深水气井的防砂和智能完井系统设计与施工

2020-01-14曹智季鹏刘勇郭磊中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津300451

化工管理 2020年35期

曹智季鹏刘勇郭磊(中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司，天津 300451)

0 引言

相较于海下油田开采而言，气田开采工作在深水当中，会面临着更大的挑战。由于海下气田气体藏埋较深，在进行后期作业的过程中，必须要确保能够将完井设计工作落实到位，这样才能够避免不良问题的发生。同时，在实际进行海下气田建设时，由于水下地质环境与陆上地质环境存在着较为明显的差异，使得气田开采会出现很多不可控因素。对此，为了确保完井工作的设计能够真正符合气田工作的开展，则必须要通过有效措施的应用，有效避免突发情况而带来的不良后果。

1 气田完井工作的开展现状

1.1 防砂技术优化气田完井工作

首先，套管内多层压裂填充技术实现了有效提高管道填充的效果，并且能够真正实现改变渗透率，以此就能有效以有机胶液作为存莎液来确保在实际建设时，可以提高自身的支撑效果，这样也能通过实际应用来有效确保自身的排液量可以优于传统施工工艺，这样就能在实际应用的过程中，既保证了自身的应用性能，又能够实现提高气田的采收率。

其次，水平井裸眼砂石填充技术的应用，能够真正实现在海洋开发时，节省平台建造的空间，并确保在进行气体资源收集时，能够利用水下作业的优势来提高自身的应用性能，进而也能够在一定程度内，真正做到利用排沙量工作的有效开展，来确保自身气体收集资源能力的有效提升[1]。

最后，一次多层防砂技术的应用，可以实现将一次封层的防砂层数提高到六层，而且其技术的核心内容就是通过对防砂管柱以及服务工具的结合使用来确保在进行应用的过程中，可以有效提高其防砂率，这样通过坐封就能实现提高自身的应用性，进而也可以使后续的填充工作更加顺利。在实际应用该技术时，它能够真正实现在应用的过程中，提高气体采集的效率，并且相较于传统的防砂工艺而言，其自身的密封性更高。这样也能够在进行试压试验的过程中，确保自身的一次性过关率，从而也能够在真正使用该技术时，既提高气体收集的效率，又能够为后续工作的开展做好保障工作。

1.2 射孔技术的应用提高实际建设的效率

负压射孔高能气体联压技术的应用，能够确保在实际进行开孔的过程中，提高孔洞的穿透率，而且也能够通过负压吸取来实现提高射孔的联通效果，这样就能确保在应用的过程中，提高管道的建设能力。而射孔大负压反连技术的应用，可以实现在底部钻井完成后，降低完井污染的现象，同时也能够解决由于疏松砂岩而导致的喷井问题发生。

1.3 应用储层保护技术，提高气体采集的安全性

压力控制完井液技术，可以通过高密度有机盐碱液和低密度固化水的共同应用来为完井请技术的应用创造更好的应用条件。同时，在实际进行井下施工的过程中，隐形酸完井液技术能够确保在进行气体收集时，保护气体流层的应用性能获得提升，更能够利用膨胀剂的添加，来确保完井工作技术的升级，可以实现促进储层改进作用的优化，这样也能确保在实际进行应用时，可以提高整体设备的应用的效率，而水力压裂技术，它能够实现对气体的有效收集，并通过合成试验来降低堵沙现象的出现。

1.4 智能完井技术提升完井技术应用效率

智能完井技术也被称为永久监测控制技术，它是一种多功能性的完井施工方式，并通过远程操作来实现对完整系统的有效控制，因此在进行实际应用的过程中，就可以通过连续工作来实现对内部的有效监测，并且也可以在进行气体采集时，对井下压力和环境参数进行有效确认，这也使得智能完井系统的应用，可以真正做到依据不同完井的需求来完成井下数据的采集，并通过数据分析系统来实现对该井口的产能进行预测，这样通过数据参数的调整，就能够保证其自动运行工作的开展，可以使内部工作更具平衡性。

与此同时，其自身的应用性能也能够实现提高气体收集率和采集效率，并真正利用自动化控制系统来实现提高所有设备的应用效果。由于其自动性较强，因此除了安装操作以外，并不需要较多的人力应用，这也能够在应用该技术时，可以大大缩减成本资金。除此以外，该技术也能够实现在气体运输时，将井下气体回收到陆地，并由陆地进行二次处理，这样通过委托处理也能够实现提高整体气田的管理水平。

2 深水气井的防砂和智能完井系统的设计

2.1 智能完井设计的主要内容

智能完井设计主要包括两个部分。

首先，软件部分要通过检查生成数据的实时监测功能来实现对分量层控制系统的有效把控，这样通过井下传感器的实时数据收集，再通过数据分析处理就能保证在进行开采过程中，确保工作的参数具有合理性，而且也能够实现通过阀套装置来确保气体产量的控制能力得以体现[2]。

其次，硬件设计则是要通过传感器以及井下数据的共同应用来确保信息传递时，可以提高传递的精准性，同时也能够利用地面控制台面来实现对井下数据进行优化和分析，这样利用决策功能的使用，就能够使气体采集工作的开展更具严密性。

2.2 防砂智能完井设计的要点

在防砂智能完井设计过程中，必须要确保整体设计操作的规范性，同时也要保证设备的应用能够符合水底的真实情况，这样才能够通过产业化的操作来避免后续问题的产生。但是，根据以往的施工经验来看，这类复杂完井在进行建设的过程中，常会由于设备质量不足和操作技术不佳而导致负面问题的发生。因此，这也使得在进行施工设计阶段中，必须确保能够针对水下情况进行全面探索，从而才能够在后续施工时，真正做到提高施工的质量。

2.3 设计工作需有关人员全程参与

在整个项目的设计阶段中，钻井单位以及监督单位人员必须全程参与其中，而且在进行实际建设时，海上人员和路上服务人员必须确保自身的职能能够得以发挥，这样才能通过对现场的有效调配，并确保在环境建设期间能够实现对综合系统的有效管控，才能够实现满足整体建设的周密性。

3 深水气井的防砂和智能完井系统的施工

3.1 水下采油树的施工

在水下采油树工作开展过程中，需要利用双重启动机钻井来实现对下水管铸铁进行建设，这样利用钻井隔水导管和防喷盒的应用，就能确保顶部驱动功能的有效发挥，这样在完成井口建设时，再通过灌注安装就能够实现提高整体设计的合理性。并且，管柱驱动工具在进行应用时，也可以连接钻杆驱动管，然后通过井下下置来实现提高自身的应用性能，这样就能够有效提高其自身的应用效果，并且在进行后续建设的过程中，也能够实现利用漏斗插入来确保管柱的中立性，这样进行套管应用也能够有效确保其自身的建设质量获得提升。

3.2 油层段以上的完井施工

上部完井在进行建设的过程中，需要应用防冻剂、油管悬挂器、地面控制器、注入管集以及井下安全阀的有效应用来确保智能完井系统在安装完毕后，可以提高整体运作的密闭性。同时，在进行完井系统安装的过程中，也需要对封隔器的组件进行确认，并将可回收器件与不可回收器件进行分别使用，毕竟二者之间有着严格意义上的施工方式不同。除此以外，针对传感器的中心管以及电缆传输工作而言，如果气井在下置过程中出现了单层水淹问题，则需要利用智能系统来实现关闭该层完井工作，而不是直接对其进行治理，因为这样会影响到其他层完井工作系统的运行，而且只要确保智能完井系统自身工作的独立性，也能够使出问题的完井在封闭后，不会影响其他完井的正常运作。完井控制法也是水下控制系统当中的液态控制法之一，能够实现在进行水下控制的过程中，利用电子模块来提高自身的应用性能。

3.3 油层段的完井施工

在实际应用智能完井时，由于分层控制需要多口智能完井系统的共同应用，这也使得在实际操作的过程中，针对油层段完井的整操作而言，必须将不使用的井口进行重新清洗，然后通过防沙措施的使用来实现提高其后续的应用性能。对此，在清洁完井点=眼后，可以先通过油管传输来提升其正射孔技术的应用性能，如果射孔完毕之后并没有产生喷井效应，说明其内部疏松砂岩所使用的正压射孔比负压射孔工作更为牢靠，而且也不会带来更多的风险因素。对此，在射孔完毕之后，就可以利用深部储层下部的压裂填沙工具来实现灌浆处理，这样就能确保在应用完毕后，利用层间封隔器来实现堵塞管道，这时再利用填入碳酸钙或者是大颗粒沙来实现堵塞射孔碎片，再通过后续处理也能够实现对其进行有效封层[3]。针对上部油层段而言，也可以采用相同的射孔方式，并取下可取的堵塞器，这样也能够利用多层层封装置的应用，来实现压裂填砂，这样也能够实现提高其整体的应用完整性。

3.4 井口放喷作业

在完成坐封工作后，由于间隔阀自身是打开状态，这也使得流体从井中流出后，会进入钻机的临时装置内，因此如果无法确保清洗工作的完整运行，也会导致整体装置出现失效问题。同时，由于智能完井控制的单层控制阀在同一层中，可以自由选择开采气体的位置，这也使得在选择封堵时，可以针对不同位置进行有效控制。对此，在出现问题时，针对井口后续的相关工作而言，也可以利用井下压力阀和数据的监测来实现提高其自身的应用安全性，并且水下完井管柱与地面管柱具有一致性，因此在运转的过程中，利用工具连接也能够起到断隔的作用。此外，由于高产气井所喷出的气体在进入双管悬浮台时，会由于平台储存气体过多而产生安全问题，所以一旦平台出现位移，使就代表着气井将会失去控制作用，而这也需要通过紧急预案工作的实施来确保喷井工作的开展更具严谨性。