CN111485859A - 一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法 - Google Patents
一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111485859A CN111485859A CN202010328187.3A CN202010328187A CN111485859A CN 111485859 A CN111485859 A CN 111485859A CN 202010328187 A CN202010328187 A CN 202010328187A CN 111485859 A CN111485859 A CN 111485859A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bridge
- cable
- pumping
- pipe string
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 103
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 84
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 37
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 37
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 37
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 20
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/134—Bridging plugs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
- E21B43/1185—Ignition systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，确定电缆泵送桥射联作管串数据，确定自直井段开始泵送的桥射联作泵送程序，计算泵送管串到位后的上顶排量；利用电缆将桥射联作管串依靠自重下放至井斜30°～50°的直井段，在直井段进行一次校深；将桥射联作管串泵送到位；将桥塞提至坐封设计位置，地面控制系统供电点火完成桥塞坐封；计算重复泵送起动临界排量；在上翘井段直接起泵，将桥射联作管串泵送至射孔目的层段；上起跟踪完成校深，地面控制系统供电点火射孔；将管串起出井口即可。通过直接在上翘井段开泵进行重复泵送的桥射联作工艺，解决直井段重复泵送时效低、经济性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，属于油气井电缆泵送桥塞与射孔联作技术应用领域，特别适用于页岩气、致密油气、煤层气、砾岩油等非常规油气水平井眼轨迹井斜大于96°的上翘井电缆泵送桥射作业。
背景技术
电缆泵送桥塞与射孔联作简称电缆泵送桥射联作，它是在井筒和地层存在孔道或裂缝等沟通通道的前提下，借助井口电缆防喷装置，以电缆输送方式将桥塞和射孔管串依靠自重下放一定井斜深度(直井段或斜井段)后，通过压裂泵车和测井绞车配合，按照设计的泵送排量程序，借助流体流经管串与套管间隙产生的压差推力，将桥射联作管串泵送至目的层，校深定位后，通过地面控制系统与井下选发控制器建立通讯，寻址选发点火完成桥塞坐封，然后上起射孔枪串，对准设计射孔段进行井下寻址和智能选发点火，完成射孔。该工艺作为非常规储藏分段压裂改造的一项主体技术，已在四川长宁-威远、重庆涪陵、云南昭通等页岩气和山西煤层气以及新疆致密油等区块推广应用数百井次，在规模化应用中逐渐成熟完善。
但受油气储层倾角、水平井段钻井轨迹控制技术等因素的影响，部分油气水平井井眼轨迹上翘，井斜角一般大于96°，1500～2000m水平段A靶点和B靶点的垂深差一般在200～300m。上翘井中进行桥射联作存在安全风险，由于上翘井段井斜较大，桥射联作管串重力沿井眼轨迹方向存在分量，有沿水平段A靶点方向回溜下滑的趋势甚至是动作，桥塞坐封丢手的反作用力及射孔瞬间产生的高频震动，易引发或加剧桥射联作管串向A靶点方向反冲，导致管串顶部的电缆产生不可复原的弯曲变形，甚至是电缆窜入枪串与套管间隙而被射孔弹的射流射断，造成管串落井。
在上翘井中，一般先泵送完成上翘井段的桥塞坐封，桥塞丢手产生较大的反作用力，加剧管串在上翘井段的反冲下滑，此时电缆可能已经窜入管串与套管间隙，继续进行后续射孔，则存在电缆被射孔枪射断的风险，需要再将管串起至直井段，保障电缆处于拉伸状态，然后参照第一次的泵送程序进行二次泵送，将管串泵送至射孔井段，校深对准层位后点火射孔。
上述在第一次泵送完成桥塞坐封而未完成射孔的情况下，将管串由上翘井段起至直井段进行二次泵送的方法一般称为“直井段重复泵送法”，一定程度上保障了上翘井桥射联作安全，但却因为重复泵送井段较长，导致泵送作业时间和泵送液体消耗增加近一倍，严重影响了油气开发的经济性、时效性。
发明内容
本发明是针对现有“直井段重复泵送法”需要将管串从发生反冲下滑的上翘井段起至直井段再次泵送导致泵送距离翻倍、泵送时间长、效率低、经济性差的现状，目的在于提供一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，包括以下步骤：
步骤1，根据水平段上翘油气井分段分簇射孔设计，确定电缆泵送桥射联作管串数据，再结合井况数据以及泵送流体参数，确定自直井段开始泵送的桥射联作泵送程序，包括各井深井斜对应的泵送排量和下放速度；
步骤2，根据桥塞坐封及射孔位置的井斜角，计算泵送管串到位后的上顶排量；
步骤3，安装井口电缆防喷装置，利用电缆将桥射联作管串依靠自重下放至井斜30°～50°的直井段，在直井段进行一次校深；
步骤4，按照所述步骤1的泵送程序，通过电缆绞车与压裂泵车的配合，将桥射联作管串泵送到位；
步骤5，上提跟踪校深，将桥塞提至坐封设计位置，地面控制系统供电点火完成桥塞坐封；
步骤6，从桥塞坐封丢手位置将桥射联作管串上起一段距离，确保电缆处于拉伸状态后，停车；
步骤7，根据套管尺寸、桥射联作管串结构、流体参数计算重复泵送起动临界排量；
步骤8，在上翘井段直接起泵，将桥射联作管串泵送至射孔目的层段；
步骤9，上起跟踪完成校深，地面控制系统供电点火射孔；
步骤10，将管串起出井口，完成水平段上翘油气井桥射联作施工。
本发明进一步的改进在于，步骤2中，根据桥塞坐封及射孔位置的井斜角，采用如下公式计算泵送管串到位后的上顶排量；
式(1)及式(2)中：FP min是需要的最小上顶力，FP max是需要的最大上顶力；mt是管串质量；ρ是井液密度；Vt是管串体积；α是井斜角；f是管串与套管间的静摩擦系数；n是桥射联作管串因各组成部分外径不同而形成不同大小管串与套管间隙数量；Aj是桥射联作管串自上往下依次编号的各部分轴向压力作用面积；ki是由Aj组成的系数，
ΔPi是桥射联作管串自上往下依次编号的流体流经各部分管套间隙产生的压降；
式(3)中：ρ为流体密度；di为管串各组成部分直径；li、hi分别为各间隙的长度、高度；μ为泵送流体动力黏度；εi为管串与套管壁接触时的管套轴线偏心率；Q为上顶排量；
将公式(3)分别代入公式(1)与(2)中，求得保持管串静止所需的最小上顶排量Qmin、最大上顶排量Qmax，现场作业上顶排量设置为Qmin～Qmax范围内的任意值。
本发明进一步的改进在于，步骤3的具体过程为：利用桥射联作工程车后仓中的电缆绞车，依靠井口电缆防喷装置实现电缆动密封，通过电缆传输，将由井下张力仪、射孔枪串及桥塞组成的桥射联作管串，依靠自重下放至井斜30°～50°的直井段，然后完成直井段校深。
本发明进一步的改进在于，步骤4的具体过程为：电缆绞车按下放速度下放电缆，压裂泵车根据桥射联作工程车指令开泵、提排量开始泵送作业，桥射联作工程车的仪器中仓根据井下张力仪反馈的管串顶部的缆头张力大小实时监测井下管串泵送情况，并对泵送排量和电缆下放速度进行调整，根据固井质量测井曲线的套管深度和套管程序表确定桥塞泵送目标深度，当井下张力仪中的磁性定位器测出桥塞坐封位置以下一个套管接箍后，将泵送排量降为上顶排量，然后停绞车。
本发明进一步的改进在于，步骤5的具体过程为：保持上顶排量，然后以800～1200m/h速度上起电缆，上测套管接箍，至预定深度停车；将桥塞点火前套压上浮1～2MPa设置为压裂泵车的超压限值，地面控制系统供电点火坐封桥塞，依据井下张力仪反馈的张力信号来判断桥塞丢手，并结合磁定位信号来判断桥塞丢手后的管串滑移。
本发明进一步的改进在于，步骤6的具体过程为：根据设计射孔深度，选定射孔校深标准接箍并计算跟踪距，然后保持上顶排量上起电缆，待电缆拉伸、井下张力仪反馈的张力值恢复正常后，电缆绞车以不超过2000m/h速度上起电缆，上起电缆时记录每根套管接箍深度、套管长度并与套管数据进行对比，确认电缆处于拉伸状态且无余量；上起10～15根套管接箍，待选定套管接箍出现后继续上起6～8m停电缆绞车，上起到位后继续保持上顶排量。
本发明进一步的改进在于，步骤7中，采用下式计算重复泵送起动临界排量；
式(4)中：FPc是临界排量产生的泵送推力；mc是上翘井段电缆质量；Vc是上翘井段电缆体积；ΔPi是桥射联作管串自上往下依次编号的流体流经各部分管套间隙产生的压降。
本发明进一步的改进在于，步骤8的具体过程为：电缆绞车以300～500m/h初始速度下放电缆，同时在上顶排量的基础上，以0.1～0.2m3/min的增量提升排量，综合地滑轮高度与井下张力信号判断管串是否运动，如果地滑轮下坠或井下张力持续降低则继续以0.1～0.2m3/min的阶梯继续增加排量，如果地滑轮高度抬升，井下张力值增大，则以200m/h速度阶梯提升电缆绞下放速度，再结合套管接箍信号以及井下张力变化判断管串是否运动，管串开始运动后将电缆速度提升至600m/h，在第一根套管接箍识别出来之前不超过1000m/h，以减少井下电缆余量；管串起动后，根据套管接箍数据深度计算并对比单根套管长度，计算电缆余量，通过控制电缆绞车下放速度不超过2000m/h，确保井下电缆不留余量；若泵送速度达到2000m/h且井下张力增加超过1.0kN时，降低压裂泵车的排量，直到将管串速度控制在2000m/h以内；重复泵送至射孔标准接箍后，将排量降低至上顶排量，确认压裂泵车排量降低且井筒压力降低后，停止下放电缆。
本发明进一步的改进在于，步骤10的具体过程为：射孔完成后，在井斜大于96°的上翘井段保持上顶排量上起电缆，在将管串起离上翘井段后，停止注入上顶排量，继续上起电缆，直至将管串起出井口，完成水平段上翘油气井桥射联作施工。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明为水平段上翘油气井桥射联作提供了一种基于井下张力仪的安全高效解决方案，通过直接在上翘井段开泵进行重复泵送的桥射联作工艺，解决直井段重复泵送时效低、经济性差的问题；通过计算和设置上顶排量，可有效防止上翘井段桥塞坐封丢手反作用力和射孔高频震动引起的管串反冲下滑问题；通过合理设计和控制上翘井段开泵的重复泵送排量及速度，比直井段重复泵送工艺提高作业时效50％，减少泵液消耗50％。
附图说明
图1为上翘井桥射联作系统示意图；
图2为各种井斜角上翘井对应的泵注上顶力需求范围；
图3为各种上顶排量及上顶力关系曲线。
其中：1、桥射联作工程车；2、电缆绞车；3、地滑轮；4、天滑轮；5、井口电缆防喷装置；6、压裂管汇；7、压裂泵车；8、电缆；9、井下张力仪；10、射孔枪串；11、桥塞。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明。
请参阅图1～图3，一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，采用的作业系统包括：桥射联作工程车1、电缆绞车2、地滑轮3、天滑轮4、井口电缆防喷装置5、压裂管汇6、压裂泵车7、电缆8、井下张力仪9、射孔枪串10、桥塞坐封工具及桥塞11。所述井下张力仪9、射孔枪串10、桥塞坐封工具及桥塞11组成桥射联作管串，天滑轮4位于井口电缆防喷装置5上方。
其中，井下张力仪9包括地面控制面板、显示屏和井下设备，所述井下设备包括磁定位短节、张力短节和防爆隔离短节。磁定位短节用于感应油气井套管接箍并生成电信号，编码和上传至地面控制面板并在显示屏显示；张力短节用于实时监测下井管串顶部的缆头张力变化，并将张力信号通过电缆传输到地面控制面板并在显示屏显示；防爆隔离短节用于将井下张力仪上方的电缆及仪器电路与射孔枪隔离。
一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，包括以下步骤：
步骤1，根据水平段上翘油气井分段分簇射孔设计，确定电缆泵送桥射联作管串数据，再结合上翘井的井深、垂深、井斜、方位角、狗腿度、套管内径等基本井况数据以及泵送流体参数，采用泵送程序设计软件，确定自直井段开始泵送的桥射联作泵送程序，包括各井深井斜对应的泵送排量和下放速度；
步骤2，根据桥塞坐封及射孔位置的井斜角，计算泵送管串到位后的上顶力需求范围，即上顶排量，如图2所示。
为防止泵送到位后管串在上翘井段回溜下滑，需要保留一定的排量继续冲刷管串，以产生一定的上顶力阻止因管串重力沿井眼轨迹方向分量大于静摩擦导致的下滑趋势，因此需要先将排量降至一定值，再缓慢停绞车，保留的排量称为上顶排量。
泵注上顶排量的目的是保持管串静止，因此最小上顶力要能克服管串重力沿井眼轨迹方向分量与静摩擦的差值，最大不超过二者的合力。根据公式(1)～公式(3)，求解需求上顶力对应的最小上顶排量Qmin与最大上顶排量Qmax，上顶排量与上顶力关系曲线如图3所示，选取Qmin～Qmax范围内的任意值设置为上顶排量。
式(1)及式(2)中：FP min是需要的最小上顶力，FP max是需要的最大上顶力；mt是管串质量；ρ是井液密度；Vt是管串体积；α是井斜角；f是管串与套管间的静摩擦系数；n是桥射联作管串因各组成部分外径不同而形成不同大小管串与套管间隙(简称管套间隙)数量；Aj是桥射联作管串自上往下依次编号的各部分轴向压力作用面积；ki是由Aj组成的系数，推导证明可得
ΔPi是桥射联作管串自上往下依次编号的流体流经各部分管套间隙产生的压降。
式(3)中：ρ为流体密度；di为管串各组成部分直径；li、hi分别为各间隙的长度、高度；μ为泵送流体动力黏度；εi为管串与套管壁接触时的管套轴线偏心率；Q为上顶排量。
将公式(3)分别代入公式(1)与(2)中，通过求解关于上顶排量Q的一元二次方程即可求得保持管串静止所需的最小上顶排量Qmin、最大上顶排量Qmax，现场作业上顶排量设置为Qmin～Qmax范围内的任意值即可。
步骤3，安装井口电缆防喷装置5，利用电缆将桥射联作管串依靠自重下放至井斜30°～50°的直井段，在直井段进行一次校深，校深后通过地面控制系统检测桥射联作管串通讯正常；
具体过程为：利用桥射联作工程车1后仓中的电缆绞车2，依靠井口电缆防喷装置5实现电缆8动密封，通过电缆8传输，将由井下张力仪9、射孔枪串10、桥塞坐封工具及桥塞11组成的桥射联作管串，依靠自重下放至起始泵送位置(即井斜30°～50°的直井段，具体的下入深度及对应井斜以能完成直井段校深为准，即以直井段校深用短套管所在位置为准，校深后的深度称为直井段起始泵送位置)，然后完成直井段校深；校深后通过地面控制系统检测桥射联作管串通讯正常。
步骤4，按照所述步骤a设计的泵送程序，通过电缆绞车与压裂泵车的配合，将桥射联作管串泵送到位；具体的过程为：确认电缆绞车2、压裂泵车7、压裂管汇6及流程阀门准备到位后，电缆绞车2按下放速度下放电缆8，压裂泵车7根据桥射联作工程车1指令开泵、提排量开始泵送作业，桥射联作工程车1的仪器中仓根据井下张力仪9反馈的管串顶部的缆头张力大小来实时监测井下管串泵送情况，并对泵送排量和电缆下放速度适当调整，压裂泵车7提升和降低泵送排量时应快速、平稳、准确。根据固井质量测井曲线的套管深度和套管程序表确定桥塞泵送目标深度，当井下张力仪9中的磁性定位器测出桥塞坐封位置以下一个套管接箍后，将泵送排量降为上顶排量，然后缓慢停绞车。
步骤5，上提跟踪校深，将桥塞提至坐封设计位置，地面控制系统供电点火完成桥塞坐封；具体过程为：保持上顶排量，然后以800～1200m/h速度上起电缆8，上测套管接箍，至预定深度准确停车，确定深度无误。由于桥塞坐封过程中胶皮膨胀，流体流动间隙变小，上顶排量产生的上顶力急剧增大易对电缆弱点造成一定的损伤或破坏，为此，借助于桥塞膨胀对间隙流动的节流作用导致套压上涨，通过设置超压限值来控制压裂泵车在合适时机停泵，超压限值设置以桥塞点火前套压上浮1～2MPa为准。将桥塞点火前套压上浮1～2MPa设置为压裂泵车7的超压限值。压裂泵车自动停泵超压限值设置完毕后，地面控制系统供电点火坐封桥塞，依据井下张力仪9反馈的张力信号来判断桥塞丢手，并结合磁定位信号来判断桥塞丢手后的管串滑移。
步骤6，从桥塞坐封丢手位置将桥射联作管串上起一段距离，确保电缆处于拉伸状态后，缓慢停车；具体过程为：根据设计射孔深度，选定射孔校深标准接箍并计算跟踪距，然后保持上顶排量上起电缆8，待电缆8拉伸、井下张力仪9反馈的张力值恢复正常后，电缆绞车2以不超过2000m/h速度上起电缆8，上起电缆8时记录每根套管接箍深度、套管长度并与套管数据进行对比，确认电缆8处于拉伸状态且无余量。上起10～15根套管接箍，待选定套管接箍出现后继续上起6～8m缓慢停电缆绞车2，上起到位后继续保持上顶排量。
步骤7，在上翘井段开泵进行重复泵送前，需明确重复泵送的目标泵送速度，然后根据套管尺寸、桥射联作管串结构、流体参数等基本数据，通过联立求解公式(3)～公式(4)，计算重复泵送起动临界排量。
上翘井段开泵前，管串处于静止状态，此时管串速度为0，重复泵送起动临界排量即为泵注流体流经管串与套管间隙产生的泵送推力刚好克服管串及电缆的静摩擦力，有如下表达式：
式(4)中：FPc是临界排量产生的泵送推力；mc是上翘井段电缆质量；Vc是上翘井段电缆体积。
同样，将公式(3)代入公式(4)，通过求解关于Q的一元二次方程即可求得重复泵送起动临界排量。
步骤8，在上翘井段直接起泵，将桥射联作管串泵送至射孔目的层段；具体过程为：完成临界排量计算后，桥射联作工程车1与压裂泵车7明确自上顶排量到临界排量的提升阶梯，电缆绞车2操作工明确重复泵送的目标泵送速度。
确认做好各项重复泵送准备后，电缆绞车2以300～500m/h初始速度下放电缆8，同时在上顶排量的基础上，以0.1～0.2m3/min的增量提升排量，桥射联作泵送指挥人员密切观察地滑轮3高度、井下张力信号，综合地滑轮3高度与井下张力信号判断管串是否运动，具体的判断过程为：如果地滑轮3下坠或井下张力持续降低则继续以0.1～0.2m3/min的阶梯继续增加排量，如果地滑轮3高度抬升，井下张力值增大，则以200m/h速度阶梯提升电缆绞车2下放速度，再结合套管接箍信号以及井下张力变化判断管串是否运动，管串开始运动后将电缆速度提升至600m/h，在第一根套管接箍识别出来之前不超过1000m/h，以尽量减少井下电缆余量。管串起动后，根据套管接箍数据深度计算并对比单根套管长度，计算电缆8余量，尽量通过控制电缆绞车2下放速度不超过2000m/h，确保井下电缆8不留余量。若泵送速度达到2000m/h且井下张力增加超过1.0kN时，逐渐降低压裂泵车7的排量，直到将管串速度控制在2000m/h以内。重复泵送至射孔标准接箍后，将排量降低至上顶排量，确认压裂泵车7排量降低且井筒压力降低后，缓慢停止下放电缆8。
步骤9，上起跟踪完成校深，地面控制系统供电点火射孔；具体过程为：保持上顶排量，缓慢上起电缆8，跟踪出标准接箍，根据步骤6的跟踪距，使射孔枪对准目标层位，地面控制系统供电点火射孔，并依据井下张力仪9反馈的张力信号和磁定位信号来确认射孔成功。
步骤10，射孔完成后，在井斜大于96°的上翘井段保持上顶排量上起电缆8，在将管串起离上翘井段后，停止注入上顶排量，继续上起电缆8，直至将管串起出井口，完成水平段上翘油气井桥射联作施工。
本发明解决了如何准确判断井下管串运动状态及电缆处于拉伸或放松状态的问题、上翘井段坐封桥塞过程中尽量防止桥塞丢手反作用力引起的管串反冲下滑问题、直接在水平上翘井段开泵的重复泵送排量及速度控制问题以及翘井段射孔过程中尽量防止射孔震动引起的管串反冲下滑的问题。
Claims (9)
1.一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据水平段上翘油气井分段分簇射孔设计，确定电缆泵送桥射联作管串数据，再结合井况数据以及泵送流体参数，确定自直井段开始泵送的桥射联作泵送程序，包括各井深井斜对应的泵送排量和下放速度；
步骤2，根据桥塞坐封及射孔位置的井斜角，计算泵送管串到位后的上顶排量；
步骤3，安装井口电缆防喷装置，利用电缆将桥射联作管串依靠自重下放至井斜30°～50°的直井段，在直井段进行一次校深；
步骤4，按照所述步骤1的泵送程序，通过电缆绞车与压裂泵车的配合，将桥射联作管串泵送到位；
步骤5，上提跟踪校深，将桥塞提至坐封设计位置，地面控制系统供电点火完成桥塞坐封；
步骤6，从桥塞坐封丢手位置将桥射联作管串上起一段距离，确保电缆处于拉伸状态后，停车；
步骤7，根据套管尺寸、桥射联作管串结构、流体参数计算重复泵送起动临界排量；
步骤8，在上翘井段直接起泵，将桥射联作管串泵送至射孔目的层段；
步骤9，上起跟踪完成校深，地面控制系统供电点火射孔；
步骤10，将管串起出井口，完成水平段上翘油气井桥射联作施工。
2.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤2中，根据桥塞坐封及射孔位置的井斜角，采用如下公式计算泵送管串到位后的上顶排量；
式(1)及式(2)中：FPmin是需要的最小上顶力，FPmax是需要的最大上顶力；mt是管串质量；ρ是井液密度；Vt是管串体积；α是井斜角；f是管串与套管间的静摩擦系数；n是桥射联作管串因各组成部分外径不同而形成不同大小管串与套管间隙数量；Aj是桥射联作管串自上往下依次编号的各部分轴向压力作用面积；ki是由Aj组成的系数，
ΔPi是桥射联作管串自上往下依次编号的流体流经各部分管套间隙产生的压降；
式(3)中：ρ为流体密度；di为管串各组成部分直径；li、hi分别为各间隙的长度、高度；μ为泵送流体动力黏度；εi为管串与套管壁接触时的管套轴线偏心率；Q为上顶排量；
将公式(3)分别代入公式(1)与(2)中，求得保持管串静止所需的最小上顶排量Qmin、最大上顶排量Qmax，现场作业上顶排量设置为Qmin～Qmax范围内的任意值。
3.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：利用桥射联作工程车(1)后仓中的电缆绞车(2)，依靠井口电缆防喷装置(5)实现电缆(8)动密封，通过电缆(8)传输，将由井下张力仪(9)、射孔枪串(10)及桥塞(11)组成的桥射联作管串，依靠自重下放至井斜30°～50°的直井段，然后完成直井段校深。
4.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤4的具体过程为：电缆绞车(2)按下放速度下放电缆(8)，压裂泵车(7)根据桥射联作工程车(1)指令开泵、提排量开始泵送作业，桥射联作工程车(1)的仪器中仓根据井下张力仪(9)反馈的管串顶部的缆头张力大小实时监测井下管串泵送情况，并对泵送排量和电缆下放速度进行调整，根据固井质量测井曲线的套管深度和套管程序表确定桥塞泵送目标深度，当井下张力仪(9)中的磁性定位器测出桥塞坐封位置以下一个套管接箍后，将泵送排量降为上顶排量，然后停绞车。
5.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤5的具体过程为：保持上顶排量，然后以800～1200m/h速度上起电缆(8)，上测套管接箍，至预定深度停车；将桥塞点火前套压上浮1～2MPa设置为压裂泵车(7)的超压限值，地面控制系统供电点火坐封桥塞，依据井下张力仪(9)反馈的张力信号来判断桥塞丢手，并结合磁定位信号来判断桥塞丢手后的管串滑移。
6.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤6的具体过程为：根据设计射孔深度，选定射孔校深标准接箍并计算跟踪距，然后保持上顶排量上起电缆(8)，待电缆(8)拉伸、井下张力仪(9)反馈的张力值恢复正常后，电缆绞车(2)以不超过2000m/h速度上起电缆(8)，上起电缆(8)时记录每根套管接箍深度、套管长度并与套管数据进行对比，确认电缆(8)处于拉伸状态且无余量；上起10～15根套管接箍，待选定套管接箍出现后继续上起6～8m停电缆绞车(2)，上起到位后继续保持上顶排量。
7.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤7中，采用下式计算重复泵送起动临界排量；
式(4)中：FPc是临界排量产生的泵送推力；mc是上翘井段电缆质量；Vc是上翘井段电缆体积；ΔPi是桥射联作管串自上往下依次编号的流体流经各部分管套间隙产生的压降。
8.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤8的具体过程为：电缆绞车(2)以300～500m/h初始速度下放电缆(8)，同时在上顶排量的基础上，以0.1～0.2m3/min的增量提升排量，综合地滑轮(3)高度与井下张力信号判断管串是否运动，如果地滑轮(3)下坠或井下张力持续降低则继续以0.1～0.2m3/min的阶梯继续增加排量，如果地滑轮(3)高度抬升，井下张力值增大，则以200m/h速度阶梯提升电缆绞车(2)下放速度，再结合套管接箍信号以及井下张力变化判断管串是否运动，管串开始运动后将电缆速度提升至600m/h，在第一根套管接箍识别出来之前不超过1000m/h，以减少井下电缆余量；管串起动后，根据套管接箍数据深度计算并对比单根套管长度，计算电缆(8)余量，通过控制电缆绞车(2)下放速度不超过2000m/h，确保井下电缆(8)不留余量；若泵送速度达到2000m/h且井下张力增加超过1.0kN时，降低压裂泵车(7)的排量，直到将管串速度控制在2000m/h以内；重复泵送至射孔标准接箍后，将排量降低至上顶排量，确认压裂泵车(7)排量降低且井筒压力降低后，停止下放电缆(8)。
9.根据权利要求1所述的一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法，其特征在于，步骤10的具体过程为：射孔完成后，在井斜大于96°的上翘井段保持上顶排量上起电缆(8)，在将管串起离上翘井段后，停止注入上顶排量，继续上起电缆(8)，直至将管串起出井口，完成水平段上翘油气井桥射联作施工。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010328187.3A CN111485859B (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010328187.3A CN111485859B (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111485859A true CN111485859A (zh) | 2020-08-04 |
| CN111485859B CN111485859B (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=71813038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010328187.3A Active CN111485859B (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111485859B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112177556A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-05 | 宝鸡市赛孚石油机械有限公司 | 一种泵送电缆防喷装置井口抓举作业方式 |
| CN113123764A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-16 | 西安通源正合石油工程有限公司 | 基于井下张力的控速泵送射孔系统及电缆式桥射联作方法 |
| CN114059949A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-02-18 | 重庆科技学院 | 水平井造斜段泵送液排量控制方法 |
| CN117365396A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 电缆式精密老井二次射孔工艺、新井二次射孔工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204060614U (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-31 | 西安方元能源工程有限责任公司 | 连续多层可钻封堵器 |
| CN104278978A (zh) * | 2013-07-05 | 2015-01-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 可溶桥塞压裂工艺管柱及其压裂方法 |
| US20150083408A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-03-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Device for measuring and transmitting downhole tension |
| US20160115753A1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Magnum Oil Tools International, Ltd. | Electrically powered setting tool and perforating gun |
| CN107727298A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-02-23 | 川南航天能源科技有限公司 | 射孔用单芯电缆井下张力实时监测系统及其监测方法 |
-
2020
- 2020-04-23 CN CN202010328187.3A patent/CN111485859B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104278978A (zh) * | 2013-07-05 | 2015-01-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 可溶桥塞压裂工艺管柱及其压裂方法 |
| US20150083408A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-03-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Device for measuring and transmitting downhole tension |
| CN204060614U (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-31 | 西安方元能源工程有限责任公司 | 连续多层可钻封堵器 |
| US20160115753A1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Magnum Oil Tools International, Ltd. | Electrically powered setting tool and perforating gun |
| CN107727298A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-02-23 | 川南航天能源科技有限公司 | 射孔用单芯电缆井下张力实时监测系统及其监测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 陈锋 等: "《上倾井泵送分簇射孔与桥塞联作技术》", 《测井技术》 * |
| 陈锋 等: "《水平井段静止起动泵送过程分析及排量控制研究》", 《测井技术》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112177556A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-05 | 宝鸡市赛孚石油机械有限公司 | 一种泵送电缆防喷装置井口抓举作业方式 |
| CN112177556B (zh) * | 2020-09-22 | 2022-12-13 | 宝鸡市赛孚石油机械有限公司 | 一种泵送电缆防喷装置井口抓举作业方式 |
| CN113123764A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-16 | 西安通源正合石油工程有限公司 | 基于井下张力的控速泵送射孔系统及电缆式桥射联作方法 |
| CN114059949A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-02-18 | 重庆科技学院 | 水平井造斜段泵送液排量控制方法 |
| CN117365396A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 大庆金祥寓科技有限公司 | 电缆式精密老井二次射孔工艺、新井二次射孔工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111485859B (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111485859B (zh) | 一种基于井下张力仪的水平段上翘油气井桥射联作方法 | |
| CN103410484B (zh) | 一种小直径管式泵过泵校深射采联作生产方法 | |
| CN104405321B (zh) | 钻压推加器 | |
| Gensheng et al. | Multistage hydraulic jet acid fracturing technique for horizontal wells | |
| CN109296348B (zh) | 延时开启趾端滑套 | |
| CN104632172A (zh) | 一种气田水平井不动管柱水力喷砂压裂环空压力控制方法 | |
| CN115324550B (zh) | 一种液压型连续油管拖动压裂工具及工艺方法 | |
| US20100032153A1 (en) | Bypass gas lift system and method for producing a well | |
| CN102071915A (zh) | 海上热采环空连续注氮辅助隔热方法 | |
| RU2619605C1 (ru) | Способ доставки оптико-волоконного кабеля в горизонтальный ствол скважины | |
| CN117328843A (zh) | 一种油管输送式精密二次射孔装置及其工作方法 | |
| CN111506864B (zh) | 一种分簇射孔中控制工具串与电缆作业安全的方法 | |
| CN108252687A (zh) | 一种tcp自动灌液压力开孔起爆装置 | |
| CN109931038B (zh) | 一种缝洞型油藏注氮气设计方法 | |
| CN115822530A (zh) | 一种长水平段带压钻杆传输通洗井射孔一体化工具及方法 | |
| CN103470233A (zh) | 一种稠油油藏天然气吞吐采油工艺系统及采油方法 | |
| CN115749692A (zh) | 一种单通道多级控向喷射器、压裂装置及压裂方法 | |
| CN108643871A (zh) | 控气采油装置及方法 | |
| CN212428773U (zh) | 一种泵送球座和多簇射孔的串联作业管柱 | |
| CN113738314B (zh) | 一种一体化泵抽联作带压转抽管柱及封堵工具及方法 | |
| CN212428730U (zh) | 一种井筒浮子开关器 | |
| CN112780238B (zh) | 灰岩轻质油藏的开采方法 | |
| CN115075782A (zh) | 油管传输射孔的深度校正方法 | |
| CN220815609U (zh) | 一种水力喷砂射孔用校深装置 | |
| CN109826597B (zh) | 直井定面水力射孔压裂装置和方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |