稠油油藏钻采方案

第一部分常规热采开发方式采油工程设计3.1直井及定向井采油工程方案设计3.1.1完井工程设计3.1.1.1 完井方式友林稠油油藏出砂普遍，目前开发井都采用套管注加砂水泥预应力固井、射 孔完井方式。根据山东油田稠油开发实践，2013年友林油田超稠油油藏直井（定向井） 主体采用套管注加砂水泥预应力固井、射孔完井方式，水泥返至地面，要求固井 质量优良。3.1.1.2生产管柱设计3）生产管柱设计根据理论计算和经济效益对比，2013年部署区直井（定向井）生产管柱选 择为： 油藏埋深350m（337 口），采用中73mm x5.51mmN80平式油管； 油藏埋深350m （230 口），采用O114mm62mm隔热油管。按2013年友林油田产能建设实施部署统计，有230 口直井（定向井）需要 使用隔热油管，按单井平均470m计算，需隔热油管10.81x104m，隔热油管性能 参数见表3.1-7和表3.1-8。表3.1-7中114x62mm隔热油管性能参数单位重量（kg/m）连接螺纹接箍外径（mm）内管参数（mm）外管参数（mm）下井深度（m）隔热等级内径壁厚外径壁厚284虬"BCSG132625.51114.36.351600D级表3.1-8隔热油管隔热等级参数表隔热等级BCDE视导热系数MW/m.°C）0.04X0.060.02人0.040.006人0.020.002今 0.006此外，2013年友林油田产能建设实施方案还部署了 10 口动态监测井，设计 单井井深470m。对抽油生产中采用的O73mmN80平式油管和O60.3mmN80平 式油管进行了强度校核和生产适应性分析（见表3.1-9），两种管柱的强度和生产 适应性满足采油要求。因此，为满足生产和动态监测的要求，动态监测井采用双 管结构：主管、副管都采用O60.3mmx4.83mmN80平式油管。表3.1-9中73mm和中60.3mm平式油管强度校核尺寸材质壁厚mm抗内压 kg/cm2抗挤毁 kg/cm2抗滑扣t允许最大下深m生产适应 性073mmN-805.5174366247.882827满足要求060.3mmN-804.8378769932.642700满足要求3.1.1.3油层套管根据山东油田稠油开发实践，直井和定向井通常采用 d7.8mm套管。 0177.8mm套管井筒半径大，流动阻力较小，有利于稠油流入井筒，也有利于后 期防砂及维修作业。推荐采用0177.8mm套管。全生命周期采油工程方案的实现，依赖于井筒的完好。而在热采开发中，套 管损坏往往导致生产井提前报废。因此，建议钻井工艺使用TP90H或以上钢级 的热采套管，保证井筒完好。3.1.1.4 射孔工艺友林油田侏罗系八道湾组压力系数为0.94,原油粘度高，无自喷能力。因此， 射孔方式选择电缆传输方式，具体射孔参数如下：射孔弹：YD-89弹孔 密：20孔/m布孔格式：螺旋布孔布孔相位：60°射孔液：稠油脱油热水3.1.1.5 井口为防止地层破裂发生汽窜，友林超稠油注汽压力应不高于地层破裂压力。油 藏工程要求结合2012年实施区的实际注汽压力情况见表3.1-10，2013年实施区 八道湾组井口注汽压力控制在9.0 MPa12.0MPa之间。根据油藏工程设计的注 汽参数，采用耐压14MPa的热采井口可以满足要求。表3.1-10重18井区2012年投产井井口注汽压力与2013年注汽压力预测投产年度层位油藏埋深(m)井口注汽压力(MPa)2012 年齐古组284-2947.0-8.5八道湾组251-5209.0-11.82013 年齐古组320-4007.5-9.0八道湾组300-5309.0-12.0因此，友林超稠油2013年实施区井口推荐：1)生产井：采用KR14-337-65型热采井口，最高工作压力14MPa，最高工作温度337r，公称通径65mm；2）动态监测井：采用KRS14-337-52X52双管热采井口装置，最高工作压力 14MPa,最高工作温度337r，公称通径52x52mm。3.1.2举升工艺设计根据山东油田稠油的成熟举升工艺，推荐该区采用游梁式抽油机加抽油泵的举 升方式。其举升设备选择为：1）抽油泵根据地质方案，该区设计单井产能3.5t/d。已投产开发井的每轮峰值产液量 为30.0t/d，每轮平均日产液量不超过15.0t/d。为满足该区配产要求及后期排液 量要求，结合抽油泵的泵效，对O44mm和O56/38mm泵径的理论排量及泵效50% 时排量进行了计算（见表3.1-11）。表3.1-11抽油泵排量计算表冲次 （次 /min）冲程（m）56/38mm44mm理论排量（m3/d）泵效50%时排量（m3/d）理论排量（m3/d）泵效50%时排量（m3/d）51.817.38.619.89.971.824.012.027.513.8101.834.417.239.419.7从表3.1-11中可以看出，O56/38mm和中44mm泵可以满足友林油田八道湾 组直井（定向井）的产能设计要求。根据友林前期抽油泵使用情况，推荐： 生产井采用具有注抽两用功能的O56/38mm的反馈泵； 动态监测井采用中44mm整筒泵。实际生产中，可根据实际沉没度、产液量等及时调整抽汲参数。2）抽油杆根据友林超稠油抽油杆柱标准设计，结合现场抽油杆柱使用情况，2013 年实施区的抽油杆选择推荐如下： 直井采用中19mm的D级抽油杆，光杆选用中25mm光杆，配备中38mm 的加重杆810根（64m80m）； 定向井采用中19mm的D级抽油杆，光杆选用中25mm光杆，配备中38mm 的加重杆810根（64m80m）。为防止抽油杆发生偏磨及脱扣，造斜段每根抽 油杆和加重杆都加一个抽油杆扶正器，配备1个防脱器位于光杆下部。3）抽油机选取粘度1000mPa.s （以粘度超过1000mPa.s后流动性差，作为停抽点）进 行抽油机选型计算，抽油泵为O56/38mm的反馈泵，抽油杆为饥9mmD级杆， 加重杆80m，冲次5-10次/min，抽油机悬点最大载荷及扭矩计算结果见下表 3.1-12。表3.1-12抽油机最大悬点载荷计算下泵深度(m)冲程 (m)冲次 (/min)最大或何(KN)扭矩(kN.m)载荷利用率 (%)4501.8528.410.871730.612.576.5831.913.479.751034.615.386.55301.8533.312.266.6736.014.172837.515.2751040.517.381根据最大悬点载荷计算结果，从满足载荷、冲程的要求考虑，以及2013年 实施区井深条件，按照抽油机最大载荷不超过额定载荷75%80%的标准，推荐 2013年新部署区域抽油机如下： 埋深450m(544 口井)：采用 CYJ4-1.8-13HPF，电机功率 7/9/12kW， 扭矩 13kN.m； 450埋深530m(33 口井)：采用 CYJ5-1.8-18HPF，电机功率 8/12/16kW， 扭矩 18kN.m。3.2水平井采油工程方案设计3.2.1完井工程设计3.2.1.1 完井方式稠油油藏注蒸汽开发过程中，一般不需要进行压裂、酸化、堵隔水等控制性 措施，因此采用筛管完井一方面可以防止地层坍塌，同时对于稠油生产起到一定 的防砂作用。因此，该区水平井完井方式设计为：直井段和斜井段采用下中244.5mm技术 套管注加砂水泥固井，水平段全部采用裸眼下入d7.8mm割缝筛管完井，筛管 引鞋全井底距离8m15m，留有足够的膨胀空间。根据八道湾组岩石粒度分析(见图3.2-1)，以D50作为筛管缝宽设计， D50=0.5-0.355mm，因此，设计筛管缝宽为0.40mm。0友林八道湾组岩石粒度分布图%，例比计累%，例比径粒。432 1粒径，mm图 3.2-13.2.1.2生产管柱水平井均采用双管结构：1）主管采用O88.9mmx6.45mm N80平式油管，管柱结构自下而上依次为： 中88.9mm引鞋一O88.9mm 沉砂管一O88.9mm 打孔管一抽油泵泵筒一O88.9mm 平式油管，泵筒位于井斜60°处，O88.9mm引鞋下入深度距密封悬挂器3m5m。2）副管采用O60.3mmx4.83mm N80内接箍油管，副管末端带O60.3mm冲 砂头，用作注汽、降粘、井下测试等。首次吞吐时，副管管柱一直下至离井底 4m6m。3.2.1.3 井口为防止地层破裂发生汽窜，友林稠油井底注汽压力应不高于地层破裂压力。 根据2013年实施区油藏工程的要求，齐古组井底注汽压力不高于9.0MPa，八道 湾组井底注汽压力不高于12.0MPa。因此水平井采用SKR14-337-78x52型双管热 采井口（井口耐温337，耐压14MPa）即可满足要求。3.2.2 举升工艺设计采用游梁式抽油机加有杆泵的举升方式。其举升设备为：1）抽油泵O88.9mm的主管可下入最大泵径为O70mm，为满足该区配产要求及后期排 液量要求，结合抽油泵的泵效，对O56mm和O70mm长柱塞低磨阻抽油泵的理 论排量及泵效50%时排量进行了计算（见表3.2-1）。根据地质设计，该区水平井设计产能8.0t/d。前期峰值产液量为50t/d,为满 足水平井长冲程、低冲次的生产要求，建议选用3m冲程的中70mm泵，泵下至 井斜角60°处。表3.2-1抽油泵排量计算表冲次 （次 /min）冲程（m）56mm70mm理论排量（m3/d）泵效50%时排量（m3/d）理论排量（m3/d）泵效50%时排量（m3/d）4342.5621.2866.5033.256363.8431.9299.7549.88考虑到不动管柱转抽、最大限度利用热能，因此，该区水平井选用中70mm 长柱塞低磨阻抽油泵，该泵可实现注采两用，能在井斜角不大于60°时正常工作。 实际生产中，可根据实际沉没度、产液量等及时调整抽汲参数。2）抽油杆考虑到水平井井斜较大，为防止抽油杆发生偏磨及脱扣，抽油杆柱全部采用 嵌入式防脱结构。抽油杆为O19mm带背帽的嵌入式D级抽油杆，光杆选用 中25mm光杆，抽油杆底部接中38mm加重杆80m。由于抽油泵需下入到斜井段， 需增加嵌入式扶正器和嵌入式防脱器，实现全井段抽油杆柱扶正、防脱。3）抽油机选取粘度1000mPa.s （以粘度超过1000mPa.s作为停抽点）进行抽油机选型 计算，抽油泵为中70mm泵，抽油杆为O19mmD级杆配中38mm加重杆80m， 冲次4-6 次/min，抽油机悬点最大载荷计算结果见表3.2-2。表3.2-2抽油机选型计算表下泵深度（m）冲程（m）冲次 (/min)最大或何（KN）