能充分排除殘酸,提高井筒處理效果。在酸浸過程中多次上提下放活動管柱,酸浸后大排量反洗井,提高酸浸效果,充分排出殘酸及雜質,能一定程度上防止酸浸過程雜質沉積阻卡管柱。

2.2 射孔后刮削、模擬通井

為降低射孔毛刺對完井管柱造成的阻卡,在射孔后井筒處理工藝上,增加套管刮削和模擬通井作業。通過刮削處理,清理炮眼毛刺,保證井眼暢通;采用“模擬封隔器”模擬通井,保障大直徑封隔器順利下井,防止完井管柱下井阻卡。

3 暫堵工藝優化

屏蔽暫堵后篩管以下水平段無法充分循環造成暫堵劑、射孔彈碎片等殘留沉積,暫堵過程的濾失、固相顆粒等在炮眼附近堆積,是造成完井管柱下井遇卡的重要原因。為降低暫堵劑卡管柱的影響,對暫堵劑性能進行改進,并優化暫堵工藝。

3.1 暫堵劑改進

根據普光氣田儲層物性及暫堵工藝要求,暫堵劑通常以現場壓井液作為攜帶液,以NFJ為主劑,優選耐溫、高強度、酸溶性剛性骨架填充材料配制。由于大灣套管水平井射孔段超長,為減輕暫堵劑沉積對管柱的阻卡,一方面暫堵劑中添加纖維類提黏切劑,在滿足泵送要求的前提下,能提高暫堵漿的懸浮穩定性,有助于暫堵漿分散均勻,減緩暫堵漿沉積;另一方面使用可降解的有機暫堵劑,降解后固相含量低;在配制暫堵劑時,還根據儲層特征優選暫堵劑粒徑組成。在保證暫堵效果的同時,盡量減小暫堵劑沉積造成的管柱阻卡風險。

3.2 暫堵工藝優化

暫堵工藝實施過程中[4],若先替入暫堵劑再上提管柱循環,由于射孔段超長,替入暫堵劑后摩阻增大,可能造成射孔管柱因黏卡而無法順利起出。為保障射孔管柱起下安全,兼顧暫堵工藝效果,優化采用射孔后提槍暫堵工藝,將射孔管串提離水平段后再進行暫堵、循環洗井排出多余暫堵漿。采用這種工藝暫堵,水平段上部暫堵劑通過循環洗井排出,不會對射孔管柱造成阻卡;篩管以下水平井段即使無法充分循環,發生暫堵劑沉積、或暫堵過程濾失、固相顆粒等在炮眼附近堆積,一方面不會對水平段上部射孔管柱造成阻卡,另一方面,有機暫堵劑可降解,固相含量低,對后期完井管柱的阻卡影響小。兇此,通過改進暫堵劑性能,采取提槍暫堵工藝,能有效降低暫堵過程中射孔、完井管柱的阻卡風險。

4 現場應用情況

在大灣套管水平井完井投產過程中,通過改進酸浸、暫堵工藝,運用有機暫堵劑等,形成了套管水平井管柱防卡系列技術,并在水平井完井投產中取得了良好效果。至20123月,大灣區塊已進行的4口套管水平井射孔、完井管柱均一次性下井成功,沒有出現管柱阻卡,為順利開展完井投產施工提供了重要保障。

5 結論

1)酸浸處理能有效清洗套管壁殘留的固井水泥等雜質,提高管壁光潔性,保證了射孔、完井管柱順利下井、封隔器有效坐封。

2)使用有機暫堵劑,同時運用提槍暫堵工藝,能有效減少水平段暫堵劑的沉積及炮眼附近固相顆粒的堆積,減小了管柱阻卡風險。

 

參考文獻

[1] 孔凡群,王壽平,曾大乾.普光高含硫氣田開發關鍵技術[J].天然氣工業,201131(3)1-4.

[2] 孔凡群,張慶生,魏鯤鵬,等.普光高酸性氣田完井管柱設計[J].天然氣工業,201131(9)76-78.

[3] 張慶生,吳曉東,史曉貞,等.普光高含硫天然氣田完井方式探討[J].石油鉆采工藝,200931(1)99-101.

[4] 范小波,任生軍,丁潔茵,等.普光氣田超深水平井暫堵后防卡技術研究[J].石油鉆采工藝,20103284-87.

 

本文作者:張慶生 雷有為 魯俊 黨軍勝 姜鵬

作者單位:中國石化中原油田普光分公司天然氣技術管理部中國石化天然氣丁程項日管理部工程技術處 中國石化中原油田分公司采油工程技術研究院