川西老井挖潜工艺适应性评价
吴志国 赵正红 傅伟
中石化西南石油工程有限公司井下作业分公司 四川德阳 618000
摘要:老井挖潜是油气田开发后期提高采收率的重要手段。本文以川西老井挖潜工艺适应性为研究对象,通过调研蓬莱镇组、沙溪庙组储层采输特征及地层压力计算方法,优选原产层衰减压力测评模型,系统评价机械封层上返、填砂封层、机械分层下试、暂堵球暂堵及冲砂解堵等工艺的适用条件。研究表明,基于地层压力差异的工艺适配性优化可提升压井安全性与作业效率,缩短施工周期1-3天。
关键词:川西地区,老井挖潜,致密气藏,适应性评价
1川西油气田地质特征简述
川西老井挖潜对象主要包括三侏罗系沙溪庙组、蓬莱镇组,根据前期对川西地质特征研究,该区域自上而下约有10个层位近50余套砂层有天然气分布,砂体在相当范围内相互叠置,呈多层-复合式,深度从200m至4800m,跨度达4600m。储层多为河湖相沉积,由于沉积环境、时期不同,经历的成岩及构造演化史不同,岩石致密化进程和致密化程度差异很大。
2川西油气田老井挖潜的必要性
川西老井挖潜是应对资源衰减、投资紧缩挑战的核心策略。川西致密碎屑岩气藏作为勘探开发难度极大的非常规气藏,老井普遍存在产量递减、地层压力下降等问题。通过压裂缝内暂堵、机械封层上返等工艺,可提升采收率与稳产能力;在投资缩减和新井数量减少的背景下,老井挖潜可最大限度盘活现有井网资源。老井挖潜是集地质及工程技术研究于一体的综合技术体系,通过技术创新与精细管理,可实现资源高效开发、稳产保供与低碳转型。
3川西油气田老井挖潜工艺适应性评价
3.1机械封层上返
所指为套管射孔完井老井中桥塞封层,包括可钻式(永久式)桥塞封层和单流桥塞封层。
可钻式(永久式)桥塞封层,主要适用于①原产层已无产能,且地层压力较新层相差较大,影响后期压井或措施作业的情况;②原产层产水量大,评估新层投产时生产压差不能长期抑制原产层产水,影响新层投产寿命等情况。
单流桥塞封层,主要适用于①原产层尚有一定产能,地层压力较新层相差不大,仅影响措施作业特定环节的情况;②业主方希望新层投产后原产层能有一定的产能贡献; ③评估新层投产时生产压差能够同时满足原产层一定生产压差。
工程作业关键环节:①保证压井平稳;②原生产管柱能够顺利出井,否则进行倒扣、切割;③务必保证桥塞坐封位置井壁干净、无变形、无破损,通刮工序要求严格。
3.2填砂封层上返
填砂封堵原产层主要是依靠填入井筒内的细砂,经压实形成致密的砂柱,使层内及层间的流体不发生互窜现象,从而达到暂堵储层的目的,主要包括传统的人工投砂封层工艺、控砂面快速填砂封层工艺、重晶石粉封层工艺。
填砂封层主要适用于原产层已无产能,且地层压力较新层相差较大,影响后期压井或措施作业的情况。
工程作业关键环节:①保证压井平稳;②按照所需填砂高度及砂密度计算砂量;③投砂砂比应控制,与压井液携砂能力匹配;④控砂面快速填砂封层工艺应按照常规压裂液配方配置原胶液,原胶液量由砂比40%进行反算,交联剂、破胶剂比例应根据施工时间进行室内实验得出;⑤提前现场对砂及压井液进行取样,由室内实验得出沉降速度,计算出静止沉砂时间;⑥根据后续改造措施要求确定试压值,对填砂封堵段进行试压。
3.3机械分层下试
所指为利用带封隔器管柱,对原生产层进行封隔,避免影响新层后续的措施改造作业,若原生产层具备一定产能,还可进行分层评价、合层采输。
机械分层下试主要适用于①原深层仅射孔完井,无自然产能后桥塞、水泥塞封堵,上返目前生产层,因工艺技术发展,拟对原深层进行挖潜改造;②原深层因工艺技术条件受限未动用,目前生产层压力衰减、地层亏空严重,几乎无产能,现拟打开深层利用;③原深层因工艺技术条件受限未动用,目前生产层尚有一定产能,现拟打开深层与目前生产层合采。
工程作业关键环节:①保证压井平稳;②原生产管柱能够顺利出井,否则进行倒扣、切割;③务必保证封隔器坐封位置井壁干净、无变形、无破损;④若选择射孔压裂联作工艺,射孔过程中对管柱具有巨大冲击力,上部封隔器容易损坏,导致封隔不严;应考虑上下卡瓦支撑封隔器,必要时可增加水力锚;⑤若采用扩张式封隔器则存在改造完成后不能解封的可能,导致必须油套分层采输,可考虑采用压缩式封隔器+循环滑套作为完井工具,开滑套球宜采用低密度可溶性球。⑥若考虑分层测试合层采输,则必须安装循环滑套,保证油套连通。
3.4暂堵球暂堵
所指为新层进行压裂改造时,首先投入尼龙球,利用地层压力差或控制回压,使尼龙球暂时堵塞原生产层射孔孔眼,进而仅暴露出新层进行后续加砂压裂施工。新层压裂施工结束后,当原生产层地层压力大于井筒内射孔段压力时,尼龙球脱出落入井底。
暂堵球暂堵主要适用于①原生产层尚具有一定产能,且地压系数与新层相差较大,但压井液能同时平稳原生产层和新层,不喷不漏;②原生产层为射孔完井;③新层需要进行加砂压裂改造。
工程作业关键环节:①保证压井平稳;②原生产管柱能够顺利出井,否则进行倒扣、切割,视情况进行套铣打捞或封层;③计算原生产层和新层地层压力是关键,原生产层吸液压力应低于新层未破裂前吸液压力,否则易导致尼龙球对原生产层射孔孔眼堵塞不足或部分尼龙球堵塞新层射孔孔眼;④暂堵球加入应使用专用投球器。
3.5冲砂解堵
所指为原生产层目前生产压力非衰减性异常降低、产能下降,排除产水因素,评价该产层尚具有一定储量,可判断产层附近有堵塞物堵塞或节流气流通道。下冲砂管柱冲砂解堵主要适用于原生产管柱能够顺利出井的情况。
连续油管冲砂解堵主要适用于①原生产管柱带封隔器、水力锚等井下工具较多,预计管柱在抗拉强度内不能顺利出井;②原井经过机械分层压裂改造,管柱内存在分层钢球;③油管及工具内径满足下连续油管及打捞工具要求。
工程作业关键环节:①常规下冲砂管柱冲砂解堵必须保证压井平稳;②常规下冲砂管柱冲砂解堵应考虑压井液携砂性能和与地层配伍性,并在计算油套管强度、地层吸液压力、沿程摩阻的综合因素下决定冲砂的排量和最高施工泵压;若压井液不能满足携砂性能,应考虑反循环冲砂或正-反循环冲砂;③连续油管冲砂解堵应考虑压井液携砂性能,计算油管强度、沿程摩阻及环空上返速度;④连续油管冲砂解堵前应充分收集该井前期施工数据和生产历史,准确判断连续油管的通过性和下放速度,避免遇卡。
4结束语
川西油气田老井挖潜需兼顾地质复杂性与工程可行性,结论如下:
①机械封层上返适用于原产层压力差异大或产水严重井,需强化井筒完整性检测;
②填砂封层通过砂柱暂堵实现层间隔离,需精准控制砂量、沉降速度及试压标准;
③机械分层下试可分层动用潜力层,但需防范射孔冲击导致的封隔失效风险;
④暂堵球暂堵依赖地层压差精准控制,适用于需保留原产层产能的压裂改造井;
⑤冲砂解堵通过连续油管技术可高效清除近井堵塞,但需优化携砂液性能与施工参数。
参考文献:
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[2] 陈恒. 川西地区丛式井老井挖潜井下作业安全管理问题探讨[J]. 石油工业技术监督,2019,35(3):52-54. DOI:10.3969/j.issn.1004-1346.2019.03.015.
作者简介:吴志国(1977-)男,汉族,四川省简阳市人,大专学历,毕业于重庆市工业管理学院经济管理专业,现就职于西南石油工程有限井下作业分公司,高级技师/工程师,研究方向为修井技术。