CN104533354B - 一种小井眼侧钻井塞式防砂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小井眼侧钻井塞式防砂方法，包括以下步骤：S1.起出生产管柱；S2.下冲砂管柱；S3.冲砂管柱下至砂面位置后进行冲砂作业；S4.完成防砂管柱；S5.地面管线试压；S6.灌井筒；S7.前置液；S8.井筒塞式砾石充填；S9.顶替液；S10.候凝；S11.钻塞、留塞。本发明利用可固结化学防砂支撑剂在防砂目的层的井筒内低泵压充填形成一个挡砂柱塞，有效将地层砂阻挡在井筒外，防止进入井筒，同时由于挡砂柱塞本身具有2μm2左右渗透率，不影响地层流体通过，达到既防砂又维持生产的目的，克服了常规高泵压砾石充填施工风险高，低泵压砾石充填量小、难以形成完整连续挡砂屏障，防砂效果不理想的问题，应用于小井眼侧钻井防砂一次成功率100％，单井连续生产超过500天。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种小井眼侧钻井塞式防砂方法。
背景技术
侧钻井为在直井套管内开窗钻出侧钻井眼，采用尾管悬挂结构，下小套管固井、射孔完井的一种油井井身结构，常见Ф139.7mm外径套管悬挂Ф95.3mm外径小套管，对于疏松砂岩油藏，侧钻井出砂是油田众多出砂类型中一种较为常见的形式，必须开展防砂措施方能保证生产的顺利开展。
目前防砂措施有挂滤砂管防砂、溶液固砂及机械或化学砾石充填防砂等。滤砂管防砂是向井筒内下入各种型号滤砂管阻挡地层砂进入到泵筒内的一种简易防砂方式；溶液固砂是向出砂储层注入可固化溶液型化学药剂将松散地层砂固结，防止出砂；砾石充填是目前对于出砂井最为有效的治理对策，已经在行业内形成共识，按工艺和所用的材料可分为机械防砂和化学人工井壁防砂两大类，机械防砂是井筒内下入防砂筛管后，对出砂储层进行砾石充填(石英砂或陶粒)，砾石在近井地带、射孔孔眼和筛套环空内形成大范围连续性的挡砂屏障，达到到阻挡储层出砂的目的，化学人工井壁防砂是采用可固结的化学防砂支撑剂对出砂储层进行砾石充填，支撑剂在储层条件下固结后，在近井地带和射孔孔眼内形成高强度人工井壁挡砂屏障，达到阻挡储层出砂的目的。
滤砂管防砂和溶液固砂主要针对少量出砂的储层，对于出砂严重储层则收效甚微。砾石充填防砂虽然防砂效果突出，但在小井眼侧钻井上应用时受到了井筒条件的制约，因为砾石充填防砂成功与否的关键就在于针对储层条件和出砂状况设计足够的充填砾石量，从而使充填过程中砾石在近井地带形成范围连续的挡砂屏障或人工井壁，方能保证防砂效果，因此砾石充填施工压力基本高于储层临界破裂压力或接近临界破裂压力，但对小井眼侧钻井砾石充填防砂时，由于井筒内有悬挂器，为保护悬挂器，目前通用的做法是控制施工压力小于15MPa，对于部分临界破裂压力大于15MPa的储层，往往出现实际砾石充填量远远小于设计的充填量的情况，结果导致侧钻井防砂效果不理想，投产后1-2个月便再次出砂，造成防砂过早失效。目前也有油田研发侧钻井用小直径封隔器，下入至悬挂器下方小井眼井筒内，保护悬挂器不承受施工压力，实现了砾石充填，取得了不错的防砂效果，但由于砾石充填过程中施工压力较高，高施工压力下井筒套变等风险进一步增大，且小井眼内工具若出现问题，处理非常困难。
发明内容
本发明要解决的是小井眼开采，地层砂进入到井筒内的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种小井眼侧钻井塞式防砂方法，包括以下步骤：
S1.起出生产管柱：起出油井内生产管柱；
S2.下冲砂管柱：冲砂管柱包括油管、变扣接头、小油管和冲砂笔尖，依次螺纹连接；
S3.冲砂：冲砂管柱下至砂面位置后进行冲砂作业；
S4.完成防砂管柱：冲砂合格后，上提冲砂管柱至防砂目的层位顶界50±1.0m后井口坐好采油树；
S5.地面管线试压：地面管线由泵车连接至采油树油管阀门，关闭油管阀门，用泵车将地面管线打压至20MPa，稳压5min内泵车压力下降小于0.5MPa为试压合格；若试压不合格，检查泵车与采油树油管阀门的密封性；
S6.灌井筒：试压合格后，打开采油树油管阀门及套管阀门，泵车自油管(3)泵入携砂液，携砂液为清水+0.3％CMC，待套管出口返液后关闭套管闸门；
S7.前置液：泵车自油管泵入前置液5-30m3，前置液为携砂液，泵车排量0.4-0.5m3/min，控制泵压小于15MPa；
S8.井筒塞式砾石充填：前置液泵入完成后，向携砂液中加入可固结化学防砂支撑剂，可固结化学防砂支撑剂与携砂液质量百分比控制在3-30％，控制泵压小于5MPa，充填初期泵车压力平稳，并随充填过程进行泵车压力略有上升，待泵车压力突然升高至10MPa左右时，停止加砂，表明可固结化学防砂支撑剂已将防砂目的层段内套管填满，埋住防砂目的层，充填过程结束，停泵沉砂5min，使油套管内的可固结化学防砂支撑剂沉降；
S9.顶替液：停泵5min后启动泵车，怠速泵入清水作为顶替液，泵入量为井筒内Φ73mm油管容积，若泵入过程中泵车压力快速上升，则结束顶替液泵入，关井；
S10.候凝：关井候凝24h，待可固结化学防砂支撑剂完全固结；
S11.钻塞、留塞：起出井内管柱，下螺杆钻钻塞至距防砂目的层顶界1±0.2m，彻底洗井，洗出井筒内钻碎的可固结化学防砂支撑剂，此时便在防砂目的层位的井筒内形成一个具有一定渗透率和高胶结强度的挡砂柱塞。
进一步地，所述生产管柱包括油管(3)、抽油杆和抽油泵。
进一步地，步骤S2包括Φ139.7mm套管直井段下入Φ73mm油管，Φ95.3mm套管侧钻段下Φ60.3mm油管带Φ60.3mm冲砂笔尖。
进一步地，步骤S3中的冲砂作业为向冲砂管柱内泵入冲砂液冲砂至防砂目的层位底界30±1.0m后彻底洗井一倍井筒容积以上，冲砂液为清水，关井4小时待油套环空内未洗净的砂完全沉淀，冲砂管柱复探砂面位置，砂面位置距防砂目的层底界30±5m内为合格，若砂面位置距防砂目的层底界小于30-5m继续执行冲砂作业，若砂面位置距防砂目的层底界大于30+5m执行填砂作业；
填砂作业为向冲砂管柱内用400型泵车泵入填砂液，填砂液为0.425-0.85mm石英砂与清水的混合液，石英砂与清水的质量百分比控制在5-8％，泵车排量控制在0.3-0.4m3/min，完成后关井4小时待油套环空内的石英砂完全沉淀，冲砂管柱复探砂面位置。
进一步地，步骤S7为泵车自油管泵入前置液5-10m3，前置液为携砂液，泵车排量0.4-0.5m3/min，控制泵压小于5MPa。
进一步地，步骤S8中可固结化学防砂支撑剂与携砂液质量百分比控制在5-8％。
进一步地，步骤S8中的可固结化学防砂支撑剂为多涂层预包砂防砂支撑剂，固结温度25℃，固结强度大于6MPa，固化渗透率大于1-2μm2。
本发明具有的优点和积极效果是：利用可固结化学防砂支撑剂在防砂目的层的井筒内低泵压充填形成一个挡砂柱塞，有效将地层砂阻挡在井筒外，防止进入井筒，同时由于挡砂柱塞本身具有2μm2左右渗透率，不影响地层流体通过，达到既防砂又维持生产的目的，克服了常规高泵压砾石充填施工风险高，低泵压砾石充填量小、难以形成完整连续挡砂屏障，防砂效果不理想的问题，本发明应用于小井眼侧钻井防砂一次成功率100％，单井连续生产超过500天。
附图说明
图1是小井眼侧钻井塞式防砂方法流程图；
图2是冲砂管柱示意图。
图中：1-侧钻井井筒；2-侧钻井悬挂器；3-油管；4-变扣接头；5-小油管；6-冲砂笔尖；7-防砂目的层。
具体实施方式
如图1所示，港284-1k井，该井为大港油田港东油田一口侧钻井1，悬挂器2为792.28-794.48m，开窗为863-866mm，直井段套管外径φ139.7mm，内径φ124.1mm，侧钻小井眼段套管外径φ95.25mm，内径φ82.25mm，生产层位为NmⅢ4，防砂目的层7为1590.8-1595m。
S1.起出油井内生产管柱，包括油管、抽油杆及抽油泵。
S2.下冲砂管柱，Φ73mm油管3+900mΦ60.3mm油管5+Φ60.3mm笔尖6依次螺纹连接，探砂面，砂面位置1559.8m。
S3.冲砂采用400型泵车向冲砂管柱内泵入清水冲砂液进行冲砂至1626m，距防砂目的层底界31m，关井4小时后冲砂管柱复探砂面位置1624.65m，距防砂目的层底界29.65m，砂面位置合格。
S4.上提冲砂管柱至1540m，距防砂目的层顶界50.8m，井口坐好采油树。
S5.地面管线由泵车连接至井口油管阀门，用泵车将地面管线打压至20MPa，稳压5min，泵车压力19.8MPa，压力下降0.2MPa，试压合格。
S6.试压合格后，打开采油树油管及套管阀门，泵车自油管注入携砂液，携砂液为清水+0.3％CMC，泵入携砂液1.8m3后套管出口返液，关闭套管闸门。
S7.泵车自油管泵入前置液10m3，前置液为携砂液，泵车排量0.425m3/min，泵压3.8MPa。
S8.前置液泵入完成后，向携砂液中加入多涂层预包砂防砂支撑剂，多涂层预包砂防砂支撑剂与携砂液质量百分比5.8％，泵压4.3MPa，充填初期泵车压力平稳，累计加入可固结化学防砂支撑剂1.21t时，泵车压力突然升高至8.3MPa，立即停止加砂，停泵沉砂5min，泵压下降至5.2MPa。
S9.启动泵车，怠速泵入清水顶替液1.3m3后泵车压力升至7.6MPa，停泵，结束泵注，关井。
S10.关井候凝24h，等待多涂层预包砂防砂支撑剂完全固结。
S11.起出井内管柱，下φ70mm螺杆钻带φ75mm六棱钻头钻塞至1589.8m，距防砂目的层顶界1m，彻底洗井，洗出井筒内钻碎的多涂层预包砂防砂支撑剂。
本发明方法达到最优防砂效果的关键在于，一方面井筒塞式充填过程中要保证可固结化学防砂支撑剂将防砂目的层段井筒完全埋住，形成的塞面高于防砂目的层顶界，判断方法为充填过程中泵车压力突然升高，因为可固结化学防砂支撑剂埋住防砂目的层后，携砂液进入地层通道受阻，导致泵车压力快速上升。另一方面候凝后钻塞、留塞位置要合适，充填结束后井筒内可固结化学防砂支撑剂形成的塞面基本距防砂目的层顶界10m以上，若钻塞过浅，塞面距防砂目的层顶界过远将不利于储层流体进入井筒，影响防后生产效果，若钻塞过深，塞面钻过防砂目的层顶界，留塞不能完全埋住防砂目的层，将不能达到防砂效果，因此钻塞过程中需钻掉多余的塞、保留需要的塞，考虑到钻塞过程中螺杆钻管柱由于重力作用伸缩产生的误差，综合考虑，钻塞钻至距防砂目的层顶界1±0.2m为宜。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种小井眼侧钻井塞式防砂方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.起出油井内生产管柱；
S2.下冲砂管柱，所述冲砂管柱包括油管(3)、变扣接头(4)、小油管(5)和冲砂笔尖(6)，该油管(3)、变扣接头(4)、小油管(5)和冲砂笔尖(6)依次螺纹连接；
S3.冲砂管柱下至砂面位置后进行冲砂作业；
S4.上提冲砂管柱至防砂目的层顶界50±1.0m后井口坐好采油树；
S5.进行地面管线试压，包括地面管线由泵车连接至采油树油管阀门，关闭油管阀门，用泵车将地面管线打压至20MPa；
稳压5min内泵车压力下降小于0.5MPa为试压合格；
若试压不合格，检查泵车与采油树油管阀门的密封性；
S6.试压合格后，打开采油树油管阀门及套管阀门，泵车自油管(3)泵入携砂液，携砂液为清水+0.3％CMC，待套管出口返液后关闭套管闸门；
S7.泵车自油管(3)泵入前置液5-30m3，前置液为携砂液，泵车排量0.4-0.5m3/min，控制泵压小于15MPa；
S8.前置液泵入完成后，向携砂液中充填可固结化学防砂支撑剂，可固结化学防砂支撑剂与携砂液质量百分比控制在3-30％，控制泵压小于5MPa，充填初期泵车压力平稳，并随充填过程进行泵车压力上升，待泵车压力突然升高至10MPa时，停止充填，表明可固结化学防砂支撑剂已将防砂目的层段套管填满并埋住防砂目的层，充填过程结束，停泵沉砂5min，使油套管内的可固结化学防砂支撑剂沉降；
S9.停泵5min后启动泵车，怠速泵入清水作为顶替液，泵入量为井筒内Φ73mm油管(3)的容积，若泵入过程中泵车压力快速上升，则结束顶替液泵入，关井；
S10.关井候凝24h，待可固结化学防砂支撑剂完全固结；
S11.起出井内管柱，下螺杆钻钻塞至距防砂目的层段顶界1±0.2m，彻底洗井，洗出井筒内钻碎的可固结化学防砂支撑剂，此时便在防砂目的层的井筒内形成一个具有一定渗透率和高胶结强度的挡砂柱塞。
2.根据权利要求1所述的防砂方法，其特征在于：所述生产管柱包括油管(3)、抽油杆和抽油泵。
3.根据权利要求1所述的防砂方法，其特征在于：步骤S2包括Φ139.7mm套管直井段下入Φ73mm油管，Φ95.3mm套管侧钻段下Φ60.3mm小油管带Φ60.3mm冲砂笔尖。
4.根据权利要求1所述的防砂方法，其特征在于：步骤S3中的冲砂作业为向冲砂管柱内泵入冲砂液冲砂至防砂目的层位底界30±1.0m后，彻底洗井一倍井筒容积以上，冲砂液为清水，关井4小时待油套环空内未洗净的砂完全沉淀，冲砂管柱复探砂面位置，砂面位置距防砂目的层底界30±5m内为冲砂合格，若砂面位置距防砂目的层底界小于25m继续执行冲砂作业，若砂面位置距防砂目的层底界大于35m执行填砂作业；
填砂作业为向冲砂管柱内用400型泵车泵入填砂液，填砂液为0.425-0.85mm石英砂与清水的混合液，石英砂与清水的质量百分比控制在5-8％，泵车排量控制在0.3-0.4m3/min，完成后关井4小时待油套环空内的石英砂完全沉淀，冲砂管柱复探砂面位置。
5.根据权利要求1所述的防砂方法，其特征在于：步骤S7为泵车自油管(3)泵入前置液5-10m3，泵车排量0.4-0.5m3/min，控制泵压小于5MPa。
6.根据权利要求1所述的防砂方法，其特征在于：步骤S8中可固结化学防砂支撑剂与携砂液质量百分比控制在5-8％。
7.根据权利要求1所述的防砂方法，其特征在于：步骤S8中的可固结化学防砂支撑剂为多涂层预包砂防砂支撑剂，固结温度25℃，固结强度大于6MPa，固化渗透率大于1μm2。
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