油井出砂是影響安全生產的重要因素。多年來,防砂技術得到了迅猛發展,各類防砂篩管層出不窮,Darcy、Interwell等公司均具有此類優質技術。
來自 | Darcy等
編譯 | Leia
疏松地層出砂是采油、采氣過程中經常遇到的問題,其危害十分嚴重:油氣井油層出砂可能導致儲層砂埋、油管砂堵、管匯砂堵及儲油罐砂積等,造成油氣井停產作業;自噴井出砂時,流體攜帶的砂磨蝕刺壞油管、油嘴和采油樹閥門等地面設備;抽油氣井出砂將加速柱塞、泵閥、工作筒等部件的磨損,或造成卡泵斷脫等事故;油氣井出砂嚴重會導致儲層出現洞穴及坍塌,造成套管損壞,甚至油氣井報廢。因此防止油氣井出砂對于油氣井安全快速生產十分重要。
Darcy公司近期推出的新型耐久性液壓篩管工藝突破了傳統防砂工藝的部分局限性,形成了新的技術優勢,改善了系統的兼容性,有效提高了操作效率和防砂效果,能更好的應對油井出砂。此技術在挪威國家石油公司的應用取得了良好效果,新工藝與傳統的防砂工藝相比,適用范圍更加廣泛,能夠有效簡化操作流程,節省作業時間和人工成本。
耐久性液壓篩管系統的安裝不再需要泵送順應性材料和相關的流體,簡化了完井程序,減少了安裝時間和現場人員需求,并將操作風險和非生產時間降到最低。
液壓篩管系統消除了篩管和裸眼間的環形空間。獨特的激活裝置使系統徑向延伸直到符合井眼幾何形狀,最終在壓力作用下保證有效的井筒支撐。
該系統有選擇性的固定在堅硬的或欲下入的中心管上,與整體的閥門排列共同作用,從而為特定的項目提供其所需要的功能。結果顯示,該裝置在井的生產周期內明顯提高了支撐地應力的能力。
應用案例
液壓篩管在挪威國家石油公司的Statfjord油田成功應用后,引起了業界的廣泛關注。
該系統的無泵防砂大大提高了操作效率并簡化了流程并精減后勤部門,從而節約了作業時間和成本。在業界首次采用的液壓技術,能夠極容易地在地面完成激活操作,從而為需要花費大量時間和集中作業的礫石充填方式提供了另一種選擇。
該技術的作業實施不像礫石充填作業需要專業的泵注作業隊和其他的井下工具。同常規完井工具配合使用,節省運輸效率和空間。在Statfjord油田的作業案例中,僅需要兩名Darcy公司的工程師到場安裝并實施液壓篩管的激活作業,且整體工具下放時間不到10小時。
Interwell公司的3M陶瓷防砂篩管采用更加耐磨的陶瓷材料,以兩倍于金屬篩管的剛性和十倍于金屬篩管的硬度,延長了設備使用周期,減少油藏壓力損失,增加產量。同時,3M陶瓷防砂篩管易于安裝、易于下入,可用于新井或老井,是特殊環境下防砂篩管的不二選擇。
與金屬材料相比,3M陶瓷防砂篩管具有更高的耐磨級別,極大減弱了地下油藏惡劣條件下篩管的磨損程度。
在砂粒膠結不好、出砂風險較高的疏松地層中,3M陶瓷防砂篩管非常有效。對于大多數現有的井來說,將該篩管進行改裝后都可以適用。該篩管可以有以下幾種用途:過油管陶瓷防砂篩管、獨立陶瓷防砂篩管和滑套保護器。3M陶瓷防砂篩管可以順利通過具有狗腿度的井段,甚至起出后都不會損壞陶瓷環。
Interwell公司做了大量陶瓷環和間距設計的模擬,并進行了一系列的流動測試。實驗結果與理論分析結果完全一致:即使液體流速變化幅度較大,3M陶瓷防砂篩管的壓力損失始終保持在較低范圍。
Alternate Path篩管是一種能夠提高大位移井或水平井礫石充填率(可確保100%礫石充填)的特殊篩管。Alternate Path防砂采用分流管和噴嘴作為旁通,當進行礫石充填或壓裂充填時如果遇到砂橋可從分流管通過,并對環空進行充填。
OptiPac Alternate Path裸眼礫石充填技術能夠滿足油藏的特點,適用于各類礫石充填井。UltiPac Alternate Path大位移礫石充填篩管具有獨特的分流管,能夠降低摩阻,將礫石充填的長度增加至1829m,每個篩管都有6個傳輸管,3個充填管,篩管有繞絲保護,以便在篩管下入的時候能夠充分旋轉。
UltiPac篩管設計為圓形,可以減少摩擦損失,增加礫石充填段的長度,這一設計可將額定壓力為6500Psi的礫石充填段延長至6,000 ft。
UltiPac篩管配合封隔器可以實現單趟多層礫石充填作業,使用該封隔器進行層間隔離能夠從以下幾方面優化井身設計:封隔器在最初就可以借助盲嘴跨過水層和氣層;在生產周期內,它們可以關閉水侵或氣侵超過允許范圍的層位;可以通過圓滑孔眼、密封件和滑套配合使用,實現對油層的選擇性開采。
適用范圍
1.陸地或海上的大位移裸眼井:
(1)礫石充填;
(2)油層封隔;
(3)下放封隔器,進行礫石充填作業。
2.含有高滲透率的漏失層、容易出現砂橋的井。
油氣生產中出砂屬于常見的一種現象,有效避免出砂對于提升出油率有著重要的影響意義。因此,識別出砂危害、把握技術動向、分析技術趨勢顯得尤為重要。
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