韋龍貴 張 崇 曾春珉 許發(fā)賓

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057)

南海西部小井眼完井關鍵技術優(yōu)選及應用*

韋龍貴 張 崇 曾春珉 許發(fā)賓

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司 廣東湛江 524057)

韋龍貴，張崇，曾春珉，等.南海西部小井眼完井關鍵技術優(yōu)選及應用[J].中國海上油氣，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；精密微孔復合濾砂管；防砂完井

4) 防砂管柱易被沖蝕破壞。由于射孔段較短、井眼小、地層產量大，同等產量規(guī)模條件下井內流體的高速流動會加劇對篩管的沖蝕破壞，對防砂篩管的強度要求較高[1]。

1 小井眼深穿透射孔技術優(yōu)選

1.1 污染深度計算

根據(jù)文獻[2]中的污染深度經驗公式，即

Ld= 1/2Brw{ln[rw+2A(ΔrrLHT)1/2]-lnrw}

(1)

式(1)中：Ld為污染深度，cm；B為結構參數(shù)，B=1.291；rw為油井半徑，cm；A為回歸常數(shù)，A=0.064 76；rL為鉆井液失水，mL；Δr為鉆井液密度與地層壓力轉換為當量鉆井液密度后數(shù)值之差，g/cm3;H為井深，m；T為鉆井液浸泡時間，h。

通過計算得到該井污染深度Ld為223.78 mm，水泥環(huán)、套管壁厚與鉆井污染深度之和為332.26 mm。

1.2 射孔彈的選擇

射孔穿深是影響油井產能的一個重要因素，特別是在鉆井液長期浸泡、潛在儲層損害的油氣井中[3]。當射孔彈的穿透深度超過污染帶厚度時，油井產率一般會隨著孔深的增加而增加，所以射孔時應盡可能地增加射孔穿深。但當射孔穿深達到一定深度后，孔密、相位、孔徑等參數(shù)同樣影響產能，因此必須針對不同的完井方式和儲層特征進行射孔敏感性分析，優(yōu)選射孔參數(shù)。

針對A5井的實際情況，為達到釋放產能的目的，利用射孔敏感性分析軟件計算射孔穿深。為最大限度增加射孔穿深，采用降低孔密和孔徑等方式，突破尾管段固井水泥環(huán)，解除鉆井液對儲層的污染，提高該井的產能和產率比。根據(jù)相關射孔彈選擇標準，選擇彈型為SDP-3375-411NT3的深穿透射孔歐文彈(OWEN)，采用螺旋式布孔方式，其射孔參數(shù)見表1。

表1 南海西部某油田A5井射孔參數(shù)

1.3 穿透深度校正

射孔彈廠家公布的射孔彈性能數(shù)據(jù)為混凝土打靶數(shù)據(jù)，不代表井況條件下的穿透數(shù)據(jù)，因此必須對射孔彈穿深進行校正。SDP-3375-411NT3射孔彈API水泥靶穿深為883 mm，根據(jù)國內外相關經驗，儲層有效射孔彈穿深為API水泥靶穿深的70%左右，即為618 mm，初步判斷可以有效穿透儲層。同時結合該井實際情況，參考現(xiàn)代完井工程把API混凝土靶向貝雷砂巖靶轉換，查轉換圖得到貝雷砂巖靶穿深為405mm。考慮槍與套管間隙δ對射孔彈穿深進行校正(最佳間隙為δ≤13 mm)，若δ為14～24 mm，應將射孔彈穿深數(shù)據(jù)乘以0.95；若δ≥25 mm，應將射孔彈穿深數(shù)據(jù)乘以0.95后再乘以0.95。考慮下井時間和井內溫度對射孔彈穿深進行校正，若可能超過耐溫、耐時范圍，應將地面孔深乘以0.95～0.85。考慮射孔液靜水壓力對射孔彈穿深進行校正，目前國內室內巖心靶測試是在壓力10.5 MPa條件下進行的，若井底壓力小于 10.5 MPa，應將射孔彈穿深乘以1.05；若井底壓力在10.5 ～25.0 MPa之間,應將射孔彈穿深乘以0.95；若井底壓力大于25 MPa，應將射孔彈穿深數(shù)據(jù)乘以0.95后再乘以0.95?？紤]產層套管級別和層數(shù)對射孔彈穿深進行校正，若為N80套管，應將射孔彈穿深乘以0.95；若為P110套管，應將射孔彈穿深乘以0.9；若為雙層套管，應將射孔彈穿深乘以0.6[4]。

綜合考慮以上因素，再考慮地層、巖心靶孔隙度的差別[2]，得出實際地層條件下的射孔彈穿深計算公式為

Lpf=LpB(φf/φB)1.5

(2)

代入A5井實際數(shù)據(jù),得到井下理論穿透深度為379.51 mm；水泥環(huán)、套管壁厚與鉆井污染深度之和為332.26 mm，可見這種小尺寸射孔槍選擇彈型為SDP-3375-411NT3的深穿透射孔歐文彈能有效解除鉆井液對地層的污染，達到有效溝通產層的目的。

1.4 射孔槍與套管匹配及強度分析

2 小井眼防砂技術優(yōu)選

2.1 精密微孔復合濾砂管防砂技術選擇

近年來發(fā)展了幾種針對小井眼井的防砂工藝，其中應用最普遍的是人工井壁技術。該技術采用支撐劑、膠結劑等加工成膠結砂，用攜砂液將膠結砂攜送到井底，堆積到油層虧空部位及炮眼處固化后形成高強度人工井壁，但人工井壁受溫度、壓力等因素的影響較大，在地層環(huán)境下穩(wěn)定性較差，防砂有效期短[8]。另一種是小井眼復合防砂技術[8]，該技術結合了化學防砂和機械防砂，預充填石英砂和樹脂砂，待樹脂砂固化后利用小井眼懸掛器下入防砂篩管，利用機械防砂結構形成二級擋砂屏障，在一定程度上減弱了氣流和地層壓力對人工井壁的沖擊，但小井眼懸掛器研發(fā)投入試用較晚，且技術尚不成熟，下入過程中存在安全風險，在陸地油田也僅有少量應用，其施工程序較復雜、占用工時多，不適用于高成本的海上作業(yè)。

濾砂管防砂技術一般用于套管射孔完成井，其防砂機理是過濾和自然砂拱擋砂。濾砂管下入井中正對出砂層位，隨地層液流進入井筒，地層砂粒被阻擋于濾砂管周圍而形成自然砂拱，達到防砂目的[9]。作為一種新型濾砂管，精密微孔復合濾砂管具有較好的整體強度和抗變形能力，其滲透率高、防砂范圍廣，空隙度最高可達90%，適用于各種油層，可以有效地控制砂的粒徑，過濾效率達99.5%。另外，由于精密微孔復合濾砂管外徑小于同規(guī)格套管接箍，便于入井，適合小井眼井的防砂作業(yè)。

綜合考慮防砂管柱的下入安全性和防砂效果，A5井采用精密微孔復合濾砂管防砂技術。精密微孔復合濾砂管實物和結構如圖1、2所示。其中，基管為API標準套管或油管，具有通用性；側流孔外保護套在作業(yè)過程中能很好地保護防砂過濾層，避免下井時防砂過濾層被刺破、刮壞，在生產過程中防止高速流體對防砂網(wǎng)的直接沖蝕破壞；防砂過濾層采用多層316 L不銹鋼精密微孔復合防砂過濾層，抗破壞能力較強，過濾面積大，所有孔縱向上雙層防砂，濾孔平均誤差小于7 μm，流動阻力小，滲透率高，防堵塞能力強[10-11]。據(jù)估算，該濾砂管簡易防砂技術表皮系數(shù)為-6～5,防砂精度可達120 μm。

圖1 南海西部某油田A5井精密微孔復合濾砂管

圖2 南海西部某油田A5井精密微孔復合濾砂管結構圖

2.2 防砂篩管下入可行性分析

圖3 南海西部某油田A5井防砂管柱送入時下放鉤載數(shù)據(jù)圖

3 現(xiàn)場施工與實施效果

3.1 施工過程

1) 井眼及現(xiàn)場準備。由于A5井完井管柱較復雜，連接工具較多，入井難度大，因此施工前對實際井眼軌跡及井徑測量數(shù)據(jù)進行了完井管串可下入模擬分析計算，并根據(jù)計算結果設計了專用的通井短接和多種通井鉆具組合，從而確保了管柱一次性安全入井。

2) 下入射孔管柱，射孔作業(yè)。下射孔管柱到位，保持上提狀態(tài)坐卡瓦；電測校深，井口配長，配長后管柱誤差0.035 m；連接放噴流程，加壓點火。

5) 下入電泵生產管柱。

6) 拆井口，裝采油樹，座封過電纜封隔器。

7) 清井排液。

3.2 實施效果

4 結束語

[1] 林少宏,劉良躍,吳成浩，等.低壓稠油出砂油田防砂完井方式的優(yōu)選[J].中國海上油氣(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] 萬仁溥.現(xiàn)代完井工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008：173-217. Wan Renpu.Advanced well completion engineering[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2008:173-217

[3] 任懷豐,屈振國,張維平,等.深穿透復合射孔技術在低滲透油田的應用與認識[J].測井技術,2006,30(2):184-185. Ren Huaifeng,Qu Zhenguo,Zhang Weiping,et al.Application and cognition of deep penetration compound perforation technology in low-permeability oilfields[J].Well Logging Technology,2006,30(2):184-185

[4] 國家發(fā)展和改革委員會.SY/T 6297.1—2004 油氣井射孔器評價方法：第1部分：API推薦的射孔器評價方法[S].北京：石油工業(yè)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] 寧兵,黃莎.王莊油田鄭41塊稠油防砂工藝探索[J].中國石油和化工標準與質量,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

[6] 賈久波.砂巖地層壓裂-礫石充填防砂技術研究[D].成都：西南石油學院,2003. Jia Jiubo.Sandstone formation fracturing-gravel pack sand control technology research[D].Chengdu:Southwest Petroleum Institute,2003

[7] 張得軍,姚誠,白晨辰,等.坨82特稠油區(qū)塊出砂原因及防砂措施[J].斷塊油氣田,2012,19(增刊1):96-99. Zhang Dejun,Yao Cheng,Bai Chenchen,et al.Reason and control measure of sand production on Tuo82 extra-heavy oil block[J].Fault-Block Oil & Gas Field,2012,19(S1):96-99

[8] 趙峨松.小井眼復合防砂技術的研究與應用[J].復雜油氣藏,2012,5(2)：76-79. Zhao Esong.Research and application of the composite sand control technology for slim hole well[J].Complex Hydrocarbon Reservoirs,2012,5(2)：76-79

[9] 趙峨松,陳娟琪.小井眼篩管懸掛器的研制與應用[J]石油鉆采工藝,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

[10] 耿娜娜.稠油熱采井高溫防砂技術研究[D].青島:中國石油大學(華東),2007. Geng Nana.The technique of sand control for heavy oil well at high temperature[D].Qingdao:China University of Petroleum,2007

[11] 雷齊松,李振,王海紅，等.篩管完井工藝技術的應用[J].中國高新技術企業(yè)，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.

(編輯：葉秋敏)

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)

western South China Sea; slim hole well; deep penetration perforation; precise micro-porous composite screen; sand control

韋龍貴，男，高級工程師，目前主要從事鉆完井工藝研究和管理工作。地址：廣東省湛江市坡頭區(qū)22號信箱(郵箱：524057)。電話：0759-3911592。E-mail：weilg2@cnooc.com.cn。

1673-1506(2015)04-0112-05

10.11935/j.issn.1673-1506.2015.04.016

TE257

A

2014-11-29 改回日期：2014-12-30

*中國海洋石油總公司“十二五”科技重大專項“南海西部海域典型低孔低滲油氣藏勘探開發(fā)關鍵技術研究及實踐(編號：CNOOC-KJ 125 ZDXM 07 LTD 02 ZJ 11)”部分研究成果。