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连续油管工艺技术分析研究与应用

2021-12-11张耀华

油气·石油与天然气科学 2021年12期
关键词:工艺技术分析研究

摘要:相比常规修井作业,连续油管工艺技术具有不用压井、不用动井内管柱、节约成本及降低劳动强度等特点。本文在对连续油管作业类型分析基础上,以L油田为例,详细分析连续油管常用技术,即连续油管拖动水平井分段压裂技术、连续油管径向水力喷射射孔技术及连续油管注氮气排液技术,现场应用效果显著,可为同行提供借鉴经验。

关键词:连续油管;工艺技术;分析研究

1.前言

连续油管技术发展于二战期间,主要用于海底铺设管线运输石油,我国引进和使用连续油管作业技术始于20世纪70年代,主要在四川油田用于进行气井小型酸化、气举排液、冲砂清蜡等简单作业,取得一定成果,后逐步推广至大港油田、冀东油田、长庆油田,主要应用于修井、完井、钻井及测井施工中,大幅度提高工作效率,节约施工成本。本文以L油田为例,分析连续油管工艺技术类型及应用效果。

2.连续油管技术特点

相对常规修井作业,连续油管作业具有五方面特点,一是不用压井,直接作业;二是不用动井内管柱,保护生产油管;三是能完成一些常规方法施工难度大作业,比如水平井连续均匀酸化、大斜度井或水平井射孔等;四是能替代一些常规作业,施工效率及质量更高;五是节约成本,减少施工人员劳动强度,降低施工风险,安全可靠。

3.连续油管作业类型

连续油管作业类型主要有修井作业、永久性安装作业、非常规连续油管作业、钻井作业等四方面,其中修井作业分为泵注作业和机械性作业,具体见表1。

4.连续油管技术分析

4.1连续油管拖动分段压裂

连续油管拖动分段压裂技术主要用于水平井,可实现水平段分段压裂,其工艺管柱主要由连续油管接头、扶正器、水力喷射工具、反循环接头、封隔和锚定装置以及机械式套管接箍定位器等组成,具体压裂过程中分为以下几步,一是起出待压裂井生产管柱后,通井至人工井底;二是下入分段压裂工艺管柱,需要定位器进行校深,精确卡准封隔器卡封位置;三是对待压裂井段进行射孔;四是对射孔井段进行水力压裂,压裂成功后解封封隔器;五是利用连续油管车上提管柱,将封隔器坐封在第二个压裂井段底部进行压裂,如此循环,直至完成全部压裂设计井段。

L油田实施水平井连续油管拖动分段压裂25井次,有效23井次,措施有效率92.0%,平均单井日增油5.5吨,水平井日产油量是相邻直井2倍,阶段累增油3.2万吨,效果显著。但连续油管拖动分段压裂存在三方面技术限制条件;一是施工压力,连续油管内压最大强度为69.5MPa,对于井深、施工压力高井使用受限;二是施工排量,压裂液与管壁之间存在摩阻,导致排量减小,井越深、摩阻越大,影响排量越大;三是水力喷射喷嘴存在截流压差,连续施工易损坏,影响作业进度。

4.2连续油管径向水力喷射射孔

连续油管径向水力喷射射孔技术可以在油层任意深度和方位喷射多个长度100m以上的径向水平孔,类似于于分支水平井,提高油井储量控制范围及泄油面积,进而提高油井产能。

該工艺技术主要设备有连续油管车组、高压动力泵、连续油管、地面计算机监控设备、数据采集及处理装置以及相关井下工具等(导向、开窗、喷射工具等)。其中高压动力泵为动力液驱动设备,连续油管为工具输送管柱及入井动力液通道,油管作为连续油管入井通道,具体施工过程如下:

首先下入油管+定位短节+导向器管柱到预定位置,采用磁性定位+自然伽玛测井仪进行深度和方位校正,然后再下入连续油管+电动机+万向轴+钻井管串,利用连续油管传输流体驱动电动机,电动机带动钻头进行开窗作业。完成开窗后,起出开窗工具,下入连续油管带喷嘴管串至开窗孔后,启动高压动力泵对油层进行径向水力喷射射孔,直至达到设计径向深度。

L油田实施连续油管径向水力喷射射孔10井次,成功率100%,平均单井日产油10.5吨,阶段累增油3.8万吨。

4.3连续油管注氮气排液技术

油井射孔投产或压裂作业后,常规放喷难以排出井筒内残余压井液,可实施连续油管注氮气排液技术,利用液态氮气的膨胀能,将井筒内的压井液替出,降低井筒内液柱压力,达到诱喷排液目的,液氮注入方法可分为连续注入法和间歇注入法。

连续注入法是指连续油管从油套空间静液面位置开始,边下管柱边注氮排液,管柱下入速度一般控制在10~15m/min,氮气注入排量60~80L/min,主要优点为注入泵压低,且可控制地层产液压差,避免生产压差过大造成地层出砂或井底坍塌。

间歇注入法是将连续油管下至预定排液深度,氮气注入压力大于注入点上部液柱压力,确保氮气顺利注入,一般连续油管下入深度为生产管柱中部进行注氮,若无法自喷则下到生产管柱喇叭口处注氮排液,若不喷再下到射孔井段进行注氮排液。L油田现场应用80余井次,大幅度减少排液时间,提高油井生产时率。

5.结论

本文在对连续油管技术特点及作业类型分析基础上,以L油田为例,详细分析连续油管常用技术,即连续油管拖动水平井分段压裂技术、连续油管径向水力喷射射孔技术及连续油管注氮气排液技术,对技术原理及施工工艺进行介绍,现场应用效果显著。

参考文献:

[1]官永成.连续油管技术在井下作业中的应用现状与发展趋势探讨[J].化工管理.2016(23).

[2]马宇泽.萨北油田连续油管技术应用实践及发展[J].化工管理.2021(05).

作者简介:

张耀华,男,1969年7月出生于吉林省大安县,汉族,工程师,2009年毕业于中国石油大学,现于中国石油吉林油田公司英台采油厂从事钻修井作业工作。

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