采油技术(连续油管)1

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连续油管技术开始于60年代,到目前国外应用以很 普遍。我国油田80年代开始引进,很快投入使用。
连续油管技术应用: • 连续油管排液 • 连续油管打捞 • 连续油管挤酸 • 连续油管挤水泥封堵 • 连续油管钻塞 • 连续油管冲砂等
2 氮气技术
2.1 制氮装置
• 制氮装置主要组成: 空气压缩机 氮气压缩机 氮气分离膜 引擎 集中控制室等
[2]. Harrison, T.W. and Blount, C.G.:“Coiled Tubing Cement Squeeze Technique at Prudhoe Bay, Alaska ”, Paper SPE-15104, Presented at the 56th Califirhia Regional Meeting of the Spe, held in Oakland, April 2-4, 1986
连续油管 打捞接头 单流阀 加速器
加重杆
震击器 丢手 打捞工具
连续油管 打捞接头 单流阀 加速器 加重杆 震击器
丢手 万向节 扶正器
打捞工具
连续油管 打捞接头 单流阀 加速器
加重杆 震击器 丢手 打捞马达
打捞工具
图2-10 连续油管打捞典型工具串组装结构
(4) 连续油管注水泥技术 封隔器
连续油管 生产油管
[3]. D.O.Cobb, J.A.Bragg, J.R.Haines, andJ.S.Putnam: “ Coiled Tubing Non-Rig Workovers at Prudhoe Bay”, SPE-17592, presented at the SPE International Meeting on Petroleum Engineering , held in Tianjing, China, November 1-4, 1988
(3) 氮气垫测试 加气垫的两种情况: • 中浅井 • 深井
氮气垫测试
加气垫的两种情况: • 中浅井 • 深井
氮气垫 封隔器
测试工具
图2-5 氮气垫测试
氮气垫测试的优点:
◆ 测试前,管柱可先进行密 封性能试验;
◆防止封隔器座封位置压 力突变,引起座封失败及地层坍塌;
◆避免了水垫和地层流体混合, 测试结果更准确,能更快获得 地层流体和产能等资料;
一般下有封隔器的井,可采用这种方法排液。
• 挤注排液
图2-3 氮气挤注排液
◆循环排液
循环排液即气举排液。是从套管环空注入氮气, 油管排出;或者从油管注入氮气,套管环空排出。
• 循环排液
图2-4 氮气循环排液
氮气排液的优点:
安全 避免抽汲和提捞; 施工周期短; 排液彻底; 施工自喷率高; 氮气对地层污染小;
33.2.2 连连续续油油管管技技术术应应用用 ((11)) 连连续续油油管管冲冲砂砂技技术术
Reel
Pump BOP Stack
图2-6 连续油管 冲砂示意图
冲砂液 Coiled-Tubing
携砂液 封隔器
砂堵
① 冲砂液的选择
◆地层压力 ◆地层的敏感性 ◆ 管柱摩阻
井底压力为: 井底压力 = 液柱压力 + 循环摩阻损失
采油新技术与理论
2001年9月
CHAPTER 3
氮气及连续油管技术应用
The Application of The Nitrogen & Coiled-Tubing Technology
主讲:陈冀嵋
参考文献
[1]. Nay berg, T. M. and Linafelter,R. L.:“Contrlling Cement Circulation Loss to Bot High-Permeability and Fractured Formatins ”, Paper SPE-12905, Presented at the 1984 Rocky Mountain Reginal Meeting, held in Casper,WY, May 21-23, 1984
★正冲方式 冲砂液从小油管(连续油管)进入,由大油管(生产油管)
返出。 对于下有封隔器的井及管柱砂堵的井,采用这种冲砂
方式。
进口
出口
图2-7 正冲方式
★正正冲方式
用两种水泥车,同时从小油管和大油管注入冲 砂液,由油、套环空返出携砂液。
适用于砂粒直径比较大,或者砂柱中有压裂塑 料球的井。
进口
进口 出口
连续油管排液主要用于:
卡封投产排液诱喷; 测射连作排液; 钻井中途测试排泥浆; 大射孔段及高漏失层排液; 酸化压裂排液; 探井试油中定深.定时求产排液;
(3) 连续油管打捞工艺
连续油管打捞工具的优点: ▪ 与钢丝打捞相比,强度较大,可使用较重的 打捞工具; ▪ 能循环,冲洗鱼头; ▪ 施工快,起下快; ▪ 施工费用低,周期短; ▪ 可以不压井进行打捞作业;
泵入水泥浆
用连续油 管将水泥 挤入地层
图2-12 连续油管挤水泥示意图
(5) 其它连续油管技术 ① 连续油管挤水泥 ② 过油管桥塞技术
•下桥塞 •用油管末端测深 •在全过程中保持循环
•提高泵速来关 闭回流接头 •桥塞膨胀 •增加压力到
1500PSI •超过井底压力
(a)
(b)
图2-13 连续油管过油管桥塞技术
空 空气 气
压 缩 机
纤维束分离膜
热 空气 交 净化 换 干燥 器器
热 交 空气 换 器
氮 气 氮气 压 缩 机
油 .水.杂质出口
氧气出口
图2-1 制氮装置流程
技术指标: 氮气纯度 空气进口排量 进口压力 增压后氮气出口排量 增压后氮气压力
>95% 28m3/min
1.8MPa 14.16m3/min(标)
(4) 氮气正负压射孔工艺
①氮气正压射孔 在下入射孔管柱以前,先排出井筒内液体,然
后将管柱下到井筒中预定位置,再注入氮气,注入 氮气压力高于地层压力,然后点火射孔。射孔完后 ,缓慢放喷,排出氮气。
② 氮气射孔压裂联作 射孔前,把井筒全部掏空,然后将射孔枪下到
预定位置,注入100~300米高的液柱,再注入高压 氮气,压力高于油层破裂压力(一般取1.4倍)。然后 点火射孔,射孔完后,缓慢放喷。
连续油管(coiled Tubing),简称CT,相 对于用螺纹连接的常规油管而言,是卷绕在 卷筒上拉直后直接下井的长油管。 • 广泛用于修井增产作业 • 试井和完井 • 集输管道 • 钻井
3.1 连续油管作业机性能
连续油管作业机组成: 底盘;注入头;绞盘(油管);防喷器;吊
车;液压控制元件及集中控制室等组成。
图2-8 正正冲方式
★正反冲方式
• 同时从小油管和油套环空注入冲砂液,由大油 管返出携砂液。 • 这种方式冲砂,要求砂粒直径不能太大,以免 发生砂卡。 • 这种方式冲砂液上返速度大,携砂能力强。
进口wk.baidu.com
出口 进口
图2-9 正反冲方式
综合方式 先用正冲方式冲至油套畅通,然后再用正正冲方式或
正反冲方式进行。
[4]. P.R. Hornbrook and C.M. mason:“Improved Coiled-tubing Squeeze Cementing Techniques at Prudhoe Bay”, SPE-195443, October 8-11, 1989
氮气 .连续油管技术的应用
The Application of The Nitrogen & Coiled-Tubing Technology
设备具有灵活;使用方便;工作可靠;易于维 修;适用范围广等特点。
连续油管 注入头 防喷器
表 2-1 连续油管主要性能参数
外径壁厚长度
承栽能力
屈服极限
拉力极限
承压能力
水压测试
内压屈服
内空积
重量
起升能力
起下速度
1 1/4 油管下深 防喷盒 功能
工作压力 自封封井器
31.75mm2.2mm4572m 10.115 Kg 11.52 Kg 51.75MPa 64.3MPa 562L/1000m 1.62 Kg/m 8.618 Kg 起 0~70m/min, 下 0~35m/min 4500 m 全封,剪切,卡瓦,半封 70MPa <35MPa 不压井正常作业
连续油管冲砂技术的优点: 施工周期短,成本低,劳动强度小; 不动管柱,不压井即可进行冲砂施工; 采用密闭式冲砂,减少了施工的危险性; 用原油冲砂同时完成诱喷;
(2) 连续油管排液工艺
方法: 把连续油管下入生产油管中, 从连续油管注气, 液体从生产油管返出。
• 可边下边注气,也可下放到位后一次排出 井筒液体。
35MPa
氧气排出口
空气进口
空心纤维
氮气出口
图2-2 氮气分离膜示意图
2.2 氮气技术应用
(1) 氮气排液
氮气排液技术是最广泛应用的技术。压裂. 酸化施 工后的排液, 完井液. 泥浆的排液等,都可采用氮气排液。
• 挤注排液 • 循环排液
◆ 挤注排液 将氮气注入管柱,随流体一起进入地层,氮 气在
地层中产生压降,与液体混合。关井一定时间后开 井,井筒压力降低,氮气膨胀,带着地层中液体排 出井口。
一般: • 压力梯度在0.995~1.067MPa/100m井中,可用盐水; • 压力梯度大于1.067MPa/100m的井,应选用大密度液 体; • 压力梯度在0.229~0.918MPa/100m,不能平衡满井筒 液柱,应考虑用泡沫冲砂液。
② 冲砂方式 根据井的情况,冲砂有四种方式: ◆正冲方式 ◆正正冲方式 ◆正反冲方式 ◆综合方式
(2) 解除卡钻
解除卡钻的几种方式: • 正循环 从钻杆内注氮气, 氮气硝化液流经漏失层,即可破 除真空.然后循环钻井液,把氮气和气泡排出井筒. • 反循环 从环空中注入氮气. • 循环硝化液 从钻杆中先注入一段氮气,然后再注一段钻井液, 直到氮气段塞进入环空.氮气段塞向上移动时,试 着上提钻杆,可活动后,继续循环,使氮气及气泡排 出.
氮气负压射孔的优点:
◆ 避免了井筒液体侵泡油层,防止地层伤害; ◆ 控制放氮气能起到诱喷的作用; ◆ 能更快,更准确的获得地层流体资料;
(5) 氮气酸化工艺
氮气酸化的特点: ◆ 氮气进入地层不会引起地层伤害; ◆氮气进入地层后以微小气泡的形式分散于酸 液中; ◆放压时,气体膨胀,推动酸液进入井筒,有 助于返排; ◆ 氮气泡的存在,减少酸浓度,可起到缓速作 用,同时由于气体膨胀,体积增加,加深了处 理深度。
•冲压使桥塞密封 •在2500PSI压力 下,连续油管从桥 塞处脱开
•水泥覆盖在桥塞 顶部
•水泥返到桥塞 顶部 •起出连续油管
水泥
(c)
(d)
图2-13 连续油管过油管桥塞技术
③ 连续油管酸化 连续油管酸化的优点: • 避免使用常规作业机,减少施工费用; • 不需要解封,不动管柱,避免了压井液和环空液对 地层的伤害; • 连续油管可以下到油层以下,避免了井底有水进 入地层; • 可直接用连续油管排液; • 酸化后不需要压井和动管柱,避免了压井液的再 次伤害;
氮气酸化工艺主要有: ◆前置氮气酸化; ◆ 氮气混相酸化; ◆泡沫酸化;
(6) 氮气压裂工艺
加注氮气压裂可以减少地层中毛管力的作用,降 低压裂液在孔隙中滞留的影响。
混氮气压裂技术有两种方法: ◆ 在压裂施工前先挤注一部分前置氮; ◆以最大排量与压裂液混注氮气;
3 连续油管技术
连续油管概念及主要用途:
③ 氮气负压射孔工艺
• 浅井,低压或水敏地层中氮气射孔 射孔枪下到预定位置后,先用氮气排净井筒液
体,然后关闭出口闸门,注入约为地层压力2/3 的氮气压力,然后射孔,射孔后放氮气诱喷。
• 深井中氮气射孔 在深井中氮气射孔需加液垫,保持射孔时或高
压下,射孔枪平稳。一般加垫高度应低于管柱容 积的1/3,射孔枪下至目的层后,注入氮气(压力 为地层压力的2/3),射孔后,缓慢控制放氮气。
1 氮气 .连续油管技术的发展现状
氮气技术应用主要包括 :
• 氮气排液 • 氮气用于酸化压裂 • 氮气用于正负压射孔 • 氮气垫测试 • 氮气用于超高压射孔完井等
1988年,我国辽河油田从国外引进液氮设备,首先 开始氮气技术应用。
1989年,大庆油田也引进了该设备,随后塔里木和 吐哈油田也引进美国的氮气装置及技术。
上层段
下层段
水泥塞
图2-11 打水泥塞示意图
连续油管注水泥的主要优点: ★比修井机注水泥节约 50%的成本; ★大大减少施工周期; ★不压井进行作业; ★能尽快恢复井的生产;
(5) 其它连续油管技术
① 连续油管挤水泥
下入连续油管
用连续油管 下到标定深 层,并打循环
挤水泥
在替换过程 中挤水泥,然 后缓缓上提 连续钭管,并 使喷嘴侵入 水泥中
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