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本期技术概览:控水、防砂技术

本期技术概览:防砂、控水技术

水驱油藏、注水开发稳定了地层压力,确保了油田正常开采,但同时带来的控水、防砂难题也亟待新技术、新工具去解决,同时这也成为了国内外各大油服公司科研攻关的重点。石油圈根据这一热点问题,将推出哈里伯顿、斯伦贝谢和Interwell公司在这一领域的最新研究成果,同大家一起讨论下…

随着世界范围内油藏勘探开发的不断推进,水驱油藏进入开发后期以后,随着油田注水开发的进行,油井含水上升,导致单井采液量增加,从而使地层流体流速增加,加大了对地层砂的拖曳力,导致地层出砂问题越来越严重,严重影响油田正常生产。

油井出砂的同时,会在地层中逐渐形成大孔道,造成注入水沿大孔道快速突窜至生产井,使油井含水上升,增加了油田开发难度。尤其对于易出砂的疏松砂岩油藏,控水、防砂成为了油藏开发的两大难题。

据斯伦贝谢公司调查统计表明:在开始衰竭的油藏中,对于产出的每桶油平均有3桶水,随之每年用在控制油藏出水方面的投入高达400亿美金,在含水率高达80%的井中,水处理成本可高达每桶4美金,就斯伦贝谢公司自身来说每天处理油田产水量高达650000桶。

国外对于控水防砂相关技术和工具投入了大量的研究,主要包括:流入控制装置ICD(Inflow control devices)、可渗透性膜控水装置(Inflow control devices with a permeable membrane)、油可选择性流入控制系统(Oil Selective Inflow Control System)、化学控水技术(Chemical Control Water Technologies)、双完井技术(Dual Completion Technology)和智能完井系统(Intelligent Well Systems)等,均取得了很好的现场应用效果。

我国之前主要采取笼统防砂的开采方式,在精细化防砂控水领域起步较晚,通过近几年对国外先进技术积极引进、科研攻关,比如胜利采油院联合华东理工大学研发出性能优良的无机控水防砂材料、中海油能源发展工程技术公司防砂工具国产化研究等,在控水、防砂领域均取得了一些突破性进展。近年来,在分段变密度筛管控水完井技术、中心管控水完井技术、ICD控水完井技术等方面取得了不错的研究和现场应用效果。

根据目前在控水防砂领域的技术研究热点,石油圈在本期内容中为读者带来了三个颇具代表性的最新完井技术和工具:哈里伯顿EquiFlow自主式流动控制装置、斯伦贝谢Alternate Path筛管、Interwell公司3M陶瓷筛管,这三种工具究竟有何玄机,让小编带你一探究竟。

1.哈里伯顿EquiFlow智能流动控制装置石油圈原创www.oilsns.com

流入控制装置的关键技术主要由Barker Hughes、Schlumberger、Weatherford和Halliburton四大石油公司主导,其原理是通过一定形状的节流装置产生附加压力降,来调节流体流入水平井井筒的流入剖面。

常见的结构有:流道式、喷嘴式、喷管式。前者主要通过流道表面产生的摩阻压降达到限压节流的作用,对于流体粘度依赖性较大;后二者主要通过喷嘴或者喷管的节流作用,达到平衡压降的作用,与粘度关系不大。

EquiFlow AICD采用了一种创新设计的流动通道系统来控制流体流动。更确切的说是三种单独的动态流体组件:一个黏度选择器、一个流动换向器和一个流动限制器,三个组件共同发挥作用,使流体受限或不受限制地流动。

该技术无需操作者采取任何行动的情况下应对井内条件的改变。当不合要求的流体进入井内时,该区域的流动控制装置会自主改变流体流入内部的流动通道。从而产生了一个更大的流动限制,而其他油层段会保持在低限制下继续生产。三个技术创新组件的联合使用,具体有何独道之处,值得深思。

2.斯伦贝谢Alternate Path筛管石油圈原创www.oilsns.com

防砂筛管是为了解决油气井开发中油气井出砂问题和水平井组不射孔开发问题而研发的产品。国内主要是从2007年以后,开始大量运用筛管完井的方式治理水平井出砂问题,同时也面临了很多技术难题。

大斜度井、水平井充填井段一般较长,从几十米到数百米不等,几乎近水平状(携砂液流动方向和砾石重力方向不一致),采用常规砾石充填方法容易在筛管的前段出现早期砂桥而阻碍砾石充填进程,进而造成砾石充填不密实甚至部分井段完全没有砾石充填,严重影响防砂效果。

斯伦贝谢 Alternate Path大斜度砾石充填筛管配有独特的分流管,能够降低摩阻,将砾石充填的长度增加至1829m,该技术对于陆地和海上的大斜度裸眼砾石充填井来说,是一个完整的系统,在需要使用隔离封隔器的作业中作业效率更高。独特的传输管和充填管设计确保了100%的砾石充填率。该筛管的设计可谓大费周章,紧随小编,看看后期现场应用效果如何。

3.Interwell公司3M陶瓷筛管石油圈原创www.oilsns.com

通常来讲,筛管种类很多,但不论是绕丝筛管、金属微孔多层网布筛管还是筛孔形金属棉筛管通常指的是金属防砂筛管。由于材质原因,在出砂严重的井在生产过程中很容易出现被冲蚀和磨损的问题,这不仅影响产量,而且增加了开发成本。

Interwell公司3M陶瓷防砂筛管采用更耐磨的陶瓷材料,解决了陶瓷材料自身强度问题,该技术以两倍于金属筛管的刚性和十倍于金属筛管的硬度,具有在极端井下环境中能够有效防止地层砂进入生产管柱,延长设备使用周期,减少压力损失、增加产量的效果。同时3M陶瓷防砂筛管还具备易于安装,易于下入的优点,可以直接用在新井或者改造后用在老井中,成为了特殊环境下防砂筛管的不二选择。

控水就需要考虑防砂,防砂的同时也要兼顾控水。两者似乎越来越需要趋于一体化考虑,对技术也提出了更高的要求。未来关于控水防砂完井技术更倾向于向智能化完井方向发展,小编相信,不久的将来,井下生产实时监测技术及流量、压力等实时调整的时代很快就会到来。

接下来三天,石油圈会陆续推出本文中所提到的几种控水以及防砂技术,请耐心等待!石油圈,专注油气领域,与独立思考者同行,让石油圈同读者一起追寻技术的脚步,共同见证工业4.0石油时代的到来。

来自/Halliburton Schlumberger等  编辑/魏亚蒙

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柠檬
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系我们。

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