射流深穿透射孔技术在江苏油田的应用 PPT课件

1、射流深穿透射孔 技术在江苏油田的应用,江苏油田分公司工程技术研究院,汇报人：徐苏欣,实施意见,引 言,江苏油田是典型的复杂小断块油田，完井方式基本以套管射孔为主。,油藏渗透率低，储层敏感性强，钻井过程中易伤害，影响油井产量。,储层层薄、物性较差，下部为水层，采用压裂改造工艺不仅成本高，且易压穿下部水层。,开展射流深穿透射孔研究,3,一、工作原理与特点 二、工艺技术应用研究 三、现场应用及效果,汇报内容,4,一、工作原理与特点,高压水射流射孔是一项新型的完井技术,采用液压控制技术 以高压水为动力 利用冲头对套管挤压开窗 再以高压水通过高压软管喷头对地层射流切割成孔,5,相比于目前完井中广泛使用的

2、聚能射孔，射流深穿透射孔技术具有以下特点：,（1）孔眼深、孔径大。,可以有效穿透污染带,一、工作原理与特点,6,N = A1 /A2 = 17 即： 射流单孔泄油面积为常规射孔的17倍,增大泄油面积，油流更易流向孔道进入井筒,一、工作原理与特点,7,射孔与射流深穿透射孔效果对比,注：条件：污染厚度：1 m； 油层厚度：1.5 m； 地层压力：20MPa kv/kh：0.5； 油层深度：3000 m； 平均有效渗透率：10md,使油井产量增加或者注水井吸水能力增强,一、工作原理与特点,8,水力射孔利用水力冲刷原理造孔，孔眼清洁，有利于原油溢出。,（2）孔眼清洁，无杵堵。,聚能弹射孔利用破甲穿孔原

3、理： 高温、高压冲击波靠熔灼和挤压作用造孔 高速高温聚能流携其灼渣残液对油层接触端造成污染并产生孔壁压实效应,孔壁端面渗透率降低30%-80%，导致原油产能下降。,一、工作原理与特点,9,聚能弹射孔一次数十发或数百发，使井内套管千疮百孔，强度受损，腐蚀加快。 水力射孔孔数少，每米1-2孔即可，一般不会造成套管强度受损。,（3）套管强度受损小,一、工作原理与特点,10,一、工作原理与特点 二、工艺技术应用研究 三、现场应用及效果,汇报内容,11,水力深穿透射孔在现场实施需重点考虑以下问题：,作业的安全可靠性 高压环境下管柱强度 射孔定位准确性 井况适应性评价 工作参数和工作液,二、工艺技术应用研

4、究,套管开窗分析 套管强度分析 管柱优化设计 锚定定位研究 工艺参数设计 工作液性能研究,1、射孔器套管开窗分析,在冲孔过程中，液压作用于射孔器内的液缸上，使楔块上行，推动开孔冲头在套管上开孔。,井下射孔器结构示意图,重 要 元 件,二、工艺技术应用研究,冲头经特殊加工制作和设计，对套管径向剪切，不损伤套管 开窗后冲头伸出约30mm,开窗处套降低系数低于5%,套管开窗尺寸： 42mm32mm,1、射孔器套管开窗分析,二、工艺技术应用研究,1、射孔器套管开窗分析,断口截面清晰平整,二、工艺技术应用研究,1、射孔器套管开窗分析,冲头中间设计有一导向孔 套管开孔后，高压射流软管沿冲头导向孔前行,开孔

5、冲头起定位和导向作用,二、工艺技术应用研究,16,为防止冲头和高压软管发生缩回故障，冲头采用了叠片状材料加工而成，确保射孔后管柱顺利起出。,二、工艺技术应用研究,17,2、每米射孔数与套管强度分析,深穿透射孔技术单孔具有高效导流能力，因此少量孔即可达到普通射孔弹射多孔的效果。,二、工艺技术应用研究,水力深穿透射孔井产能QJ计算公式：,18,2、每米射孔数与套管强度分析,二、工艺技术应用研究,不同地层厚度下井筒出口处线流量,从适用性和经济效益上考虑，每米油层射孔数1-2孔,19,2、每米射孔数与套管强度分析,套管冲孔开窗后强度会下降，不同射孔数和方向，套管强度下降的程度不同。,射1个孔时,对套管

6、强度影响最小（1.1%） 套管同一高度射2孔，2孔夹角为180对称（1.3%） 若在套管不同高度射2孔时，2孔上下间距不应小于300mm,强度有限元分析结果表明：,对于每米5 1/2N-80套管,二、工艺技术应用研究,20,液压驱动螺杆在约60MPa压力下推动高压软管前行，油管抗内压强度必须满足相应要求。,油管抗滑扣能力必须达到防止冲头回收故障处理负荷3540t及施工管串自重负荷之和。,抗内压,抗滑扣,3、施工管柱优化设计,二、工艺技术应用研究,21,2000米以内的施工井，采用N80外加厚 2 7/8油管即可满足要求。,油管性能数据表,3、施工管柱优化设计,二、工艺技术应用研究,22,井口注

7、入高压水，油管会产生形变。, 随着承压的增加，伸长量增加 要确保冲头准确定位于射孔段开窗位置。,3、施工管柱优化设计,二、工艺技术应用研究,23,锚定器,高压来水,措施一：采用可靠的井下油管锚定措施 措施二：井口油管为自由端,3、施工管柱优化设计,让伸长量从井口自由端释放出来,二、工艺技术应用研究,24,油管锚定位置应尽可能靠近开窗射孔位置，以减少管柱伸长量对开孔冲头的影响。,可承受施工管柱串的重量,能多次座封（一趟管柱射多孔）,4、油管锚定与定位技术研究,能承受60MPa下产生的径向力,二、工艺技术应用研究,锚定 条件,25,水力锚产生的径向力对套管损伤大，套管所受的接触压力和变形呈非均匀分

8、布，易损坏套管。,水力锚,机械锚,经特殊设计加工 6个卡瓦，对套管损伤小 能承压70MPa,4、油管锚定与定位技术研究,二、工艺技术应用研究,水力锚和机械锚定器都可满足管柱自重负荷与多次锚定要求,26,4、油管锚定与定位技术研究,射孔层位深度定位：提高射孔准确度,机械定位器是水力射流射孔准确有效的定位工具。,机械定位器操作方法简单，定位误差可以控制在15mm以内,二、工艺技术应用研究,27,5、井况适应性评价,公称外径:96 mm 最大外径:118 mm 长度: 8234 mm 重量：350 Kg,二、工艺技术应用研究,28,6、工艺参数设计,岩芯射孔模拟试验 推进速度、压力、排量、时间等,施

9、工参数制定,二、工艺技术应用研究,29,7、工作液优选,要与地层有良好的配伍性,二、工艺技术应用研究,三个条件：,返出地面后易于处理，不影响环境,机杂含量小，不会堵塞射孔器滤网和高压喷嘴,30,室内岩心配伍试验,7、工作液优选,二、工艺技术应用研究,选用1TDC-15水溶液作为工作液,31,一、工作原理与特点 二、工艺技术应用研究 三、现场应用及效果,汇报内容,32,三、现场应用及效果评价,1、施工井基本情况,江苏油田W5块为多层状薄互层普通稠油油藏。 存在底水层，水层以上为砂泥互层，夹层薄（12m），性质不稳定 。 底水层离油层近，压裂极易压穿下部水层 施工井：W5块边底部的两口油井W5-1

10、7和W5-19井,33,3.3m，固井质量较差,1.3m，固井质量合格,E1f1,0.5m隔层,E1f1,W5-19井,W5-17井,存在底水层，离油层近 油层厚度多为2-3m左右,三、现场应用及效果评价,34,三、现场应用及效果评价,W5-17和W5-19井基本情况,35,2、深穿透射孔工艺现场实施准备,油藏、地质资料,油井生产数据,施工井井史,井身轨迹资料,完井测井曲线资料,资料收集,岩心试验,地面射孔实验,现场实施准备,套管记录,设备工具场地,机械定位,工作液优选,施工设计,三、现场应用及效果评价,36,下井工具的修整和地面调试。,三、现场应用及效果评价,2、深穿透射孔工艺现场实施,37

11、,三、现场应用及效果评价,3、深穿透射孔现场实施情况,W5-17井和W5-19井两口井的现场施工,井口油管不入座，2米以内可悬空接高压管，超过2米加短节进行调整。,38,射孔施工管柱结构自下而上为： 射孔器+机械锚+细滤+粗滤+变扣+油管+机械定位器+油管至井口,3、深穿透射孔现场实施情况,三、现场应用及效果评价,39,三、现场应用及效果评价,施工工序,下射孔管柱，每下40根油管，将油管内灌满工作液,管柱下至第一个射孔深度后，定位校深管柱，误差0.2m,机械锚定油管,射孔施工,上提或转向依次完成设计孔数,通井、热洗 确保射孔器下入畅通,控制排量起泵,加压至40MPa，开孔冲头进行套管开窗,加压

12、至60MPa，软管前行，射流成孔,降低排量和压力 回收软管和冲头,40,3、深穿透射孔现场施工情况,W5-17井,41,3、深穿透射孔现场施工情况,W5-17井,42,W5-19井,3、深穿透射孔现场施工情况,43,W5-19井,3、深穿透射孔现场施工情况,44,4、深穿透射孔现场实施效果,W5-17井作业前产量为0，作业后日产油1.8t/d，最高达2.3t/d。,W5-17井作业前后产液对比,三、现场应用及效果评价,45,4、深穿透射孔现场实施效果,W5-19井作业前日产油0.9t/d，作业后日产油2.1t/d，最高达2.7t/d。,W5-19井作业前后产液对比,三、现场应用及效果评价,46,实施意见,结论和认识,1）射流深穿透射孔技术是近年来得到较大发展的新型完井射孔技术，工艺技术成熟可靠，W5块两口井的成功应用，为该技术的推广应用打下了良好的基