沙特SHEDGAM區(qū)塊水平井(大修井)完井工藝簡(jiǎn)介

王行善

摘 要:完井工藝是油田開發(fā)工程中的重要環(huán)節(jié),不僅銜接了鉆井工程和采油工程,也是一種相對(duì)獨(dú)立的工藝,是從鉆開油層開始到下套管固井、注水泥,射孔,下生產(chǎn)油管、排液,直至投產(chǎn)的系統(tǒng)工程。完井設(shè)計(jì)水平的高低和完井施工質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)油田開發(fā)利用效率有決定性的影響。完井技術(shù)和修井手段限制了生產(chǎn)工藝和增產(chǎn)措施應(yīng)用,因此完井工藝技術(shù)成為水平井、多底井、分支井發(fā)展過程中急需解決的問題。采用水平井開采油藏可極大地增加儲(chǔ)層暴露程度,控制更大泄油面積,能有效的利用和開發(fā)單層或多層油藏、裂縫油藏、底水油藏、以及各種薄層油藏。為恢復(fù)大修、報(bào)廢井生產(chǎn)提供了重要手段,在提高油田采收率和經(jīng)濟(jì)效益方面顯示了極大的優(yōu)越性。如今,沙特SHEDGAM區(qū)塊實(shí)施水平井(大修井)完井工藝已取得了巨大的成就,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用范圍已涉及到各類油藏。本文根據(jù)SDGM區(qū)塊幾口井的施工情況,主要對(duì)完井方式和完井工具進(jìn)行分析和介紹,為提高國(guó)內(nèi)油藏開發(fā)利用效率提供參考。

關(guān)鍵詞:完井工藝 水平井完井工具

中圖分類號(hào):TE358 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0068-02

沙特SHEDGAM油田,是20世紀(jì)50～60年代開始勘探開發(fā)的老區(qū)塊之一,采取了直井或水平井裸眼完井的方式。21世紀(jì)初,該油田產(chǎn)量已經(jīng)非常低、出油含水量高、砂堵嚴(yán)重,在老區(qū)調(diào)整中,阿美公司利用老井、報(bào)廢井側(cè)鉆了一大批分支水平井,從而恢復(fù)并提高了老區(qū)產(chǎn)能,同時(shí)也開采了非均質(zhì)裂縫性油藏和薄油層。近期施工的SDGM幾口井都是典型的套管開窗側(cè)鉆分支水平井,而且是低產(chǎn)井、油層為致密砂巖地層。通過選擇合理的完井方式和完井工具,不僅恢復(fù)了老井的生產(chǎn)和再利用,而且提高了油田的開發(fā)利用效率,獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1沙特SHEDGAM區(qū)塊地質(zhì)特性

沙特SHEDGAM油田位于沙特阿拉伯的東部省,屬于熱帶沙漠氣候。沙特阿拉伯是一個(gè)海相沉積的油田,地層為中生代和新生代,以石灰?guī)r和硬石膏地層為主,主力油層在ARB-C和ARB-D地層。從巖性特征上看,上部地層多為松軟的白云巖和少量的頁(yè)巖以及少量的石灰?guī)r,下部地層多為石灰?guī)r、硬石膏和砂巖。但由于地層壓力梯度各層不等。特別是ARB-C地層的壓力高于其下面的ARB-D的地層壓力。上涌下漏時(shí)有發(fā)生,并且某些區(qū)塊在ARB-C地層含有H2S氣體或高壓水,因此對(duì)井控及防H2S的要求非常嚴(yán)格。

2套管開窗分支水平井基本井身結(jié)構(gòu)

近年來(lái)的開發(fā)(大修)井型基本為水平井(包括新鉆水平井和套管開窗分支水平井),該類井是典型的長(zhǎng)半徑、三段制水平井設(shè)計(jì),上部直井段是利用下有7"套管或尾管的老井,使用61/8"磨鞋在7"套管內(nèi)開窗(6388''-6401'')。造斜段長(zhǎng)達(dá)2000多尺,使用BAKER公司的MWD定向工具,定向鉆穿整個(gè)ARB-C(造斜段)。水平段也即是本井的目的層ARB-D,井斜達(dá)到90度以后,起鉆更換LWD定向鉆具組合,水平鉆進(jìn)4000''。該井主要目的就是要開采ARB-D-ZONE-1的較分散的薄油層、裂縫性油藏。

3完井工藝和完井方式的選擇

3.1 均衡器系統(tǒng)完井法

該完井方式主要是針對(duì)水平段,也即是生產(chǎn)層。其管串結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合為:Baker GPV油管鞋+1～2根4寸半的油管+Baker的ICD(inflow control device入流控制器OD:5.4",ID:3.9")+4寸半的油管+封隔器(數(shù)量根據(jù)LWD數(shù)據(jù)而定)(包括Mpas Paker即機(jī)械式封隔器和Inflation or Swell Paker即遇液體膨脹的封隔器OD:5.64",ID:3.5")+Baker C-2坐封襯套(ID:5"密封),4"鉆桿輸送。如果井發(fā)生漏失,就下入Mpas Paker,其作用是封隔漏失地層,如果沒發(fā)生漏失,下入Inflation or Swell Paker,兩者都促使油氣通過ICD進(jìn)入油管。另外,對(duì)于井漏的情況也即要下Mpas Paker,在下入Baker C-2坐封襯套之前,要在油管內(nèi)下入2-3/8"的油管,以便通過液壓坐封封隔器,然后接鉆具。

Baker C-2坐封襯套下到預(yù)定位置(一般在Landing point之上)之后,建立循環(huán),利用2-3/8"油管憋壓的方式將每個(gè)封隔器就位。并打入新鹽水覆蓋整個(gè)水平井段,倒開并起出所有鉆具。

3.2 懸掛4-1/2"尾管、固井完井法

為了封堵ARB-C以及其他易漏地層,也為了給油氣提供一個(gè)通道,針對(duì)造斜段這一特點(diǎn),采取了懸掛尾管、固井的完井方法。其管串結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合為:4-1/2"PBR型回接密封總成+1根油管+附箍(float collar)+1根4-1/2"油管+球坐附箍(Landing collar with solid ball seat)+1根4-1/2"油管+管外封隔器(ECP=External Casing Paker)+1根4-1/2"油管+管外封隔器+固井閥(PAC VALVE)+4-1/2"油管若干+4-1/2"*7"HMC液壓型懸掛器、頂部封隔器總成(4-1/2"*7"HMC Hydraulic Liner Hanger With ZXP Liner Top Paker)+4"鉆具。

尾管下到預(yù)定位置、建立循環(huán)之后,投入直經(jīng)1.5"的鋼球,使其坐封在球坐附箍(Landing collar with solid ball seat)上。下放鉆具使4-1/2"PBR型回接密封總成進(jìn)入C-2坐封襯套,這樣就使兩段油管串建立了連接。提高泵壓到1200psi,坐封7"HMC液壓型懸掛器,泵壓升高到2400psi,坐封管外封隔器(ECP),繼續(xù)升高泵壓到3300psi,打開固井閥。泄壓之后,左轉(zhuǎn)6圈,從頂部封隔器倒開下入工具,建立循環(huán),固井。最后碰壓1000psi,同時(shí)關(guān)閉固井閥。然后下放鉆具坐封頂部封隔器(ZXP Liner Top Paker)。

組合3-1/4"的磨鞋或牙輪鉆頭和2-3/8"的鉆桿下鉆,鉆完水泥塞及其附件之后,繼續(xù)下鉆到井底,循環(huán)干凈并替入新的鹽水泥漿。最后打入封閉鉆井液(Mudzyme S/X Breaker Fluid )覆蓋整個(gè)水平段(如圖1）。

3.3 PBR完井法

這種完井方式是針對(duì)直井段,其管串結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合為:4-1/2"引鞋(Mule shoe)+1根4-1/2"油管+HES 3.813"“XN”Nipple+ 1根4-1/2"油管+HES 3.813"“X”Nipple+HES 7"VHR型封隔器+HES “RATCH-A-LATCH”(OD:5.29 ID:3.938)插銷+HES PBR 總成+ 1根4-1/2"油管+HES 3.813"“X”Nipple+ 4-1/2"油管+11"*4-1/2"油管懸掛器(Extended neck and BPV profile)。

在組合連接11"*4-1/2"油管懸掛器之前,通過鋼絲作業(yè)下入并把3.813"的塞子坐到封隔器下面的HES 3.813"“X”Nipple里面,并試壓到1000psi。下放油管串使4-1/2"引鞋進(jìn)入4-1/2"PBR型回接密封總成,通過升高油管內(nèi)泵壓將HES 7"VHR型封隔器坐封到預(yù)定位置。泄壓上提油管55KLBS以剪斷HES “RATCH-A-LATCH”(OD:5.29 ID:3.938)插銷,從而使PBR以上油管可以上下4''的范圍內(nèi)自由活動(dòng),通過應(yīng)用短接調(diào)整好油管長(zhǎng)度之后再接上11"*4-1/2"油管懸掛器。上提油管串將其從PBR中拔出,把含有抑制劑(Coat 415)的柴油打入油管內(nèi)和環(huán)空替出鹽水泥漿。下方油管將11"*4-1/2"油管懸掛器坐在井口的油管四通上,PBR也同時(shí)就位,上緊油管四通上的固定螺栓,對(duì)油管內(nèi)和環(huán)空分別試壓,整個(gè)完井過程結(jié)束(如圖2）。

4油管設(shè)計(jì)

油管設(shè)計(jì)過程中針對(duì)沙特高產(chǎn)油田的特點(diǎn),著重考慮了以下幾個(gè)因素。

(1)油管尺寸的選擇。

(2)預(yù)計(jì)采油速度。

(3)采出流體的類型、特性。

(4)通過油管的各種服務(wù)(生產(chǎn)測(cè)試、連續(xù)油管作業(yè))。

(5)經(jīng)濟(jì)因素。

(6)抗內(nèi)壓系數(shù):1.33抗外擠:1.125;抗拉:1.6。

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