不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究
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酸化压裂工艺管柱优化研究酸化压裂工艺是一种常用于油井、天然气井以及地热井的增产技术。
通过将酸液注入地层中,在高压力的作用下,酸能够进入地层的裂缝和孔隙中,溶解一些固体颗粒,增大地层渗透性,提高油气的流动性,从而增加产能。
然而,由于地层条件的复杂性,酸化压裂工艺存在几个问题,如酸液的强度选择、注入量的控制等,这些问题直接关系到工艺的效果和成本。
因此,对酸化压裂工艺进行管柱优化研究,可以提高工艺的效率和经济性。
首先,酸液的强度选择是酸化压裂工艺中的一个关键步骤。
酸液的强度需要根据地层的岩石性质和封闭程度来确定。
如果酸液的强度过强,可能会导致地层热蚀、钻井设备损坏等问题;如果酸液的强度过弱,可能无法达到预期的增产效果。
因此,在酸化压裂工艺中,需要通过对地层性质的分析和实验室试验,确定最合适的酸液强度。
其次,注入量的控制也是酸化压裂工艺中的一个关键问题。
注入量的多少直接影响到酸液在地层中的作用范围和效果。
如果注入量过少,可能无法覆盖整个地层区域,从而导致酸液只能作用于部分地层,无法实现增产;如果注入量过多,可能会导致酸液的浪费和设备的过载。
因此,在酸化压裂工艺中需要通过对注入量的计算和控制来实现最佳效果。
此外,选择合适的管柱也是酸化压裂工艺中的一个重要环节。
管柱不仅需要具备足够的强度和耐腐蚀性,还需要具备良好的流动性和可控性。
如果管柱的直径过小,可能会导致酸液在注入过程中过早失去压力,无法将酸液推进地层;如果管柱的直径过大,可能会导致酸液在管柱中停滞,无法及时注入地层。
因此,在酸化压裂工艺中需要选择合适的管柱,以保证酸液的正常注入和作用。
酸化压裂工艺管柱优化研究的主要内容包括:地层性质分析、实验室试验和数值模拟。
通过对地层的性质进行分析,可以了解地层的封闭程度、渗透性等参数,为酸液的强度选择和注入量的计算提供依据。
实验室试验可以通过模拟地层情况,对酸液的强度和注入量进行测试,以确定最佳参数。
数值模拟可以通过建立数学模型,模拟酸液在地层中的流动过程,通过对模型的求解,可以得到酸液的压力分布和流动速度,为管柱的选择和优化提供参考。
注水井不动管柱酸化技术研究注水井是指利用地层自然能量或者通过人工增加的能量,将水压注入井中,进而增加地下水层的压力,以实现提高油田采油效率的一种技术手段。
在油田开发过程中,注水井起着非常重要的作用,可以提高油田的采油率,延长油田的寿命,同时对形成压裂裂缝、水平井、注水井疏散层采等技术有重要的推动作用。
在注水井施工中,不动管柱是一种常见的固定管柱,它可以在注水井施工中发挥着非常重要的作用。
而不动管柱酸化技术是注水井不动管柱施工中的一项重要技术措施,它能够有效地解决注水井不动管柱施工中的酸化困难问题,对提高注水井的施工效率和注水效果有着非常积极的作用。
一、注水井不动管柱的酸化原理在注水井施工中,不动管柱的酸化是指在不动管柱固定后,通过化学酸液对井筒进行酸化处理,使得不动管柱与井筒之间形成疏水层,防止水泥浆与井筒的粘附,保证注水井的施工质量和效果。
注水井不动管柱的酸化原理是通过在注水井不动管柱的附近注入酸液,使酸液浸渗到井筒及其周围地层中,通过与地层中的碳酸盐反应,产生二氧化碳和水,进而溶解地层中的碳酸盐,打开地层孔隙,形成酸溶孔洞,从而改善地层孔隙结构,提高地层渗透率,增加注水井产能。
1. 研究内容(1)不动管柱酸化工艺研究:通过实验研究和工程实践,探究不动管柱酸化的适用工艺,如酸化液体配方、注入压力、注液流量等。
(2)不动管柱酸化材料研究:通过对不同酸化材料的性能和适用范围进行研究,选择适合注水井不动管柱酸化的材料,并对其进行改进和优化。
(3)酸化效果评价研究:通过实验室模拟和现场实际施工,对不动管柱酸化后的物理性能、化学性能和产能效果进行评价,为提高注水井不动管柱酸化效果提供依据。
2. 研究方法(1)实验室模拟:通过模拟地层条件,进行不同酸化液体配方、注入压力、注液流量等参数的实验研究,获得酸化过程的基本规律和最佳操作参数。
(2)现场试验:在实际注水井施工现场进行酸化试验,观察酸化效果和注水井产能变化,验证实验室模拟的研究成果。
注水井不动管柱酸化技术研究
引言:
注水井作为油田开发中的重要组成部分,其主要作用是通过注水来提高油田的采收率。
由于注水井长期运行后,管柱表面会形成一层沉积物,严重影响了注水效果。
为了解决这
个问题,研究人员提出了一种不动管柱酸化技术,旨在改善注水井的运行效果。
方法:
不动管柱酸化技术是通过将酸液注入注水井的管柱内部,在一定的时间内与管柱表面
的沉积物进行反应,从而去除沉积物并恢复管柱的通畅。
该技术需要选择合适的酸液配方
和注入方式,以确保酸液能够充分与沉积物反应,并且不会对管柱产生巨大的损坏。
结果:
通过实验和实际应用,研究人员发现不动管柱酸化技术能够有效地去除管柱表面的沉
积物,恢复管柱的通畅。
该技术还可以改善管柱的阻塞情况,提高注水井的注水效果,从
而提高油田的采收率。
讨论:
不动管柱酸化技术相比于传统的注水井清洗方法具有以下几个优点:该技术不需要将
管柱拆除,可以通过注入酸液的方式,直接对管柱内部进行清洗,减少了油田作业的工时
和费用。
该技术能够充分利用酸液的腐蚀作用,去除沉积物的效果更好,可以提高管柱的
通畅度。
该技术操作简单,不需要大量的设备和人力投入,适用于大规模的注水井清洗作业。
结论:
不动管柱酸化技术是一种可行的注水井清洗方法,可以有效地去除管柱表面的沉积物,提高注水效果,进而提高油田的采收率。
在实际应用中,需要根据具体的情况选择合适的
酸液配方和注入方式,并严格控制操作工艺,以确保清洗效果和安全性。
通过进一步的研
究和实践,不动管柱酸化技术有望成为注水井清洗的常用方法。
注水井不动管柱酸化技术研究注水井不动管柱酸化技术是指在注水井生产中,通过酸液作用于井壁和油层中,清除井底堵塞物和改善油层渗透性,增加产能的一种技术。
在注水井产能降低、油水比增大或者出现堵塞等情况下,采用该技术可以有效地恢复井的产能和延长井的寿命。
1. 酸液的选择和设计在注水井不动管柱酸化技术中,酸液的选择和设计是至关重要的。
目前常用的酸液包括盐酸、盐酸–盐酸酸化剂以及有机酸等。
选择合适的酸液要考虑到井壁和油层的化学性质、渗透性状况以及操作条件等因素,以达到最佳的酸化效果。
针对不同的井型和油田条件,需要进行酸液的设计工作,包括酸液的组成、浓度、注入量、酸化时间等。
通过对酸液的合理设计,可以最大程度地提高酸化效果,提高注水井的产能。
2. 酸化作用机理注水井不动管柱酸化技术的原理是通过酸液的作用,清除井底的堵塞物和改善油层的渗透性,从而增加产能。
酸液的作用主要包括溶解井底的碳酸盐、渗透岩石孔隙和裂缝,改善油层的渗透性。
在酸化作用机理的研究中,科学家们通过实验和数值模拟等手段,深入研究了酸液与岩石的反应机理,包括溶解度、渗透性改善程度、溶质运移规律等,为提高酸化效果和优化操作参数提供了理论依据。
3. 新型酸液技术随着科技的发展,新型酸液技术开始在注水井不动管柱酸化技术中得到应用。
包括微波酸化技术、超临界酸化技术、纳米酸化技术等。
这些新型酸液技术在溶解能力、酸化速度、环境友好性等方面具有明显的优势,可以有效地提高注水井的产能。
三、注水井不动管柱酸化技术的应用注水井不动管柱酸化技术在油田开发中得到了广泛的应用,取得了显著的经济效益和社会效益。
主要体现在以下几个方面:1. 提高注水井产能通过对注水井进行不动管柱酸化处理,可以清除井底的堵塞物和提高油层的渗透性,从而显著地提高注水井的产能。
在油田开发中,取得了良好的效果。
2. 延长油田寿命3. 提高油田采收率通过注水井不动管柱酸化技术的应用,可以有效地提高油田的采收率,增加了油田的产量,提高了油田的经济效益。
296酸化压裂是一项重要的技术,其作用在油层改造挖潜方面尤为突出,给许多油田带来了稳定的产率和较高的产量。
在整个设计技术过程中,酸压管柱扮演着实施场所的角色,对这个场所的结构及井下工具组合的设计与优化,是酸化压裂工艺技术中很重要的部分。
1 背景知识概述压裂工艺:为了达到提高地层中流体渗透能力的作用,采用压裂的工艺技术,也就是通过压裂靠在地表中可以形成高渗透能力的裂缝来实现。
对于带有一定能量的低渗透地层能力的产量问题,或是由于堵塞而导致产量降低的一些井,是压裂工艺的设计范畴。
压裂工艺对选井有一些要求,需注意套管强度、距边水、气顶距离、遮挡层的好坏等一些有关井况的问题,更重要的是选择那些地层压力、油饱和度以及地层系数均较优的井。
为确保压裂设计的最终完美效果,还需在技术工艺方面设计到位。
酸化工艺:为了发挥提高地层中流体渗透能力的作用,采用酸化工艺技术,也就是通过靠向地层挤酸的水力作用以及酸液的化学溶蚀作用来实现。
酸化工艺技术一般分为两种基本类型:常规酸化(孔隙酸化)工艺、酸化压裂(压裂酸化)工艺,在此主要对后者展开详细探讨。
酸化压裂:注酸压力较高,油(气)层破裂压力相对较低,也就是说在满足可以压开地层形成的裂缝的前提下,同时可以向地层挤酸的工艺处理,此类酸化,简称酸压。
它对于堵塞较严重或是渗透能力较弱的油气井更为适用。
酸压已成为一种重要的完井方式,并且是国内外油田灰岩油藏广泛采用的一项增产增注措施。
2 酸化压裂工艺技术作用2.1 油田实施酸压工艺的必要性就多油层油田来说,其层间差异问题越来越严重,主要是由于各井油层数量多、物性差别远、跨距大、地层间压力下降导致,这种差异使得层间矛盾尤为明显,制约着油藏纵向层间运动的平衡性。
水平井可以提高有锥进的油气藏、带有裂缝的油气藏、薄油气层的采油指数和最终采收率,它主要是通过扩大油层泄油面积来实现的,是一项提高油田开发经济效益的技术。
但是由于水平井油藏间渗流阻力大、渗透率低、连通性差,甚至单井产能也较低,满足不了经济开发需求,所以还应对水平井的产能进行提高,可以对其实施压裂来达到欲求目的。
注水井不动管柱酸化技术研究注水井不动管柱酸化技术是一种用于提高油井开采效果的技术方法,其主要目的是通过酸化处理,将注入到井中的水与井壁岩石发生化学反应,得到更高的孔隙度和渗透率,从而提高油井的产能和采油效果。
1. 酸液选择:酸液的选择是注水井不动管柱酸化技术的关键。
在选取酸液时,需要考虑到孔隙度和渗透率的提高效果,同时兼顾酸液对储层岩石的腐蚀性和处理后的环境影响。
2. 酸液浓度和反应时间的确定:酸液的浓度和反应时间对注水井不动管柱酸化技术的效果有重要影响。
一般来说,较高浓度的酸液和较长的反应时间可以获得更好的酸化效果,但同时也会增加储层岩石的腐蚀风险。
3. 酸液注入方式的优化:酸液注入方式的优化是提高注水井不动管柱酸化技术效果的关键。
目前常用的注入方式包括酸液连续注入法、酸液交替注入法和酸液循环注入法等。
通过选择合适的注入方式,可以提高酸液与储层岩石的接触面积,提高酸液的利用效率。
4. 酸液处理后的环境问题:酸液处理后会产生一定的废水,这些废水对环境会产生一定的影响。
在注水井不动管柱酸化技术研究中,也要考虑如何处理酸液处理后的废水,以减少对环境的不良影响。
5. 技术经济性的评价:注水井不动管柱酸化技术需要考虑其技术经济性,即技术应用的成本和收益。
在研究中需要对技术应用的成本进行评估,并结合提高的产能和采油效果,对技术的经济效益进行评价。
注水井不动管柱酸化技术是一种提高油井开采效果的重要技术方法,其研究内容包括酸液选择、酸液浓度和反应时间的确定、酸液注入方式的优化、酸液处理后的环境问题以及技术经济性的评价等方面。
通过对这些内容的研究,可以提高注水井不动管柱酸化技术的应用效果,实现更高效的油井开采。
不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究摘要:随着油气资源的不断开采,一些常规的油气藏出现开采困难的局面,需要全新的压裂工艺技术才能提高油井产量,压裂工艺管柱技术在压裂工艺技术中是非常重要的环节,因此压裂工艺管柱需要不断的更新才能满足现在的趋势,否则就会浪费很大的人力物力,分层酸化压裂工艺技术能够成功解决这一问题。
关键词:不动管柱;分层酸化;压裂工艺分层酸化压裂技术是一种新型压裂技术,目前最常见的方法是依靠投球分层压裂,利用该压裂技术最大的困难在于压裂时投球控制问题,因此在利用该技术时,需要对投球的数量、投球速度以及施工排量的要求非常严格,由于此施工技术的难度比较大,在一定压力下对目标层进行改造非常困难。
针对这一现象成功研制出不动管柱分层压裂技术,可以很好的解决在实际应用中的难题。
1分层酸化压裂管柱1.1任意层酸化压裂管柱目前有很多油田都已经采用过酸化压裂改造,甚至有些油田已经采用过多次压裂改造,由于其中的流程已经得到双化改造,而未得到改造的油层并没有发挥出其作用,因此就需要对没有被改造的油层进行针对性酸化压裂,任意一层酸化压裂工艺管柱可以有效解决这一问题。
管柱结构。
任意层酸化压裂工艺管柱主要有水力锚、封隔器、定压喷砂器、平衡阀、坐封球座等部分所组成。
(1)施工工艺。
根据油井的实际情况,按照设计要求配置管柱,并对各种组成部件进行连接,先进行投球至坐封球座处,将油管内进行憋压处理,当油管内的压力达到20Mpa时打开定压喷砂器,然后按照酸化压裂设计要求对目标层进行压裂施工。
当压裂结束以后,利用套管注入洗井液,做到快速排酸和冲砂的目的,随后投入专用的撞击杆,打开下部的平衡阀,保持管柱内外的压力平衡,有利于对将封隔器提出。
(2)管柱特点。
管柱工作时工作压力比较高,而且可以大排量正反替液,可以对油层中的任何部位进行酸性压裂施工。
并且该管柱在设计时留有反洗井通道,有利于进行冲砂和排酸等工作。
(3) 1.2不动管柱分层酸化压裂工艺管柱由于很多油田的油层厚度比较薄,并且存在的数量也非常多,因此常规的酸化压裂只能对油层中的某一层进行酸化,所以只有一个油层能被完全开采,需要对多个油层进行酸化时需要进行多次施工,容易出现施工复杂化,并且施工时间比较长、难度大。
!应用技术#不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究肖国华X(江汉油田分公司采油工艺研究院)摘要常规多油层全井酸化压裂只能对其中的某一薄弱层进行改造,而其他大多数层位并未得到改善,往往是得到处理的层位并不完全是设计层位,因此全井酸化压裂改造的效果受到很大的影响,这需再对其他层位进行重新施工,增加了施工难度,耗费大量的人力物力。
针对这一问题,研究成功分层酸化压裂工艺技术,该工艺管柱由多级压裂封隔器和滑套喷砂器组成,通过自下而上的处理方式可以实现不动管柱酸化压裂3层或对其中任意1层进行施工改造。
现场38井次的试验表明,该分层酸化压裂管柱配套齐全,施工成功率达100%。
关键词多油层分层压裂管柱封隔器喷砂器分层酸化压裂技术是各油田亟待解决的问题,而目前最常见的方法之一是采用投球分层压裂[1]。
该压裂技术最大的不足是在压裂时投球控制不准,其投球的数量、投球速度、施工排量要求很严,因此施工技术难度大,在一定的压力下难以控制需重点改造的层位,分层效果并不十分理想。
针对这一问题,江汉油田分公司采油工艺研究院研究并试验成功一套不动管柱分压3层或对其中任意1层进行压裂改造的分层压裂技术,较好地解决了应用中的难题。
分层酸化压裂管柱11任意层酸化压裂管柱[2]目前有很多油田的大部分油井均进行过酸化压裂改造,甚至进行过多次改造,因此其中的部分油层得到过酸化压裂改造,为了让未得到改造的油层发挥作用,就需要有针对性地进行酸化压裂,即处理其中某一油层,而其他层位不受影响。
为了解决这个问题,研制了一种任意层酸化压裂工艺管柱。
(1)管柱结构任意层酸化压裂管柱由水力锚、Y341系列酸化压裂封隔器、定压喷砂器、平衡阀、坐封球座等组成(见图1)。
图1任意层酸化压裂管柱1、5)水力锚;2、4)Y341封隔器;3)定压喷砂器;6)平衡阀;7)坐封球座(2)施工工艺按设计要求配好管柱;连接管线,循环泵,替液(该管柱正反顶替均可);先投球([Ê38mm)至坐封球座处,油管内憋压15 M Pa坐封封隔器,继续憋压至20M Pa左右打开定压喷砂器;然后按照酸化压裂设计要求进行选定层位的酸化压裂施工。
注水井不动管柱酸化技术研究注水井酸化技术是一种常见且有效的油气藏提高采收率的手段。
然而,由于注水井的运行环境复杂,其中包含了多种杂质,例如碳酸盐、悬浮于水中的颗粒、钡、铁等,这些杂质会对酸液产生不同的反应,从而降低其酸化效果。
因此,如何有效地解决注水井酸化技术中的管柱酸化问题,成为了当前需要优先研究和解决的问题之一。
目前,注水井酸化技术中主要采用的管柱酸化方法为“混酸法”,即将HF和HCl一起用于处理管柱。
然而,在实际应用过程中,混酸法存在一些缺陷和不足之处,例如对于一些火山岩和岩石脆性弱的地层,由于HF的腐蚀性较强,可能会造成岩石破坏或钻头卡钻等情况,从而导致不良的工程效果。
此外,混酸法对杂质的处理效果也不尽相同,对于碳酸盐类杂质酸化效果甚微,而对于含有钙、镁离子的水源更难以发挥其酸化效果,因此需要采用更加有效的管柱酸化方法。
针对以上问题,当前正在开展的一些研究工作主要涉及如下方面:1. 碳酸盐酸化技术:针对注水井中存在大量碳酸盐杂质,开展了一些碳酸盐酸化技术的研究。
将高浓度的HCl,与适量添加的硫酸盐盐酸,在钻井三通内搅拌使二者充分混合形成一定浓度的混酸,在管柱内用浓酸短时反应,能够迅速去除钙、镁等含有二价阳离子的杂质。
2. 高温酸化技术:针对注水井运行温度较高的实际情况,开展了一些高温酸化技术的研究。
例如发明了一种氢氟酸钾钙液体,该液体能够耐受高温环境,且对含有钙、镁等离子类杂质具有优异的去除效果。
3. 针对特殊岩性的酸化技术:针对注水井中不同地质环境所对应的不同岩性(如玄武岩),开展了一些相应的酸化技术研究。
例如开展了一些多元酸化技术的研究,研究结果表明,采用一定比例HF和HCl的混合酸,与其他特定的酸(如彩钢酸等)进行混合酸化处理,能够取得较好的管柱酸化效果。
总体而言,当前注水井酸化技术仍需要进一步研究和改进,以提高其处理效果和减少杂质对酸化效果的影响,从而推动注水井酸化技术的普及和应用。
注水井不动管柱酸化技术研究注水井是油田开发中常用的一种注水方式,其作用是通过抽采原油的过程中所产生的空间以及增加储层压力,提高原油的采出率。
注水井不动管柱酸化技术则是为了解决注水井因管柱不动而导致的油井产能下降的问题而开发的一种技术手段。
本文将对注水井不动管柱酸化技术进行深入的研究,探讨其原理、方法以及应用前景。
注水井不动管柱酸化技术是基于酸化剂对储层岩石溶解的原理而设计的。
当注水井因管柱不动而导致生产井产能下降时,利用酸化剂对储层进行酸化处理,可以有效解决注水井不动管柱导致的产能下降问题。
酸化剂可以在一定程度上溶解储层中的碳酸盐矿物,扩大储层孔隙,增加储层渗透率,从而提高注水井的注水效果和生产井的产能。
二、注水井不动管柱酸化技术的方法1. 选取合适的酸化剂酸化剂的选择是实施注水井不动管柱酸化技术的第一步。
目前常用的酸化剂有盐酸、硫酸、盐酸-盐酸酯等。
选择合适的酸化剂需要考虑储层岩石的性质、孔隙结构以及地质条件等因素,以确保酸化剂对储层的作用效果。
2. 确定酸化处理参数在确定酸化处理参数时,需要考虑以下几个方面:酸化剂的浓度、注入压力、注入速度、注入量、注入时间等。
这些参数的确定需要进行实地考察和试验,以保证酸化处理的效果和安全性。
3. 实施酸化处理在确定了酸化剂和酸化处理参数后,可以开始实施注水井不动管柱酸化技术。
具体实施过程包括注入酸化剂、控制注入参数、监测酸化效果等环节。
注水井不动管柱酸化技术是一种具有重要意义和广泛应用前景的油田增产技术。
随着油田开发技术的不断进步和油田开发的不断深入,该技术将在油田开发中发挥越来越重要的作用。
我们有理由相信,在未来的油田开发中,注水井不动管柱酸化技术将会得到更广泛的应用和推广,为油田的高效开发和利用做出更大的贡献。
注水井不动管柱酸化技术研究
注水井不动管柱酸化技术是一种用于提高油田注水井采油效率的技术方法。
在原油开采过程中,为了维持油藏压力、提高采油效率,常常需要进行注水作业。
由于油层中存在一定的杂质和沉积物,这些杂质会阻碍注水井的有效注水。
需要采用一定的技术手段来清除或降低这些阻碍因素。
注水井不动管柱酸化技术是一种采用酸性液体进行注水井垂直和水平段的柱状管道清洗的技术方法。
该技术通过注入一种酸性液体溶液,可以有效地溶解沉积在管道壁上的矿物质和杂质,恢复注水井管柱的流体通透性和注水效果。
注水井不动管柱酸化技术主要包括以下几个关键步骤:
确定注水井的工作状态和沉积物情况。
通过测量注水井的压力、温度和注入水质量,可以评估注水井的工作状态,并初步判断是否存在管道堵塞问题。
然后,采集一定数量的管柱样品,并进行分析和实验室测试,确定沉积物的成分和结构。
选择合适的酸性溶液进行注入。
根据沉积物的成分和性质,选择合适的酸性溶液进行注入,以达到有效清除管道壁上的沉积物的目的。
常用的酸性溶液有盐酸、硫酸等,需要根据具体情况进行选择,并进行相应的稀释和配比。
然后,进行注入操作。
将选择好的酸性溶液通过注入设备和管道注入到井中,通过柱流和混流机制,酸性溶液会沿着管柱向下流动,溶解管壁上的沉积物和杂质。
注入过程中需要注意控制注入速度和压力,以防止过快的注入造成管道的破裂和漏损。
进行清洗和测试。
注入酸性溶液后,需要进行一定的停留时间,使溶解出的沉积物充分堆集到井底,并进行有效清洗。
清洗完成后,进行流量测试和生产测试,评估注水井的采油效果和改善程度。
!应用技术#不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究肖国华X(江汉油田分公司采油工艺研究院)摘要常规多油层全井酸化压裂只能对其中的某一薄弱层进行改造,而其他大多数层位并未得到改善,往往是得到处理的层位并不完全是设计层位,因此全井酸化压裂改造的效果受到很大的影响,这需再对其他层位进行重新施工,增加了施工难度,耗费大量的人力物力。
针对这一问题,研究成功分层酸化压裂工艺技术,该工艺管柱由多级压裂封隔器和滑套喷砂器组成,通过自下而上的处理方式可以实现不动管柱酸化压裂3层或对其中任意1层进行施工改造。
现场38井次的试验表明,该分层酸化压裂管柱配套齐全,施工成功率达100%。
关键词多油层分层压裂管柱封隔器喷砂器分层酸化压裂技术是各油田亟待解决的问题,而目前最常见的方法之一是采用投球分层压裂[1]。
该压裂技术最大的不足是在压裂时投球控制不准,其投球的数量、投球速度、施工排量要求很严,因此施工技术难度大,在一定的压力下难以控制需重点改造的层位,分层效果并不十分理想。
针对这一问题,江汉油田分公司采油工艺研究院研究并试验成功一套不动管柱分压3层或对其中任意1层进行压裂改造的分层压裂技术,较好地解决了应用中的难题。
分层酸化压裂管柱11任意层酸化压裂管柱[2]目前有很多油田的大部分油井均进行过酸化压裂改造,甚至进行过多次改造,因此其中的部分油层得到过酸化压裂改造,为了让未得到改造的油层发挥作用,就需要有针对性地进行酸化压裂,即处理其中某一油层,而其他层位不受影响。
为了解决这个问题,研制了一种任意层酸化压裂工艺管柱。
(1)管柱结构任意层酸化压裂管柱由水力锚、Y341系列酸化压裂封隔器、定压喷砂器、平衡阀、坐封球座等组成(见图1)。
图1任意层酸化压裂管柱1、5)水力锚;2、4)Y341封隔器;3)定压喷砂器;6)平衡阀;7)坐封球座(2)施工工艺按设计要求配好管柱;连接管线,循环泵,替液(该管柱正反顶替均可);先投球([Ê38mm)至坐封球座处,油管内憋压15 M Pa坐封封隔器,继续憋压至20M Pa左右打开定压喷砂器;然后按照酸化压裂设计要求进行选定层位的酸化压裂施工。
施工完成以后,可由套管泵入洗井液进行反洗井快速排酸或冲砂,然后投入专用撞击杆打开下部平衡阀,使管柱的内外均连通平衡,便于上提管柱解封封隔器,起出施工管柱。
)49)2004年第32卷第2期石油机械CHINA PETROLEUM M ACHINERYX肖国华,高级工程师,生于1966年,1989年毕业于江汉石油学院采油工程专业,现从事井下工具及分层采油工艺研究工作。
地址: (433123)湖北省潜江市。
电话:(0728)6571455。
(收稿日期:2003-01-07;修改稿收到日期:2003-06-06)(3)管柱特点 该管柱不仅工作压力高,可以大排量正反替液,也可以对任意需要压裂改造的油层进行压裂施工,该管柱还可以用于任意层酸化作业施工,而且该管柱设计有反洗井通道,可以很方便地进行反洗井冲砂或排酸。
21不动管柱分层酸化压裂工艺管柱[2,3]有很多油田的油层厚度薄而多,常规的酸化压裂只能处理其中的一个油层,因此酸化压裂后通常只有一个油层开采,在需要酸化压裂多个油层时就需要进行多次施工,施工复杂,周期长,难度大。
为了解决这个问题,江汉油田分公司采油工艺研究院研制出了一套不动管柱压裂3层的压裂工艺管柱。
(1)管柱结构 不动管柱压裂3层的压裂工艺管柱由水力锚、Y341压裂封隔器、滑套喷砂器、坐封球座及割缝喷砂器等组成(图2)。
图2 分层酸化压裂管柱1、7)水力锚;2、4、6)Y341封隔器;3、5)滑套喷砂器;8)坐封球座;9)割缝喷砂器(2)施工工艺 按设计要求配好管柱;连接管线,循环泵、替液(正反顶替均可);先投球(Ê35mm)至坐封球座处,油管内憋压15MPa 坐封封隔器,继续憋压至20MPa 并打掉球座心子下落至割缝喷砂器底部挡球孔板处,然后按照下层压裂(酸化)设计要求进行下层压裂(酸化)施工;压裂中层时,再投球(Ê38mm)至滑套喷砂器处,油管内憋压15~20M Pa,将滑套喷砂器的心管和球压到底部坐封球座处,密封下层,再按照压裂(酸化)设计要求进行第二层压裂(酸化)施工;压裂上层时,再投球(Ê45mm )至上部滑套喷砂器处,油管内憋压15~20MPa 将滑套喷砂器的心管和球压到中间滑套喷砂器处,密封下面两层,再按压裂(酸化)设计要求进行第三层压裂(酸化)施工;压裂(酸化)施工完成以后,从套管泵入洗井液进行反洗井快速排酸或冲砂,然后上提管柱解封封隔器,起出施工管柱。
(3)管柱特点 该管柱可以不动管柱进行2层或3层分层压裂施工,在施工前可以大排量正反替液;该管柱还可以用于2层或3层分层酸化作业施工,而且管柱设计有反洗井通道,可以很方便地进行反洗井冲砂或排酸作业,施工简单方便,施工成本低。
配 套 工 具笔者在研究分层酸化压裂配套管柱的同时,对其中配套的封隔器、喷砂器、坐封球座等工具进行了研究和完善。
11Y341压裂封隔器(1)结构 Y341压裂封隔器主要由防撞、坐封、密封、反洗井、锁紧和解封等部分组成,其基本结构如图3所示。
(2)工作原理 油管内憋压,液力经中心管图3 Y341压裂封隔器结构示意图1)上接头;2)O 形密封圈;3)中心管;4)反洗套;5)反洗活塞;6)上胶筒座;7)外中心管;8)胶筒;9)隔环;10)下胶筒座;11)上活塞;12)上活塞套;13)下中心管;14)下活塞;15)锁环;16)锁套;17)坐封销钉;18)防撞环;19)下接头出液孔传入活塞室作用于上下活塞上,上部反洗活塞下行,密封反洗通道,下部的上活塞和下活塞上行压缩胶筒密封油套环空;同时锁套上行与锁环相互啮合锁紧,防止胶筒回弹,使其在工作过程中始终处于密封状态;反洗井时,从油套环空注入液体,液流经封隔器上外套栅状水流通道进入,推开反洗活塞进入内外中心管之间的通道,顶开坐封上活塞,从封隔器上活塞套出液孔流出,实现反洗;解封时,直接上提管柱解封封隔器;该封隔器还在封隔器的下部设计有防撞机构,可防止下管柱过程)50) 石 油 机 械2004年 第32卷 第2期中出现中途坐封。
(3)主要技术参数 表1为Y341压裂封隔器的主要技术参数。
表1 Y 341压裂封隔器主要技术参数型 号Y341)148封隔器Y341)115封隔器Y341)112封隔器总长/mm 136012501250最大外径/mm 148115112最小内径/mm 625050坐封压力/M Pa 12~1512~1512~15工作压差/M Pa 808080反洗排量/(m 3#h -1)453025工作温度/e150150150解封载荷/kN 15~2015~2015~20适应套管内径/mm154~161121~124118~12121定压喷砂器(1)结构 定压喷砂器由上接头、销钉、活塞和中心管组成,其结构图见图4。
图4 定压喷砂器1)上接头;2)销钉;3)活塞;4)盘根;5)中心管(2)工作原理 施工时,油管内憋压20MPa剪断销钉,活塞下落,压裂液即可由中心管长槽处喷出进行压裂。
(3)主要技术指标 定压喷砂器的主要技术指标列于表2。
表2 定压喷砂器主要技术指标型 号外径/mm 内径/mm 总长/m m 工作压力/M Pa 开启压力/M PaKPS )10010060560802031平衡阀(1)结构 平衡阀由外套、十字叉挡板、销钉、心管、盘根组成。
其结构图见图5。
图5 平衡阀1)外套;2)十字叉挡板销钉;3)销钉;4)心管;5)盘根(2)工作原理 施工时,该平衡阀始终处于密封状态,在起管柱时,油管内投入专用撞击杆撞击十字叉挡板,带动心管下行剪断销钉,漏出外套孔槽,油管内外连通,卸去油管内压力,方便管柱起出。
(3)主要技术指标 平衡阀的主要技术指标列于表3。
表3 平衡阀主要技术指标型 号外径/mm 内径/mm 总长/mm 工作压力/M Pa撞击力/N KPH )9494423608010041滑套喷砂器(1)结构 滑套喷砂器由上接头、喷砂管、心管、销钉组成。
其结构图见图6。
图6 滑套喷砂器1)上接头;2)喷砂管;3)销钉;4)心管;5)盘根(2)工作原理 施工时,投入适当的钢球至心管上部球座处,油管内憋压剪断销钉,心管及钢球下落,压裂液即可由喷砂管长槽处喷出进行压裂。
(3)主要技术指标 KHT )110型滑套喷砂器主要技术指标列于表4。
表4 KHT )110型滑套喷砂器主要技术指标型 号外径/mm 内径/mm 总长/mm 工作压力/M Pa 开启压力/M PaKHT )110110377008015~2051割缝喷砂器(1)结构 割缝喷砂器由坐封球座、割缝管、挡球孔板、下接头组成。
其结构见图7。
图7 割缝喷砂器1)坐封球座;2)割缝喷砂管;3)挡球孔板;4)下接头(2)工作原理 施工时,投入适当的钢球至坐封球座处,油管内憋压坐封封隔器后,继续憋压剪断销钉,球座下落至挡球孔板处,压裂液即可由割缝处喷出进行压裂。
(3)主要技术指标 割缝喷砂器的主要技术指标列于表5。
表5 割缝喷砂器主要技术指标型 号外径/mm 内径/mm 总长/mm 开启压力/M PaKGF )94946270020(下转第55页))51)2004年 第32卷 第2期肖国华:不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究层处理。
也可以考虑对强腐蚀的管段进行钝化和内部涂层处理,并做经济评估测试。
另外,应加强设备内部光洁处理,对于新更换容器、管线、管件和设备,在安装使用前,有必要进行石英砂打磨,进行内部光洁、钝化处理,达到预防腐蚀的目的。
(2)外部防腐处理多年来,设备管线的外部采用铝粉涂层防腐处理,在潮湿环境尤其是管线直接和土壤接近或接触的环境下,外部腐蚀的发生是很难通过铝粉涂层来消除的。
通过对腐蚀机理的分析,以及对防腐资料的收集研究,笔者提出针对以上类型的管线设备进行外接阴极保护法防腐,以达到降低设备、管线电位电势,消除空气中水分和土壤的腐蚀。
此类设备和管线包括:燃料气稳压力罐(容)1107)、空气储罐(容)3504、3505)、放空管线、排污管线等。
对于管件端面连接部位,由于端面和空气接触,端面间密封材料为惰性材质,有必要考虑对端面做钝化、密闭(隔绝空气)处理。
如法兰连接端面可以用钙基脂填充密闭,隔绝空气和水,消除电化学腐蚀(见图4)。
41消除焊接热应力现场经验表明,焊接接头腐蚀比其它区域明显严重,鉴于此,加强焊接过程的质量控制很有必要。
在对原料气、酸气和MDEA溶液管线的分析中发现,SSCC(即源于高硬及残余应力处的硫化物应力腐蚀开裂)是导致腐蚀穿孔的主要原因,分析原因在于焊后未消除热应力,从而产生SSCC,导致焊缝处腐蚀穿孔而泄漏。