Tecnología de terminación con control moderado de arena para yacimientos de arenisca no consolidada
Como tecnología de terminación de pozos, la terminación con control de arena tiene décadas de historia, pero la tecnología de terminación con control de arena verdaderamente madura comenzó a mediados y finales de la década de 1980.
Debido a la aplicación generalizada de una gran cantidad de tecnologías nuevas y avanzadas, se han resuelto una serie de problemas en la tecnología de terminación de control de arena para pozos de arenisca no consolidada, especialmente pozos de petróleo pesado de arenisca no consolidada. En la actualidad, las tecnologías de terminación de control de arena más representativas del mundo incluyen: tecnología STRAT PACK (perforación en capas y control de arena en capas); tecnología de doble carrera (sarta de doble carrera, control de arena multicapa) de un solo viaje (sarta de un solo viaje); ), tecnología de control de arena multicapa). Además, debido a los principios de diseño únicos, la tecnología de construcción y las ventajas similares a las terminaciones en pozo abierto, los efectos de la aplicación en el sitio están mostrando gradualmente ventajas y pueden convertirse en una tecnología de terminación de control de arena altamente competitiva en el futuro. En la actualidad, la terminación con control de arena STRAT PACY rara vez se utiliza en campos petrolíferos marinos. La tecnología más comúnmente utilizada es el doble disparo (múltiples capas de control de arena en la sarta de perforación en dos viajes) y el disparo simultáneo (control de arena multicapa en la sarta de perforación en). al mismo tiempo) tecnología. La tecnología de pantalla de control de arena expandida se probó en pequeñas cantidades en el campo petrolífero de Nanhai y logró buenos efectos de control de arena.
1. Diseño y operación del proceso de terminación de control de arena
(1) Preparación del sistema de fluidos de terminación
Tomando el pozo Suizhong 36-1-Ax: El contenido promedio de arcilla en la capa de petróleo de este pozo es del 10%, la montmorillonita representa el 58% de la arcilla total y el contenido promedio de caolinita es del 29,6% (Tabla 10-11, Tabla 10-). del fluido de terminación. La resistencia al hinchamiento de la arcilla del fluido de terminación debe considerarse completamente para evitar que la montmorillonita entre en el núcleo. Al bombear fluido de empaque de grava, la velocidad de la bomba debe controlarse adecuadamente para evitar que la velocidad excesiva de la bomba cause efectos sensibles a la velocidad del núcleo. dañando la permeabilidad del yacimiento.
Tabla 10-11sz 36-1-AX Informe de análisis de roca completa (basado en difracción de rayos X)
Tabla 10-12 Informe de análisis cuantitativo de minerales arcillosos del pozo SZ36-1-AZ
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La fórmula del sistema de fluido de terminación se muestra en la Tabla 10-13x Nota: 1. HCS-? Estabilizador de suelos; BPA—agente puente; JWY—detergente; HTA—agente picante de ácido oculto; HEC—polimérico adherente; 0SY—eliminador de oxígeno; ca 1o 1—conservante; estándar de filtración de agua de mar: 10μ y 2μ; Valor de turbidez del fluido de terminación: ≤30NTU (excepto fluido de obturación).
Tabla 10-13 Fórmula del sistema de fluido de terminación de pozo Suizhong 36-1-Ax (el fluido base es agua de mar filtrada, ≤1.03S.G).
Continuación
(2) Estructura de tubo de criba especial estelar
La teoría general del control de arena es que el relleno de grava es de 5 a 6 veces el tamaño medio de partículas de la arena de formación. Después de repetidos estudios sobre la forma y el tamaño de las partículas de la arena producida en el campo petrolífero Suizhong 36-1, de acuerdo con la capacidad de procesamiento del equipo terrestre, el tamaño de las partículas de control de arena se aumentó adecuadamente para permitir que se produzca parte de la arena de formación. con el petróleo crudo, evitando así el problema de la arena fina que obstruye el tubo de malla. El canal de flujo de petróleo cerca del pozo se bloquea, formando un "agujero de lombriz" cerca del pozo, lo que aumenta la permeabilidad de la formación. Por lo tanto, las mallas de alta calidad STARS se seleccionan como tecnología de control de arena para pozos ramales horizontales.
1. Características
En la actualidad, las estructuras avanzadas de medios filtrantes de las pantallas mecánicas de control de arena pertenecen a malla simple, malla de sarga holandesa y malla compuesta multicapa. La desventaja es que no pueden obtener mayor precisión de control de arena y rango de control de arena, arena fácil de bloquear. Para resolver este problema, se realizaron muchos análisis experimentales, se revisó información relevante y se diseñaron perforaciones únicas para apilar fibras metálicas como medio de percolación. Cuando se ubica un grano de arena incontrolado entre dos cables, siempre que se le dé suficiente fuerza al grano de arena, el grano de arena puede pasar a través del espacio, evitando el bloqueo de arena del tubo del filtro de arena de fibra metálica. Cuando la arena pasa a través del tubo del filtro, los parámetros originales del tubo del filtro de arena se pueden restaurar debido a la elasticidad de las fibras metálicas. La práctica ha demostrado que este diseño de disparo logra una alta precisión y rango de control de arena y tiene una permeabilidad excelente.
Figura 10-14 Diagrama de estructura de la pantalla estelar
El tubo de filtro de arena con esponja metálica utiliza tubos de acero sin costura de alta calidad como tubo base, con orificios escalonados perforados en el tubo base. La unidad de filtro se atornilla en el orificio del tubo base mediante roscas y ambos extremos del tubo base se conectan libremente mediante roscas. La estructura general es similar a la tubería y la carcasa, como se muestra en la Figura 10-14.
La pantalla en estrella utiliza un tubo de acero sin costura de pared gruesa de una sola capa como tubo base, y la cámara del filtro de arena está conectada roscadamente a los orificios escalonados del tubo base para mejorar la tracción, la torsión y la extrusión. fortaleza. Es especialmente adecuado para completar pozos muy desviados, pozos de alcance extendido, pozos horizontales y pozos ramificados horizontales sin afectar la precisión del control de arena. Los parámetros técnicos de la cámara de filtro de arena se determinan según las diferentes composiciones del yacimiento, las diferencias de presión de formación y los tamaños de partículas de control de arena.
El medio filtrante es un material metálico resistente a la corrosión y a las altas temperaturas, equivalente a grava de malla 30/40. La práctica ha demostrado que este producto tiene las ventajas de alta permeabilidad, baja fricción, desbloqueo automático y retrolavado completo. , también mostró excelentes capacidades de control y control de arena.
2.2 Principios de control de arena.
Criba especial Xingchen
En la tecnología de control moderado de arena para pozos horizontales secundarios, el principio del control de arena con criba de alta calidad se utiliza para filtrar el fluido que ingresa al pozo secundario y bloquear la arena de formación dentro de un cierto rango de tamaño de partículas desde la pantalla de alta calidad, formando un puente de arena para lograr el propósito de control de arena.
El tubo filtrante trepador de arena con esponja metálica Star utiliza fibras metálicas como material filtrante y se acumula una gran cantidad de fibras metálicas. Desde una perspectiva microscópica, hay cuatro fuerzas que actúan sobre las partículas finas de arena: la fuerza de interacción de Van der Waals, la atracción electrostática de contacto, la atracción de carga residual y la fuerza de puente líquido. En diferentes condiciones, uno de ellos juega un papel importante y en teoría es difícil calcular el tamaño de esta fuerza. La capacidad de control de arena bajo diversos parámetros generalmente se determina sólo de forma experimental.
En términos generales, el tamaño del espacio está relacionado con la densidad del empaque de fibra. Cuanto más densas están las fibras, menores son los espacios entre las fibras y mayor es la fuerza de adsorción. El principio fundamental del control de arena con pantalla en estrella es utilizar este espacio para bloquear la arena y controlar el espacio entre las fibras metálicas para lograr el propósito del control de arena, como se muestra en la Figura 10-15.
Figura 10-15 Diagrama del principio de control de arena con criba en estrella
3. Efecto de la práctica de campo
Antes de instalar el tubo de criba en el sitio, mida y revise el tubo de criba. Según el diseño, la combinación de la sarta de tuberías de construcción para el control de arena es: zapata flotante + junta de tubería no porosa + tubería no porosa + centralizador + tubería de filtro de arena + tubería no porosa + tubería de filtro de arena + manguito deslizante + adaptador + carcasa; + empacador; pintar durante el montaje. Las roscas deben engrasarse y apretarse durante la operación, deben ser suaves y uniformes para evitar levantamientos y liberaciones repentinas.
Una vez que el pozo está en su lugar, se hace circular el fluido en el pozo, se lanza la sarta de tubería, se retira la herramienta de funcionamiento y se baja la sarta de producción para producir petróleo. La intensidad de producción de líquido no debe ser demasiado alta en la etapa inicial de producción. Después de un período de producción estable, la intensidad de producción de líquido debe aumentarse gradualmente hasta un rango razonable.
(3) Alta densidad de poros, gran diámetro de poros, perforación con presión negativa
1 Determinación de los parámetros de perforación
El pozo es 9-5/8. "Pozo de control de arena de revestimiento. Para mejorar el efecto de control de arena, reducir la contaminación de los disparos y considerar la seguridad de la sarta de disparos, el pozo utilizará una pistola perforadora de transmisión de tubería de 6", alta densidad de orificios, gran diámetro de orificio y presión negativa. tecnología de perforación.
Diámetro de la pistola - 6"; etapa de perforación - 1350/450; densidad de orificios - 12 orificios/pie;
2. Determinación del valor de presión negativa de perforación
R. Primero, de acuerdo con la densidad volumétrica de la arenisca en el yacimiento del pozo (1,95 ~ 2,0 g/cm3), el valor máximo de presión negativa de la perforación del pozo es Pmax=600 psi.
b Luego, de acuerdo con. la fórmula Calcule el valor mínimo de presión negativa de perforación Pmin≈1.449MPa
Donde: k es la permeabilidad promedio de la capa de petróleo, 10-3 μm 2 p es la presión, MPa. >
C. Considerando que una gran cantidad de arena de formación puede regresar al pozo durante la perforación con presión negativa en este pozo, lo que resulta en el riesgo de que la perforación se atasque, por razones de seguridad, el valor de perforación con presión negativa de este pozo es tentativo. establecido en 200 psi Después de practicar en 2 a 3 pozos, el valor de perforación de presión negativa aumentará o disminuirá gradualmente
(4) Operación de control de arena
1. la sarta de tubería de control de arena
Un típico ONETRIP) Grava de 3 capas Llene el conjunto de conexión subterránea, conecte los componentes en secuencia, bájelo al pozo a una profundidad predeterminada, apriete y ajuste cada empacador de acuerdo con. los requisitos de diseño y continúe con el siguiente paso después de pasar la prueba.
2. Operación de bombeo del mortero
Durante la operación, se requiere que se realice el proceso de circulación del mortero de empaque de grava. Se deben seguir, y el supervisor de terminación en el sitio y el ingeniero de control de arena deben estar presentes en el sitio durante el proceso de bombeo de mortero, así como el perforador, el operador de la boca del pozo, el bombeador y el trabajador del lodo. Deben cooperar estrechamente y obedecer estrictamente las instrucciones del encargado. -supervisor de finalización del sitio.
2. Tecnología moderada de control de arena y sus efectos de implementación
Durante muchos años, se ha utilizado el levantamiento una y dos veces en el área de Bohai. han desarrollado tecnología de control de arena y han completado más de 500 pozos y más de 1.400 capas de control de arena, con un total de más de 64.500 metros, creando 23 éxitos técnicos individuales y 29 récords individuales para operaciones de terminación de control de arena en la historia de las terminaciones de petróleo en alta mar de China. p>
Dado que esta tecnología utiliza grava a base de agua, una o dos cadenas de control de arena multicapa y puede utilizar selectivamente circulación de alta velocidad o tecnología de llenado de microfracturación, el período promedio de finalización de los 76 pozos en el La segunda fase de Suizhong 36-1 se ha acortado considerablemente. El tiempo del ciclo es de sólo 3,6 días por pozo, lo que reduce los costos operativos, mejora la calidad del control de arena y logra buenos beneficios económicos. Según estimaciones preliminares, su eficiencia integral de control de arena es de 60. veces más que antes de 1985.
Sobre la base de la tecnología de control de arena, con el fin de mejorar aún más la tasa de producción y recuperación de los campos de petróleo pesado, se han logrado avances en el desarrollo de tecnología de control de arena moderada a través de la investigación y el desarrollo.
"Control moderado de arena" significa que después de las operaciones de control de arena, básicamente no hay impacto. Bajo la premisa de operación normal de producción mecánica de petróleo y flujo superficial, en esta formación se permite una producción moderada de arena. De esta manera, bajo la misma producción de petróleo y gas, la diferencia de presión de producción se puede reducir significativamente en comparación con los métodos convencionales de control de arena.
Actualmente existen dos métodos: ① La arena de formación es relativamente uniforme. la grava de primer grado se puede aumentar hacia arriba según el tamaño de partícula de grava seleccionado por varios d50 ② Utilice un tubo de criba especialmente diseñado, cuyo rendimiento es que cuando la diferencia de presión de producción es mayor que un cierto valor, solo se forma un cierto rango A; la arena pasa a través del tubo de malla, como se muestra en la Figura 10-16.
Figura 10-16 Gráfico de beneficios de la tecnología de control moderado de arena
Este pozo utiliza tecnología de control de arena con pantalla peristáltica de esponja metálica de 7”.