水力喷砂射孔工艺及在现场的应用样本
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水平井水力喷射射孔环空加砂工艺安全分析及措施示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月水平井水力喷射射孔环空加砂工艺安全分析及措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。
开工以来,油井水平井压裂改造工艺发生了较大的变化,多数井压裂改造方式从水力喷射油管加砂分段压裂调整为水力喷射环空加砂分段压裂,由于工艺变更,产生了新的安全风险。
为了确保新工艺技术成功应用,保障施工安全,各级技术管理者和现场操作人员必须严格执行操作规程和技术要求,认真进行工艺安全分析,制定有针对性的预防处置措施。
一、水力喷射环空加砂压裂的优点1、环空过流截面大(是2?"油管内过流截面的2倍),液体的流速低,与管柱的磨擦阻力小,对油管磨损小,可以延长油管的使用寿命。
2、环空内流速低,可以降低压裂液在管内的流动剪切速率,提高携砂性能,降低支撑剂在施工管柱内脱砂形成砂堵的概率。
3、采用油管内喷砂射孔,环空内加砂压裂,喷枪只进行射孔作业,可以提高水力喷枪的使用寿命。
4、管壁磨阻小,相对应施工压力就比油管内注入压力低,可以显著地降低施工水马力,降低压裂施工成本。
5、该工艺管柱带有下封隔器,能够连续拖动进行分层压裂。
二、风险识别1、环空容积大(25.0-35.0m3),一旦出现管内砂堵,环空沉砂量大,易造成沉砂卡钻,处理难度高。
小直径连续油管水力喷砂射孔环空压裂技术在切六9—15井的试验应用【摘要】连续油管技术是石油天然气勘探开发中一项蓬勃发展的技术,在世界范围内已经用于到了新技术方面,连续油管也已经广泛用于压裂施工。
青海油田自2009年5月引进1-1/2〞连续油管作业车以来只能应用于一些简单的运用,如:气举、冲砂、酸化等,为了更高效的应用此设备,由工程技术人员牵头与江汉机械研究所合作、大胆尝试了国内首次使用1-1/2〞连续管进行的压裂试验取得了成功,为青海油田高原油田开发作业的提速提效,提供了新的思路和发展方向。
本文重要阐述了连续油管水力射孔环空压裂技术在切六9-15井的试验应用情况。
【关键词】连续油管水力喷砂射孔环空压裂试验低渗透油气田是我国石油工业稳定发展的重要资源,水力压裂能经济有效开发低渗透油气藏的重要手段,而连续油管水力喷射压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术,适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造,是低渗透油藏压裂增产的一种有效方法,此技术已经在国内得到广泛应用。
在切六9-15井进行工艺应用试验验中,施工人员连续作战,应用连续油管试压、通井、替泥浆工艺后,立即连接连续油管喷砂射孔工具,安装环空压裂专用井口,成功完成了环空压裂施工作业,使新井压裂投产施工工期由常规作业8天缩短至4天,实现了提速、提效。
1 工艺原理1.1 连续油管水力喷砂射孔连续油管水力喷砂射孔是用地面压裂车将混有一定浓度磨料(一般为石英砂、陶粒)液体加压,通过油管泵送至井下,液体经喷射工具的喷嘴,高压势能转换成动能产生高速射流,磨料射流以冲量做功射穿套管和近井地层,形成一定直径和深度的射孔孔眼。
水力喷砂射流的破岩能力随压力和排量的增加而增加,一定条件下,磨料的浓度和粒度存在最佳值,存在着最优射孔时间和最大射孔深度。
水力喷砂射孔优于常规聚能炮射孔,没有形成压实带污染,可以减轻近井筒地带应力集中,有利于提高近井筒地带渗透率,穿透近井筒污染带,泄油面积增大,有利于降低生产压降,增加向井筒的渗流速度,提高未污染地层流向井筒的液体,从而提高油井产量。
TUHA R&D水力喷射深穿透射孔技术研究及应用吐哈石油钻采工艺研究院2005年8月目录前言一、立项背景二、水力喷射深穿透射孔技术简介三、水力喷射深穿透射孔技术的优点及应用范围四、水力喷射深穿透射孔技术在吐哈油田的适应性分析及选井条件五、射孔工具改进研究六、现场应用效果和经济效益七、认识和结论八、存在问题及改进方向水力深穿透射孔技术研究及应用吐哈油田钻采工艺研究院(2005.8)摘要:水力深穿透射孔的井下工具主要由控制部分、喷射系统和冲孔部分组成。
它利用油管传输动力液,分别驱动井下两个不同的液马达,一个马达驱动铣刀完成套管铣孔开窗,另一马达实现地层径向钻孔实现深穿透射孔的目的,从而在油层和井筒之间建立一个直径大、长度长、清洁无污染的液流通道,同时将地层岩屑带走,套管和水泥环不会受伤害。
由此克服了炮弹射孔粉压作用造成的二次污染。
水力深穿透射孔技术,是低渗地层完井、地层改造、提高采收率的一项有效新技术,为油田提供了一种改变传统增产增注和改善剖面矛盾的新技术。
本文主要介绍水力射孔技术在吐哈油田的研究、应用情况及效果等。
主题词:水力深穿透射孔控制部分地面系统井下工具应用效果前言最早的水力射孔主要以喷嘴固定和套管对称割缝等形式来实现,但它们都有一个共同的缺点,喷嘴在井下不能径向移动延伸,射出的孔眼径向距离短,孔道尺寸形状不规则,对油井套管和固井水泥环都有不同程度的伤害或损坏,射孔达不到预期的目的和效果。
从20世纪80年代中期开始,先后在美国、加拿大逐步发展起来的一种新型射孔技术,虽然该技术在数十年的发展中,进行了多次技术升级,但归根到底不外乎以下两种主要模式:第一、套管冲孔+高压水力喷射切割岩石射孔;第二、套管钻孔开窗+水力地层径向钻孔射孔。
前者是最早研制开发的,高压水力喷射深穿透射孔技术的实质是完全利用水力作用,液压冲击头冲开套管,带软管的喷射头从冲击头的中心孔中径向向外伸出,以高压流体切割地层的方式完成射孔的。
水力喷砂射孔技术介绍水力喷砂射孔技术的原理是通过水流和砂粒的高速碰撞,利用水力冲击能量将砂粒投射到目标表面,形成高速冲击力,从而将表面的污垢、油渍、老旧涂层等物质冲刷掉。
水力喷砂射孔技术通常需要采用高压水泵将水流推送到水枪或喷嘴中,同时加入砂粒,通过控制水流和砂粒的速度和压力来实现不同的射孔效果。
水力喷砂射孔技术的优点主要体现在以下几个方面。
首先,由于水力喷砂射孔技术使用的是水和砂粒,不需要使用任何化学溶剂或有害物质,因此对环境无污染,对人体无害,符合环保要求。
其次,水力喷砂射孔技术具有高效快速的特点,可以迅速清理大面积的杂质、油污或涂层,节省了人力和时间成本。
此外,水力喷砂射孔技术对于硬度较高的材料,如混凝土、岩石等,也有较好的清理效果,可以有效提高表面的粗糙度和附着力,为后续的修复和涂装提供良好的基础。
水力喷砂射孔技术在许多领域都有广泛的应用。
首先,在建筑和房屋装修领域,水力喷砂射孔技术可以用于清理墙面、地面或天花板上的污渍和涂层,恢复表面的平整度和粗糙度,提供更好的装修效果。
其次,在桥梁和道路维修中,水力喷砂射孔技术可以用来清理老旧涂层、路面修补和防腐保护,延长桥梁和道路的使用寿命。
此外,水力喷砂射孔技术还可以应用于船舶、管道、储罐等重工业领域的清洗和防腐维护工作。
使用水力喷砂射孔技术时需要注意以下几点。
首先,射孔时需要根据不同的工作要求调整水流和砂粒的速度、压力和喷嘴型号,以确保达到预期的清洁效果。
其次,操作人员需要佩戴适当的个人防护装备,如防护眼镜、口罩、手套等,以避免射孔过程中的飞溅物伤害。
同时,要注意施工环境的通风和安全管理,防止射孔过程中的意外事故发生。
最后,使用水力喷砂射孔技术时,需要根据不同材料的硬度和表面性质选择合适的砂粒类型和粒径,避免过度冲击导致损坏表面。
综上所述,水力喷砂射孔技术是一种高效、环保且广泛应用的射孔技术。
在建筑、桥梁、道路等各个领域都有着广泛的应用前景。
但在实际施工过程中,需要根据不同的工作要求和材料性质来进行调整和选择,以达到最佳的清洁效果和使用效果。
水力喷砂射孔施工方案1. 引言水力喷砂射孔施工是一种常见的岩体加固和地质勘探方法,该方法利用高压水流和砂浆推动喷嘴从岩体内部孔隙冲刷出来,以加强岩体的稳定性和减少渗水。
本文档将详细介绍水力喷砂射孔施工方案。
2. 施工工艺水力喷砂射孔施工分为以下几个步骤:2.1 前期准备在施工前,需要进行以下准备工作:•确定射孔位置和布局:根据岩体的结构和设计要求,确定射孔孔隙的位置和布局。
•准备设备和材料:包括高压水泵、喷砂机、喷嘴、水管、砂浆等。
•组织施工人员:确保有足够的人力资源来进行施工作业。
•安全防护:确保施工现场的安全,包括佩戴防护装备、设置安全警示标志等。
2.2 施工步骤2.2.1 钻孔首先,使用钻机在岩体上钻孔,钻孔直径和深度根据设计要求确定。
钻孔的位置应根据结构特点、荷载条件和设计要求来选择,以确保施工的有效性。
2.2.2 清洗孔道钻孔完成后,需要使用高压水泵将孔道内的泥浆和杂质冲刷掉。
清洗孔道的目的是减少孔隙中的阻力并提高后续灌浆的效果。
2.2.3 喷砂清洗孔道后,将喷砂机连接到高压水管上,并将喷砂机的喷嘴插入钻孔中。
开启高压水泵,将高压水流和砂浆一起注入岩体孔隙中。
喷砂的目的是通过冲刷作用,将岩体孔隙内的杂质冲刷出来,增加岩体的稳定性。
2.3 清理残渣喷砂完成后,需要对施工现场进行清理,清除残留的砂浆和岩屑,确保施工质量和安全。
3. 施工注意事项水力喷砂射孔施工过程中需要注意以下问题:•安全防护:在施工现场应设置相关的安全警示标志,施工人员应佩戴安全防护装备。
•设备维护:定期对喷砂机、钻机等设备进行维护保养,确保其正常运行。
•施工人员培训:施工人员应具备相关的专业知识和技能,以确保施工的正确性和安全性。
•施工质量控制:对施工过程进行监督和检查,确保施工质量符合设计要求。
4. 结论水力喷砂射孔施工是一种有效的岩体加固和地质勘探方法。
通过正确的施工工艺和注意事项,可以提高施工效率和质量,以满足设计要求和工程需要。
水力喷砂射孔工艺及在现场的应用
前言
随着低渗透油藏开发力度不断加大 ,越来越多的储量得到动用。
可是由于储层地质特征或井身结构不适宜直接进行水力压裂或酸化改造 ,如对于固井质量不好、上下有水层、地层压力过高而不能进行压裂改造的极小薄层、薄互层等要求射孔位置精度较高的井 ,为了实现有效挖潜目的层 ,水力喷砂射孔是一种行之有效的技术手段。
水力喷砂射孔是用地面压裂车将混有一定浓度石英砂的水浆加压, 经过油管泵送至井下, 水砂浆经过井下射孔工具的喷嘴喷射出高速射流, 刺穿套管和近井地层, 形成一定直径和深度的射孔孔眼, 水力喷砂射孔能够产生比常规射孔更大更深的射孔孔眼, 高度可由地面调节, 特别是水力喷砂射孔能够避免常规射孔产生的压实带, 而且应力松弛带动井筒裂缝的张开和孔隙度渗透率得到提高, 同时孔跟不会上下延伸沟通水层, 因此水力喷射具有很强的技术特色, 对底水或者气顶等特殊油藏改造尤为适宜。
1工作原理及特点
1.1 工作原理
由动量-冲量定律可知 ,高压泵将带有磨料(一般是石英砂)的液体 ,从油管经特制的喷嘴将压头转换为速度 ,即给液流中的砂粒以动量 ,该动量与套管、岩层或其它障碍物接触时,动量的速度突然降为0 ,此时含砂射流以冲量做功 ,于是便产生了水力喷砂射孔技术。
1.2 特点
喷砂射孔与普通射孔相比具有以下特点:穿透深 ,对污染半径小的储层能够起到射孔、解堵的双重目的;在孔眼周围形成清洁通道 ,不会形成压实带造成储层伤害;射孔孔径较大;能够根据不同的井身结构和层段有选择地进行射孔。
2喷砂射孔方案设计方法
2.1 喷射参数的设计
(1) 喷射排量。
喷砂射孔过程首先需要确定最小的施工排量 ,确保喷射过程砂浆的顺利排
出。
根据理论分析及现场经验 ,应用密度2.65g/cm3的石英砂进行喷射施工, 10%砂比顺利返出 ,一般要求流速大于 1.2 m/ s。
在设计时首先需要根据井身结构确定最低施工排量 ,例如对于内径 124.26 mm套管×外径73 mm油管 ,要保证砂浆的顺利返出 ,至少要求排量大于0.3m3/min ,现场一般采用0.5 m3/ min。
(2) 喷射层位及喷枪个数。
喷枪一般长度为35~40cm ,能够根据地质要求及油层厚度确定下入喷枪的位置及个数。
一般来讲, 排量1.0m3/min ,对于喷嘴直径3.8m左右的工具能够保证8孔孔眼压差20MPa。
例如,对于3000 m以内的油井 ,在地面设备许可的条件下排量达到3.0 m3/min ,能够下入8只喷枪 ,共24孔。
根据试验及理论分析 ,水力喷砂射孔过程的喷射时间、喷射深度及压力之间存在如下关系:
V
=240Q/nπd2 (1)
L max =6.4dV
0/
(V
th
+ΔV
P
) (2)
t = 2.535 × 105×H{6.4dV
0/(2.18H +ΔV
P
)2ln[6.4 dV
0/
6.4
dV02(2.184H+ΔV
P )L]-L/(2.184H+ΔV
P
)} (3)
Lt = 0
Lt →∞= Lmax
式中: Q 为喷射排量 ,m3/min ; n 为喷嘴孔数 ,个; d为喷嘴直径 ,mm; Cd 为孔眼流量系数; V0为喷射速度 ,m/s ;Lmax为最大喷射深度 ,mm; Vth为临界喷射速度 ,m/s ;ΔVp为在喷射孔由于回流导致的速度损失 ,m/s;H为材料的洛氏硬度; t 为喷射时间,s。
对于上述方程能够采取数值方法求解 ,为方便预测有关参数 ,列出了不同材料的硬度及临界喷射速度(表1)。
表1 不同材料的硬度及临界喷射速
根据上述方法计算 ,孔眼压差在20MPa时,对于含铁砂岩喷射时间在20~30min液体利用率最高。
2.2 磨料的选择
实验表明 ,在一定压力和排量下 ,射孔深度不随磨料的浓度和磨料直径的增加而增加 ,相反在磨料粒径增加到一定程度时射孔深度反而有下降趋势。
这说明在一定压力和排量下磨料有一最佳浓度值和粒径值。
根据实验结果 ,最佳浓度范围为6 %~8 % ,适用浓度 4 %~10 % ,最佳粒径为 0.4~0.6 mm ,现场推荐采用5 %~8 % ,0.4~0.8mm的石英砂。
2.3 喷射工作液
工作液选用具有一定携砂能力、沿程阻力较小的液体 ,而且要特别重视油层的保护工作。
经过室内实验 ,决定采用 0.2 %~0.5 %HPG或 HPS ,粘度要求达到 20~40MPa·s 以上 ,以保证携砂性能。
推荐的施工配方:稠化剂 HPG的浓度为 0.2 %~0.5 %;防膨剂KCl的浓度为 1 %~2 %或DTE浓度为 0.2 %~0.3 % ,根据不同情况可加入杀菌剂、破乳剂等。
2.4 喷射管柱强度校核
喷枪位置的准确程度对于喷砂射孔是至关重要的 ,同时由于管柱承受较高的内压 ,管柱强度的校核是极为重要的。
根据工艺过程 ,经过井筒温度场的计算、压力场的计算、油管柱的受力分析、管柱的应力计算等建立了一套适合喷砂射孔的高压作业管柱设计分析方法。
3 现场应用
3月19日, 我机组对镇98井长3
, 2053.5-2054.5m进行了水力喷砂射孔
1
作业。
镇98井位于甘肃省庆城县土桥乡, 是鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的一口预探。