普光气田大湾区块套管水平井管柱防卡技术

摘 要

摘要:四川盆地普光气田大湾区块套管水平井存在储层跨度大、水平段长、摩阻高、射孔后筛管以下水平段无法建立循环、暂堵后残留大量暂堵浆等问题,常常造成射孔、完井管柱阻卡。

摘要:四川盆地普光气田大湾区块套管水平井存在储层跨度大、水平段长、摩阻高、射孔后筛管以下水平段无法建立循环、暂堵后残留大量暂堵浆等问题,常常造成射孔、完井管柱阻卡。为此,采用酸浸工艺、模拟通井等井筒处理技术来降低黏附在套管壁的胶凝物对管柱起下摩阻,消除套管壁上射孔毛刺、残留物对射孔及完井管柱的阻卡;通过对暂堵剂的改进以及暂堵工艺的优化,减小了暂堵剂沉积物造成的管柱阻卡风险。截至目前,该技术已在4口套管水平井成功应用,保障了大湾区块套管井的顺利投产,可为该类气井的投产作业提供借鉴。

关键词:普光气田  大湾区块  水平井  射孔  管柱  防卡  暂堵

四川盆地普光气田大湾区块套管水平井水平段长、摩阻大(水平段摩阻达到80 kN),射孔井段超长(最大射孔跨度l 215.5 m),射孔后卡枪风险大;屏蔽暂堵后筛管以下水平井段无法充分循环,导致暂堵剂、射孔弹碎片等在水平段残留沉积,暂堵过程的滤失、固相颗粒等在炮眼附近堆积,都可能造成完井管柱下井过程中遇卡。为解决套管水平井防卡难题,保障完井投产施工安全顺利开展,在深入分析水平井管柱阻卡因素基础上[1-2],通过改进井筒处理技术、优化射孔暂堵工艺,为大湾套管水平井管柱防卡探索出了一条途径。

1 大湾套管水平井管柱遇卡原因分析

1)水平段长,射孔跨度大,射孔后大量弹片碎屑在水平段沉积,并与暂堵浆混杂形成胶凝物,黏附在套管壁、射孔毛刺上,极大地增加了管柱起下摩阻,导致射孔及完井管柱遇卡。

2)屏蔽暂堵后,射孔枪筛管以下水平段无法建立循环,多余暂堵浆无法排出而在水平段沉积,暂堵过程的滤失、固相颗粒等在炮眼附近堆积,都对完井管柱的下入造成极大阻卡。

3)大湾套管水平井主要采用分段酸压-完井一体化[3]生产管柱,工具多、直径大、管柱结构复杂。在完井管柱下井过程中,井壁残留物、射孔碎屑、暂堵浆等杂质极易对大直径工具造成阻卡,甚至导致封隔器中途坐封。

2 套管水平井井筒处理技术

根据井筒条件及射孔、完井管柱下井要求,在常规通井、刮削基础上,增加井筒酸浸及射孔后刮削、模拟通井等工艺措施。

2.1 井筒酸浸

2.1.1 井筒酸浸井段选择

酸浸能有效清洗管壁残留的同井水泥等杂质,提高管壁光洁性。鉴于封隔器坐封位置上部井段井斜较小,管柱起下过程摩阻小、阻卡风险小,因此,选择射孔至永久封隔器坐封的重点井段进行酸浸施丁,既保障射孔段井壁光洁,降低起下管柱阻卡风险,还能提高封隔器坐封效果。

2.1.2 酸浸工艺

根据酸浸工艺要求,同时兼顾管柱的腐蚀防护,酸液以土酸为主剂,加入合适添加剂配制而成。酸浸采取正替反洗工艺。正替井底回压小,酸液在油套环空中上返速度慢,充分溶蚀管壁杂物;反洗井底回压大,对套管壁上脏物的冲洗力度大,能充分排除残酸,提高井筒处理效果。在酸浸过程中多次上提下放活动管柱,酸浸后大排量反洗井,提高酸浸效果,充分排出残酸及杂质,能一定程度上防止酸浸过程杂质沉积阻卡管柱。

2.2 射孔后刮削、模拟通井

为降低射孔毛刺对完井管柱造成的阻卡,在射孔后井筒处理工艺上,增加套管刮削和模拟通井作业。通过刮削处理,清理炮眼毛刺,保证井眼畅通;采用“模拟封隔器”模拟通井,保障大直径封隔器顺利下井,防止完井管柱下井阻卡。

3 暂堵工艺优化

屏蔽暂堵后筛管以下水平段无法充分循环造成暂堵剂、射孔弹碎片等残留沉积,暂堵过程的滤失、固相颗粒等在炮眼附近堆积,是造成完井管柱下井遇卡的重要原因。为降低暂堵剂卡管柱的影响,对暂堵剂性能进行改进,并优化暂堵工艺。

3.1 暂堵剂改进

根据普光气田储层物性及暂堵工艺要求,暂堵剂通常以现场压井液作为携带液,以NFJ为主剂,优选耐温、高强度、酸溶性刚性骨架填充材料配制。由于大湾套管水平井射孔段超长,为减轻暂堵剂沉积对管柱的阻卡,一方面暂堵剂中添加纤维类提黏切剂,在满足泵送要求的前提下,能提高暂堵浆的悬浮稳定性,有助于暂堵浆分散均匀,减缓暂堵浆沉积;另一方面使用可降解的有机暂堵剂,降解后固相含量低;在配制暂堵剂时,还根据储层特征优选暂堵剂粒径组成。在保证暂堵效果的同时,尽量减小暂堵剂沉积造成的管柱阻卡风险。

3.2 暂堵工艺优化

暂堵工艺实施过程中[4],若先替入暂堵剂再上提管柱循环,由于射孔段超长,替入暂堵剂后摩阻增大,可能造成射孔管柱因黏卡而无法顺利起出。为保障射孔管柱起下安全,兼顾暂堵工艺效果,优化采用射孔后提枪暂堵工艺,将射孔管串提离水平段后再进行暂堵、循环洗井排出多余暂堵浆。采用这种工艺暂堵,水平段上部暂堵剂通过循环洗井排出,不会对射孔管柱造成阻卡;筛管以下水平井段即使无法充分循环,发生暂堵剂沉积、或暂堵过程滤失、固相颗粒等在炮眼附近堆积,一方面不会对水平段上部射孔管柱造成阻卡,另一方面,有机暂堵剂可降解,固相含量低,对后期完井管柱的阻卡影响小。凶此,通过改进暂堵剂性能,采取提枪暂堵工艺,能有效降低暂堵过程中射孔、完井管柱的阻卡风险。

4 现场应用情况

在大湾套管水平井完井投产过程中,通过改进酸浸、暂堵工艺,运用有机暂堵剂等,形成了套管水平井管柱防卡系列技术,并在水平井完井投产中取得了良好效果。至20123月,大湾区块已进行的4口套管水平井射孔、完井管柱均一次性下井成功,没有出现管柱阻卡,为顺利开展完井投产施工提供了重要保障。

5 结论

1)酸浸处理能有效清洗套管壁残留的固井水泥等杂质,提高管壁光洁性,保证了射孔、完井管柱顺利下井、封隔器有效坐封。

2)使用有机暂堵剂,同时运用提枪暂堵工艺,能有效减少水平段暂堵剂的沉积及炮眼附近固相颗粒的堆积,减小了管柱阻卡风险。

 

参考文献

[1] 孔凡群,王寿平,曾大乾.普光高含硫气田开发关键技术[J].天然气工业,201131(3)1-4.

[2] 孔凡群,张庆生,魏鲲鹏,等.普光高酸性气田完井管柱设计[J].天然气工业,201131(9)76-78.

[3] 张庆生,吴晓东,史晓贞,等.普光高含硫天然气田完井方式探讨[J].石油钻采工艺,200931(1)99-101.

[4] 范小波,任生军,丁洁茵,等.普光气田超深水平井暂堵后防卡技术研究[J].石油钻采工艺,20103284-87.

 

本文作者:张庆生 雷有为 鲁俊 党军胜 姜鹏

作者单位:中国石化中原油田普光分公司天然气技术管理部中国石化天然气丁程项日管理部工程技术处 中国石化中原油田分公司采油工程技术研究院