南海西部小井眼完井关键技术优选及应用*

2015-06-23韦龙贵曾春珉许发宾

中国海上油气 2015年4期

关键词：防砂射孔管柱

韦龙贵张崇曾春珉许发宾

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江 524057)

南海西部小井眼完井关键技术优选及应用*

韦龙贵张崇曾春珉许发宾

(中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江 524057)

韦龙贵，张崇，曾春珉，等.南海西部小井眼完井关键技术优选及应用[J].中国海上油气，2015,27(4)：112-116.

Wei Longgui，Zhang Chong，Zeng Chunmin,et al.Optimization and application of key technology for slim hole completion in western South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2015,27(4):112-116.

南海西部；小井眼井；深穿透射孔；精密微孔复合滤砂管；防砂完井

4) 防砂管柱易被冲蚀破坏。由于射孔段较短、井眼小、地层产量大，同等产量规模条件下井内流体的高速流动会加剧对筛管的冲蚀破坏，对防砂筛管的强度要求较高[1]。

1 小井眼深穿透射孔技术优选

1.1 污染深度计算

根据文献[2]中的污染深度经验公式，即

Ld= 1/2Brw{ln[rw+2A(ΔrrLHT)1/2]-lnrw}

(1)

式(1)中：Ld为污染深度，cm；B为结构参数，B=1.291；rw为油井半径，cm；A为回归常数，A=0.064 76；rL为钻井液失水，mL；Δr为钻井液密度与地层压力转换为当量钻井液密度后数值之差，g/cm3;H为井深，m；T为钻井液浸泡时间，h。

通过计算得到该井污染深度Ld为223.78 mm，水泥环、套管壁厚与钻井污染深度之和为332.26 mm。

1.2 射孔弹的选择

射孔穿深是影响油井产能的一个重要因素，特别是在钻井液长期浸泡、潜在储层损害的油气井中[3]。当射孔弹的穿透深度超过污染带厚度时，油井产率一般会随着孔深的增加而增加，所以射孔时应尽可能地增加射孔穿深。但当射孔穿深达到一定深度后，孔密、相位、孔径等参数同样影响产能，因此必须针对不同的完井方式和储层特征进行射孔敏感性分析，优选射孔参数。

针对A5井的实际情况，为达到释放产能的目的，利用射孔敏感性分析软件计算射孔穿深。为最大限度增加射孔穿深，采用降低孔密和孔径等方式，突破尾管段固井水泥环，解除钻井液对储层的污染，提高该井的产能和产率比。根据相关射孔弹选择标准，选择弹型为SDP-3375-411NT3的深穿透射孔欧文弹(OWEN)，采用螺旋式布孔方式，其射孔参数见表1。

表1 南海西部某油田A5井射孔参数

1.3 穿透深度校正

射孔弹厂家公布的射孔弹性能数据为混凝土打靶数据，不代表井况条件下的穿透数据，因此必须对射孔弹穿深进行校正。SDP-3375-411NT3射孔弹API水泥靶穿深为883 mm，根据国内外相关经验，储层有效射孔弹穿深为API水泥靶穿深的70%左右，即为618 mm，初步判断可以有效穿透储层。同时结合该井实际情况，参考现代完井工程把API混凝土靶向贝雷砂岩靶转换，查转换图得到贝雷砂岩靶穿深为405mm。考虑枪与套管间隙δ对射孔弹穿深进行校正(最佳间隙为δ≤13 mm)，若δ为14～24 mm，应将射孔弹穿深数据乘以0.95；若δ≥25 mm，应将射孔弹穿深数据乘以0.95后再乘以0.95。考虑下井时间和井内温度对射孔弹穿深进行校正，若可能超过耐温、耐时范围，应将地面孔深乘以0.95～0.85。考虑射孔液静水压力对射孔弹穿深进行校正，目前国内室内岩心靶测试是在压力10.5 MPa条件下进行的，若井底压力小于 10.5 MPa，应将射孔弹穿深乘以1.05；若井底压力在10.5 ～25.0 MPa之间,应将射孔弹穿深乘以0.95；若井底压力大于25 MPa，应将射孔弹穿深数据乘以0.95后再乘以0.95。考虑产层套管级别和层数对射孔弹穿深进行校正，若为N80套管，应将射孔弹穿深乘以0.95；若为P110套管，应将射孔弹穿深乘以0.9；若为双层套管，应将射孔弹穿深乘以0.6[4]。

综合考虑以上因素，再考虑地层、岩心靶孔隙度的差别[2]，得出实际地层条件下的射孔弹穿深计算公式为

Lpf=LpB(φf/φB)1.5

(2)

代入A5井实际数据,得到井下理论穿透深度为379.51 mm；水泥环、套管壁厚与钻井污染深度之和为332.26 mm，可见这种小尺寸射孔枪选择弹型为SDP-3375-411NT3的深穿透射孔欧文弹能有效解除钻井液对地层的污染，达到有效沟通产层的目的。

1.4 射孔枪与套管匹配及强度分析

2 小井眼防砂技术优选

2.1 精密微孔复合滤砂管防砂技术选择

近年来发展了几种针对小井眼井的防砂工艺，其中应用最普遍的是人工井壁技术。该技术采用支撑剂、胶结剂等加工成胶结砂，用携砂液将胶结砂携送到井底，堆积到油层亏空部位及炮眼处固化后形成高强度人工井壁，但人工井壁受温度、压力等因素的影响较大，在地层环境下稳定性较差，防砂有效期短[8]。另一种是小井眼复合防砂技术[8]，该技术结合了化学防砂和机械防砂，预充填石英砂和树脂砂，待树脂砂固化后利用小井眼悬挂器下入防砂筛管，利用机械防砂结构形成二级挡砂屏障，在一定程度上减弱了气流和地层压力对人工井壁的冲击，但小井眼悬挂器研发投入试用较晚，且技术尚不成熟，下入过程中存在安全风险，在陆地油田也仅有少量应用，其施工程序较复杂、占用工时多，不适用于高成本的海上作业。

滤砂管防砂技术一般用于套管射孔完成井，其防砂机理是过滤和自然砂拱挡砂。滤砂管下入井中正对出砂层位，随地层液流进入井筒，地层砂粒被阻挡于滤砂管周围而形成自然砂拱，达到防砂目的[9]。作为一种新型滤砂管，精密微孔复合滤砂管具有较好的整体强度和抗变形能力，其渗透率高、防砂范围广，空隙度最高可达90%，适用于各种油层，可以有效地控制砂的粒径，过滤效率达99.5%。另外，由于精密微孔复合滤砂管外径小于同规格套管接箍，便于入井，适合小井眼井的防砂作业。

综合考虑防砂管柱的下入安全性和防砂效果，A5井采用精密微孔复合滤砂管防砂技术。精密微孔复合滤砂管实物和结构如图1、2所示。其中，基管为API标准套管或油管，具有通用性；侧流孔外保护套在作业过程中能很好地保护防砂过滤层，避免下井时防砂过滤层被刺破、刮坏，在生产过程中防止高速流体对防砂网的直接冲蚀破坏；防砂过滤层采用多层316 L不锈钢精密微孔复合防砂过滤层，抗破坏能力较强，过滤面积大，所有孔纵向上双层防砂，滤孔平均误差小于7 μm，流动阻力小，渗透率高，防堵塞能力强[10-11]。据估算，该滤砂管简易防砂技术表皮系数为-6～5,防砂精度可达120 μm。

图1 南海西部某油田A5井精密微孔复合滤砂管

图2 南海西部某油田A5井精密微孔复合滤砂管结构图

2.2 防砂筛管下入可行性分析

图3 南海西部某油田A5井防砂管柱送入时下放钩载数据图

3 现场施工与实施效果

3.1 施工过程

1) 井眼及现场准备。由于A5井完井管柱较复杂，连接工具较多，入井难度大，因此施工前对实际井眼轨迹及井径测量数据进行了完井管串可下入模拟分析计算，并根据计算结果设计了专用的通井短接和多种通井钻具组合，从而确保了管柱一次性安全入井。

2) 下入射孔管柱，射孔作业。下射孔管柱到位，保持上提状态坐卡瓦；电测校深，井口配长，配长后管柱误差0.035 m；连接放喷流程，加压点火。

5) 下入电泵生产管柱。

6) 拆井口，装采油树，座封过电缆封隔器。

7) 清井排液。

3.2 实施效果

4 结束语

[1] 林少宏,刘良跃,吴成浩，等.低压稠油出砂油田防砂完井方式的优选[J].中国海上油气(工程)，2002,14(1):40-45. Lin Shaohong,Liu Liangyue,Wu Chenghao,et al.Optimization of sand control for low pressure viscous oilfield [J].China Offshore Oil and Gas(Engineering)，2002,14(1):40-45

[2] 万仁溥.现代完井工程[M].北京：石油工业出版社，2008：173-217. Wan Renpu.Advanced well completion engineering[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2008:173-217

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[4] 国家发展和改革委员会.SY/T 6297.1—2004 油气井射孔器评价方法：第1部分：API推荐的射孔器评价方法[S].北京：石油工业出版社，2004. National Development and Reform Commission,PRC.Evaluation methods of well perforators：part 1：recommended practices for evaluation of perforator by API[S].Beijing:Petroleum Industry Press,2004

[5] 宁兵,黄莎.王庄油田郑41块稠油防砂工艺探索[J].中国石油和化工标准与质量,2012(增刊1):205-206. Ning Bing,Huang Sha.Sand control technique for Zheng 1 heavy oil block in Wangzhuang oilfield[J].China Petroleum and Chemical Standard and Quality,2012(S1):205-206

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[9] 赵峨松,陈娟琪.小井眼筛管悬挂器的研制与应用[J]石油钻采工艺,2012,34(3):119-120. Zhao Esong,Chen Juanqi.Development and application of sieve tube hanger in slim hole[J].Oil Drilling&Production Technology,2012,34(3):119-120

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[11] 雷齐松,李振,王海红，等.筛管完井工艺技术的应用[J].中国高新技术企业，2012(15):132-133. Lei Qisong,Li Zhen,Wang Haihong，et al.Application of screen completion process technology[J].China High-Tech Enterprises,2012(15):132-133.

(编辑：叶秋敏)

Optimization and application of key technology for slim hole completion in western South China Sea

Wei Longgui Zhang Chong Zeng Chunmin Xu Fabin

(ZhanjiangBranchofCNOOCLtd.,Zhanjiang,Guangdong524057,China)