涩北气田连续油管冲砂作业分析.pdf
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第 2 9 卷第 7 期 天然气工业 涩北气 田连续油管冲砂作业分析 胡 昌德 赵元才 包 慧涛 王善聪 1 ． 中国石油青海油 li t 公司采油气工艺处2 ． 中国石油青海油 田公司钻井处3 ． 中国石油青海油田公司天然气 开发公司 胡 昌德等． 涩北气 田连续油 管冲砂作 业分 析． 天然 气工业 ， 2 0 0 9 ， 2 9 ( 7 ) ： 8 5 — 8 8 ． 摘 要 涩北 气田生产 过程 中极 易 出砂 ， 要恢 复气 井正常 生产 ， 就 要将砂 冲 出来， 解放产 层 由于地层 压力 低 ， 常规冲砂方法容易使地层压漏 ， 返排 困难 ， 对 气层造成 严重 的污染 ， 达不 到提高 产量 的 目的在使 用连续 油管 进行 了1 0口井冲砂作业的基础上 ， 通 过对典 型井的分析 ， 认 为冲砂 作业成 功的关键 是合 理控 制冲砂排 量、 井 口油 压( 回压 ) 、 泵 液时间、 泵液量 、 冲砂速 度等 ， 使井 口油压、 液柱压 力、 砂柱压 力、 气柱压 力、 油管 与连 续油 管环 空间的 循环 阻力之和小于井底地层压力 ， 让 产层 中的天然 气不断地 流入 井筒， 达 到减少 地层 污染 的 目的。
实验 结果对今 后涩北气 田进行大规模 的连续油管冲砂作 业具 有指 导作 用 关键词 涩北气 田 连续油管 清砂 生产 能力 地 层压力 D0I ： 1 0 ． 3 7 8 7 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 — 0 9 7 6 ． 2 0 0 9 ． 0 7 ． 0 2 6 1涩 北 气 田 连 续 油 管 中 砂 完 成 情 况 接 进 薹 墨 嘉 2 0 0 5年在 4口直井 、 2 0 0 7年选 择 了 4 E l 水 平 井 外 ， 其 余井都有所 增加 2 0 0 7年 冲砂后 ， 1 I = 1 井生 产不 和 2口出水较多 、 有 出砂现象的直井 实施 了连续油 正常， 1口井复产不成功 ， 其余 4 E l 井产量有所 降低， 冲砂作业 ， 其效 果 见表 1 除地 层压力 比 2 0 0 5年更低外 ， 操作 上也存在 问题 表 1 涩北气 田连续油管冲砂效果对 比表 2 问题 探 讨 2 ． 1涩 北气 田的基 础数 据 涩北气 田生 产套 管外 径为 1 7 7 ． 8 mm， 内径 1 5 9 ． 4 ram； 油管外径为7 3 mm， 内径6 2 mm； 连续油管外径为 3 l _ 7 5 mm， 内径 2 7 ． 2 9 mm， 连续 油 管 长度 4 0 0 0 m； 气 层井 段 1 0 0 0 1 5 0 0 m， 钻 井 口袋 7 0 m左 右 。
2 ． 2理 论分 析 将砂 带 出地 面的条 件 为 ： t>2 v d 式 中 ： 为 冲 砂 液 的上 返 速 度 ， m／ s ； 为砂 粒 的 自 由下沉 速度 ， m／ s 作者简 介 ： 胡 昌德 ， 1 9 6 3年生 ， 工程师 ； 主要 从事 采气 工艺技 术管 理工 作地址 ： ( 7 3 6 2 0 2 ) 甘肃 省 敦煌 市七里 镇 1 3 8 9 3 7 1 1 3 0 5 E - ma i l ： h u c d q h @ p e t r o c h i n a ． C O rn． c n · 85 · 天然气工业 2 0 0 9 年 7 月 只要冲砂液的上返速度大于等于 2倍砂粒的 自 由下沉 速度 就能将 砂 冲到地 面 涩 北气 田地层 砂 颗 粒较小 ( 地层砂粒径 中值 0 ． 0 4 ～0 ． 0 7 ram) ， 从文献 [ 1 ] 查得石英砂在水中 自由下沉速度为 0 ． 0 2 ～0 ． 0 4 m／ s ， 如果按 0 ． 0 4 m／ s 计算 ， 可得保 证砂 粒上 返地 面 的最低 液流 上返 速度 为 ⋯ 一0 ． 0 8 m／ s E Z - 3 ~ 。
由此 可 得冲砂时可需要的最低排量为 ： Qm i 一 3 6 0 F · 式 中 ： Q i 为 冲砂 要 求 的 最 低 排 量 ， r n ／ h ； F为 截 面 积 ， IT I 连续 油管 冲砂 所需最 低 排量 及所 耗 时 间计 算 如 下所 示 F套 管 一 0 ．7 8 5( 套 管 一 D连 续 油 管 )一 0 ．7 8 5× ( 0 ． 1 5 9 4 一0 ． 0 3 1 7 5 ) 一0 ． 0 1 9 1 5 m F油 管 一 0 ．7 8 5( d油 管 一 D连 续 油 管 )： 0 ．7 8 5× ( 0． 0 6 2 2— 0． 0 31 7 5 )一 0． 0 0 2 2 IT I 一3 6 0 F· 一3 6 0 ×0 ． 0 1 9 1 5 ×0 ． 0 8 —0 ． 5 5 m3 ／ h 设砂 粒在 套管 内的上 升 速 度为 、 油 管 内 的上 升 速度 为 ， 得 s 1 = n．一 d 一 2 v d 一 d 一0 ． 0 4 m／ S 2 一Qm i ／ F油 管一0 ． 0 6 9 m／ s 设套 管段 长度 为 5 0 m， 井 深 为 1 5 0 0 m， 砂粒 从 井 底上 升 到 地 面 的 时 间 为 ： 井 深 ／ 砂 粒 上 升 速 度 一 6． 1 8 h。
常规 冲砂 所需 最 低排 量 及所 耗 时 间为 ： 5 2 ． 0 8 h ( 最 小排 量为 0 ． 4 5 IT I ／ h ) 计算 结 果 表 明 ， 常 规 冲砂 和连 续油 管 冲砂所 需 的排量都较小 ， 施工的时间都很长， 所 以实际施工时 采 用不压 漏地 层 的较大排 量进 行 冲砂 即 地> 液+P固+ 环 空 损 失+ 油 式 中 ： P 地为 井 底 地层 压 力 ， MP a ； P 液为 液 柱 形 成 的 压力 ， MP a ； P 目为 固体 即砂 粒 形成 的压力 ， MP a ； P 环 空 损 失 为油管和连续油管之间的循环压力降， MP a ； P 油为井 口油 压 ， MP a 2 ． 3 施工 分析 ( 以涩 4 — 5 井 为 例) 2 ． 3 ． 1 涩 4 — 5井基 本参数 产 层井 段 1 3 4 8 ． 2 ～ 1 3 8 5 ． 3 I T I ， 共 8个小 层 ， 有 效 厚度 1 2 ． 1 m， 人 工 井 底 1 5 1 3 IT I ， 砂 面 位 置 1 3 8 0 IT I ； 砂柱 长度 1 3 3 m( 1 5 1 3 ～1 3 8 0 m) ； 施 工排 量 1 8 5 L ／ rai n =1 1 ． 1 I T I 。
／ h 2 ． 3 ． 2施 工 过 程 施 工 过 程 详 见 连 续 油 管 冲 砂 试 验 施 工 记 录 ( 表 2 ) 1 ) 连 续油 管情况 安 装 、 试 压 、 探 砂 面后 ， 用 1 8 5 ～1 6 0 L ／ rai n排 量 向井 内 泵 液 ， 泵人 压 力 4 0 ～ 3 5 MP a ， 井 口用针 形词 控 制 ， 泵液 5 mi n ， 连续 油 管缓慢 从 1 3 3 5 I T I 下至 1 3 8 0 I I 1 ， 开始冲砂 ， 每冲 2 O r l l 砂 ， 上提 连续 油管 至 1 1 0 0 I I 1 ， 目的是将 冲 出的砂赶 至油 管 内 2 0 0 n l 以 上 ， 有 利 携 砂 ； 如 此 反 复 ， 一 直 到 人 工 井 底 1 5 1 3 I T I ， 冲 完后 ， 将 连 续 油管 缓 慢 起 到 井 深 表 2连续油 管冲砂试 验施 工记 录表 时间 连续 下深 油M P压a 出 口描述 备注 15： 2 5 1 5： 5 0 l 5： 5 5 1 6： 3 0 1 6： 4 0 16： 5 0 1 7： 0 0 1 7： 1 0 1 7： 2 0 1 7： 3 0 1 7： 4 O l 7： 5 0 1 8： 0 0 1 8： 1 O 1 8： 3 0 19： 00 19： 45 19： 5O 2 O： 55 1 85 1 85 18 5 18 5 16 O 16 O 16 O 见液 见砂 见 砂 稠砂 稠砂 稠砂 泡沫砂 泡 沫 砂 泡沫砂 泡沫砂 泡沫砂 泡沫砂 泡沫砂 泡沫砂 液 液 液 泵液 冲砂 防漏停泵 继 续泵注 防漏停泵 开 泵 上下活动管柱 改泵盐水 上提油管 施工完毕 · 8 6 · 2 5 O O O O O O O O O O O O O O O O O 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 O 0 O O O 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 8 6 6 6 6 O 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 ∞ ∞ ∞ 们 ∞ 弘 ∞ 0 5 5 5 O O O O O O O O O 5 O O O O O 站 鸲 ∞砌 舳 加 ∞ ∞ ∞m ∞ 勰 ∞ ∞ ∞ ∞ 0 l l l 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 第 2 9 卷第 7 期 天然气工业 2 0 0 m， 将大部分砂带出地面后 ， 又将连续油 管下至 井底 反复 冲 ， 直 到井 口返 出 的全 是 清水后 ， 再 循环 5 O mi n ， 上 提 连续油 管 ， 施 工 完毕 。
．2 ) 井 口情 况 开始 泵 液时 ， 针形 阀打 开 ， 泵 液 2 5 mi n ， 井 口见 液 ， 油 压从 1 0 ． 2 MP a 降 至 2 ． 5 MP a时 ， 将针形 阀全部开启 ， 压力马上 降到 0 MP a ， 5 mi n后 见 砂 ， 井 口段 流 ， 间 隔 时 间较 长 ， 分 析认 为 井 下 已发 生漏失 ， 停泵观察 ， 待井 口返 出排量较大 时， 开泵继 续 冲 砂 ， 后 井 口又 出 现 较 长 时 间 不 返 ， 停 泵 1 0 mi n 后 ， 又 重 新 开 始 冲 砂 ， 以 后 没 有 出 现 长 时 间 断 流 现象 3 ) 冲砂液 淡水 +增 黏 剂 +表 面 活性 剂 +防 膨 剂 2 ． 3 ． 3 施 工 分析 ． 选取 冲砂 至 1 4 3 5 m、 液体 返 到井 口时 的资 料进 行 分 析 2 ． 3 ． 3 ． 1 漏 失分 析 砂 面位 置 1 3 8 0 m， 油 管 下 深 1 3 3 5 m， 排 量 为 1 8 5 L ／ mi n ， 连续 油 管 深 度 1 4 3 5 m， 2 5 mi n井 口见 液 ， 井 口油压 2 ． 5 MP a 。
假 设 冲 砂 时砂 和液 体 的体 积 互相 抵 消 ， 即 冲 出 1 m 砂 ， 需 要 1 m液 填 充 ， 计 算 体积 时用砂 面位 置 以上计 算 ， 井 口针形 阀开 得 小 ， 达 不 到排 液 临 界 流 量 ， 井 内产 出 的气 滑 脱 后 从 井 口 排 出 ， 冲砂 时不 出水 和砂 砂 面 以上井 筒容 积为 ： V 一 ( 1 3 8 0— 1 3 3 5 ) F套 管+ 1。
