XJ243A8连续油管冲砂设计.docx
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XJ243A8连续油管冲砂设计
XJ24-3油田A8井
连续油管冲砂施工方案设计
******
参加人:
审核人:
审批人:
中海油能源发展采油技术服务公司
2012年4月17日
1.基础数据
1.1油井参数
1.2生产管柱基本数据
1.3射孔数据
1.4采油树基本数据
1.5吊车技术参数
1.6井位图
2.生产简史及措施目的
2.1生产简史
西江24-3-A08ST2于2006年侧钻完井,采用水平井裸眼下入筛管方式完井,生产H2C(29m)和H2D(451m),下入ESP生产至2012年3月,液量一直在6000-8000桶,含水最后升至98%,生产期间砂含量不是很高。
2012年3月由于RDH封隔器以下油管漏进行修井作业,主要作业内容为起出生产管柱、套管查漏、清砂、酸化解堵、套管堵漏、下入生产管柱。
清砂作业清理出很多地层粗砂、细砂和泥,套管查漏发现1095m以下套管有漏点。
采用straddle管柱堵住套管漏点后,下入电泵生产管柱。
2012年4月1日作业结束开泵生产,液量3000桶,砂含量很高。
由于平台生产原因,关停3天,再次开井无液产出。
2.2目前产状分析
该井主要问题是由于钻井作业穿过泥岩段,之前清砂作业没有将管柱内砂子彻底清理干净,导致泥砂将产层以上水平段尾管堵死。
2.3施工内容及目的
起出原井生产管柱,下入连续油管利用连续油管对该井防砂段进行冲砂。
2.4施工地质要求
无
3.施工安全技术标准
按有限公司健康安全环保管理体系标准进行;
4.作业计划及工期安排
序号
作业计划
计划时间
(小时)
累计时间
(小时)
1
准备工具器材,人员出海
12
12
2
连续油管设备检查准备
4
16
3
组装连续油管设备
8
24
4
连续油管冲砂作业
48
72
5
回收工具清理卫生
8
80
5.施工工艺设计
5.1冲砂排量计算
冲砂时,为了使冲砂液将砂粒带至地面,冲砂液在井内的上升速度必须大于最大直径砂粒的自由沉降速度,这个速度为携砂液临界速度。
其计算公式为:
SandSettlingVelocity
SV=SandSettlingVelocityinft/min
175=Constant
PD=ParticleDiameter=
0.0469
in
(remembertouselargestparticlediameterandnotaveragediameter)
PW=ParticleWeight=
21.41
lb/gal
ParticleWeight=ParticleSGx8.33
MW=Wt.ofcleanoutfluid=
8.33
lb/gal
cp=CleanoutFluidViscosity=
1
cp
SandSettlingVelocity,SV=
22.51196844
ft/min
经计算得知,砂子沉降速度为22.5ft/min,因此在冲砂过程中,工作液在套管及连续油管环空间的流速要高于22.5ft/min才能将砂子顺利的冲至地面。
采用外径1.75in、壁厚0.145in的连续油管直接在套管内进行冲砂,排量控制在300l/min时,经模拟软件模拟,得出如下结果:
泵压达到27.9MPa,最大环空(9.625in套管与1.75in连续油管之间环空)流速25.9ft/min大于砂子的沉降速度22.5ft/min。
考虑到返排时间,以300l/min的排量进行冲砂,在9.625in套管内:
T1=L/V=3478/(25.9-22.5)=1022min
在5.5in中心管与连续油管环空内:
T2=(5971-3478)/(93.1-22.5)=35.3min
在7in套管与连续油管环空内:
T3=(8537-5971)/(53.5-22.5)=82.77min
在6.625in筛管与连续油管环空内:
T4=(10039-8537)/(57.9-22.5)=42.4min
T=T1+T2+T3+T4=1182.47min
因此需加大泵排量,泵排量提高至350l/min时:
泵压达到37.5MPa,最大环空(9.625in套管与1.75in连续油管之间环空)携砂液流速达到30.2ft/min,在9.625in套管内:
T1=L/V=3478/(30.2-22.5)=451.7min
在5.5in中心管与连续油管环空内:
T2=(5971-3478)/(108.6-22.5)=28.95min
在7in套管与连续油管环空内:
T3=(8537-5971)/(62.4-22.5)=64.31min
在6.625in筛管与连续油管环空内:
T4=(10039-8537)/(67.6-22.5)=33.3min
T=T1+T2+T3+T4=578.26min
虽然泵排量提高至350l/min,但是砂砾依然需要很长时间才能返出至地面,另外考虑到该井环空大,水平段长等特点,提出以下建议:
(1)在冲砂液中添加一定量的化学添加剂,以提高工作液的携砂能力,缩短砂砾返出时间,以达到更快更好的冲砂效果;
(2)下入5.5in油管进行中心管对接,减小携砂液返出环空空间,提高返出速度。
以下为泵排量350l/min时,砂液返出时间
在5.5in中心管与连续油管环空内:
T1=(5971-0)/(108.6-22.5)=69.35min
在7in套管与连续油管环空内:
T2=(8537-5971)/(62.4-22.5)=64.31min
在6.625in筛管与连续油管环空内:
T3=(10039-8537)/(67.6-22.5)=33.3min
T=T1+T2+T3=166.96min
5.2冲砂化学药剂介绍
大修井在进行冲砂等作业过程中,由于地层压力低,修井液漏失严重,会影响到施工和后期恢复,套铣液能够有效解决:
修井液循环排量达不到作业要求,甚至有进无出,对地层造成严重污染,作业后产能恢复困难,有效携带井下除砂情况。
套洗液配制方案表
序号
配制方案
1#
0.2%BH-VIS+3%BH-MP+3%BH-XJW-01+2%固化促进剂GC+1%R134
2#
0.3%BH-VIS+3%BH-MP+3%BH-XJW-01+2%固化促进剂GC+1%R134
3#
0.45%BH-VIS+3%BH-MP+3%BH-XJW-01+2%固化促进剂GC+1%R134
4#
0.6%BH-VIS+3%BH-MP+3%BH-XJW-01+2%固化促进剂GC+1%R134
静态携砂实验
套铣冲砂液
表观粘度(cP)
漏斗粘度(s)
静态携砂时间
沉降速度m/s
1#
8.0
35
18s
0.0244
2#
10.5
40
20s
0.022
3#
20.0
52
50min
0.000147
4#
28.5
62
90min
0.0000815
5.3冲砂化学药剂性能及配方
无固相暂堵液
名称
作用
比例(kg/m3)
提切剂BH-VIS
调节工作液粘度
3
膜增强剂BH-MP
绒囊发生剂,提高工作液封堵性能
30
高效渗透剂R-134
防乳化,分散洗井液,防止形成油包水型乳化液
10
固化促进剂GC
润湿转向,防膨
20
修井液稳定剂BH-XJW-01
稳定粘土,防止运移动
30
破胶液
组份
作用
比例(kg/m3)
高效渗透剂R-134
防乳化,分散洗井液,防止形成油包水型乳化液
20
破胶剂JPC
加速暂堵液破胶
30
防垢剂
防止水型不配伍,防止结垢
30
5.4现场作业设计
无固相套铣冲砂液设计
全井筒容积约为55m3,地面循环25m3,考虑漏失及地面损失部分,设计套铣液用量120m3。
无固相套铣冲砂液性能
项目
指标
密度,g/cm3
0.85±0.10
马氏漏斗粘度,s
35-45
封堵压力(60℃),MPa,≥
3
动塑比,≥
0.6
润滑系数降低率,%,≥
70
参考标准:
《SYT5185-2008砾石充填防砂水基携砂液性能评价方法》
破胶液设计
根据前期作业过程中工作液漏失情况确定破胶液用量,设计用量80m3。
破胶液性能指标
项目
技术指标
密度,g/cm3
1.00-1.05
破胶率,%,(60℃,48h)
90%
5.5连续油管软件数据模拟
图5-1A8井身结构模拟
图5-2连续油管起下受力模拟
从图中可以看出连续油管可以安全、顺利下入至目的井深3060米位置,并可以安全起至井口,满足油管起下作业需求。
5.6作业设备参数
设备参数设备名称
型号
尺寸(mm)
重量(t)
备注
柴油机
CATC15540HP
4800×2500×2600
8
滚筒橇
橇
分体式
可拆卸
4550×2600×3860
4.5
滚筒
外径×内径×内宽(inch):
150×72×70
3
4000米1.75油管总重14.83t
注入器
GI-80K
4.5
配置1.75″U型夹块;最大提升拉力为:
100,000磅;最大下推能力为40,000磅;
底部配置安装4.06"15,000psi侧门防喷盒
防喷器
T0T整体式四闸板防喷器
工作压力:
15000psi
马氏漏斗
KYH-MLN-4或同类型产品
比重称
量程0.5-1.2g/cm3
5.7井下工具组合
冲砂工具组合:
1.75连续油管+2.125roll-on连接器+2.125马达头总成(双瓣单流阀+液压脱手工具)+2.125喷头。
5.8作业人员配置
职务
人数
职责
备注
队长
1
负责队伍整体运作、与甲方协调沟通、监督现场作业
工程师
2
负责作业期间技术指导
机械师
1
负责作业期间设备的正常运行、维护保养
主操
2
负责作业期间设备操作
副操
4
配合主操进行作业
化学药剂工程师
2
负责配置冲砂液及返排处理、取样等工作
6.施工程序
6.1施工作业步骤
6.1.1设备就位
(1)所有作业人员参加工作前的现场会议;(JSA)
(2)吊装连续油管及液氮设备至主甲板并摆放就位;(吊车)
(3)吊装防喷器到钻台;(吊车)
(4)连接鹅颈头和注入器;(吊车)
(5)吊装鹅颈头和注入器到钻台;(吊车)
(6)连接连续油管设备的液压管线。
6.1.2连接设备,进行功能测试,试压
(1)启动柴油机;(作业需要的相应的柴油,压缩空气,由平台提供)
(2)升起控制房;
(3)柴油机,滚筒,控制房,防喷器和注入器功能测试;
(4)拉出油管插入鹅颈头和注入器(使用修井机大钩/小钩,油服作业队配合);
(5)用大钩吊起鹅颈头和注入器;
(6)连接注入器和防喷器;
(7)吊起防喷器和注入器系统;
(8)组装连续油管工具接头;
(9)对连续油管工具接头进行拉力测试10000-15000lbs;
(10)用固井泵进行连续油管通水直到干净的液体流出;
(11)注入器及防喷器连接到井口钻台面立管上;
(12)打开防喷器旋塞阀,通水至旋塞阀出有水冒出;
(13)关闭旋塞阀;
(14)连续油管试压300~500psi检查泄漏;
(15)压力提升到7000psi保持10-15min,检查泄漏;
(16)放压;(注意任何情况不允许在泵处放压)
(17)释放防喷盒并关闭半封;
(18)试压7000psi,保持15min,观察压力;
6.1.3工作液配制
(1)选用清洁、无杂物的泥浆池作为配液池;
(2)泥浆池加入足量地热水,开启搅拌器及循环混合泵;
(3)按设计配方加入各单剂,固相组份加料时必须使用加料漏斗,控制加料速度,液态组份使用气动隔膜泵直接泵入泥浆池;
(4)单剂加料完成后,充分搅拌,时间根据工况而定;
(5)检测暂堵液性能,合格后方能入井使用;不合格则服务工程师根据情况进行调节;控制提切剂BH-VIS加量可调节粘度,控制润湿剂BH-WT加量可调节密度。
6.1.4冲砂作业开始
(1)组装冲砂工具组合:
连续油管外卡瓦连接头+马达头总成(双瓣阀+液压脱手工具)+大孔径喷头
(2)打开采油树清蜡与主阀闸门(由副操负责,平台操作监督)。
(3)开始下入连续油管,下入速度15m/min,下入过程中准确记录上提下放数据。
在下入过程中密切观察悬重变化,如遇异常情况立马停止下入,分析原因解决问题,直至问题解决。
(4)下至50m时做一次上提测试,开始小排量泵液,连续油管在通过变径处时注意悬重变化,做上提测试并记录数据。
(5)探砂面,在下至预计砂面前30m时,下放速度小于5m/min,以悬重下降2000lb认为探到砂面,连探2次。
允许误差小于0.5m,并记录砂面位置。
(6)探到砂面后,上提连续油管至砂面10m以上加大泵排量循环,泵排量0.35m3/min,正常后下放管柱冲砂。
井口密切观察返出情况,如无砂粒返出,加大泵排量。
(7)探到砂面后,连续油管每下放冲砂200米,停在该位置持续冲洗至少30分钟,然后缓慢上提连续油管至2000米,待返出液干净后无砂,继续下放连续油管。
(8)返出见携砂液后,倒管线返回配液池,经固控设备脱砂;返出稳定后测循环漏失,若漏失较大不满足要求,服务工程师进行携砂液性能调节(降低密度、提高粘度),若漏失大于5m3/h需另行采取暂堵作业;
(9)现场服务工程师定期检测返出液性能(密度、粘度),性能下降后及时进行维护;粘度下降补加高粘度胶液,可使用临时配液罐配制高粘度胶液(BH-VIS),根据需要向泥浆池中转入;密度上升,经核算后向配液池中补加膜增效剂BH-MP,开启循环混合泵剪切发泡,降低套铣液密度;根据漏失情况,服务工程师及时配制冲砂液补加,保持冲砂液量满足循环要求。
(10)冲砂至3060m左右,探到圆堵位置,应保持大排量继续循环,至少循环1.5~2周,出口含砂量合格。
(11)大排量冲洗油管至返出无砂子为止。
(12)工作液后期处理:
地层解堵,根据地层漏失情况配制和挤注破胶液进行解堵作业;携砂液破胶处理,使用破胶剂或清水进行破胶、降粘处理,处理后导入处理流程。
(13)起出连续油管,并拆井口。
注意:
A:
冲砂过程中连续油管操作人员和泵工要经常沟通,严禁中途停泵,以防冲起的砂子沉降将管柱卡死或堵死。
B:
连续油管主操在冲砂过程应逐渐加深冲砂,不能过快和一次加深过多造成蹩泵事故。
C:
冲砂过程中,泵发生故障需停泵修理时,连续油管主操应将管柱迅速上提至原始砂面30m以上(或起至井口),并反复上提下放活动管柱,以防砂卡管柱。
D:
冲砂施工中发现地层严重漏失,冲砂液不能返出地面时,应立即停止冲砂,将管柱提至原始砂面以上,并反复活动。
E:
返出口要保持始终有人观察,如果发现返出液减少或者不出砂(需要计量返出量),要及时与主操联系。
(14)作业结束,设备复原。
7.资料录取
在冲砂作业中,要随时记录冲砂泵排量,时刻监视井口有无返出,返出物有无砂砾等,此外,在连续油管起下过程中要密切监视地面悬重表指示,严防油管遇阻遇卡。
8.分工协作
(1)整个施工由中海石油(中国)有限公司生产部组织协调,并负责现场指挥与监督;
(2)平台负责配合各单位进行货物吊运、电器配合、流程置换、环保以及其它作业;
(3)采技服增产公司负责连续油管相关作业;
(4)连续油管作业如需要,由平台人员负责连接导通正挤柴油或反替水流程,正挤柴油或反替水;
(5)施工单位负责将每日的工作记录以书面形式交给作业监督;。
(6)各单位精诚合作,确保施工顺利进行;
(7)施工完毕后,监督组织各单位向平台交井,卫生由平台验收及签字确认。
附件:
作业材料清单
射孔数据表
作业井管柱图
作业安全环保措施及应急预案
总则:
严格执行《深圳分公司健康安全环境管理体系》、深圳分公司“红黄线”管理规定、深圳分公司HSE管理体系井下作业分册管理规定。
作业名称:
XJ24-3A8井连续油管作业
编号:
作业地点:
XJ24-3
作业时间:
分析人员:
日期:
审核人员:
日期:
批准人员:
日期:
工作步骤
潜在事故或危害
预防措施
实施负责人
连续油管设备卸载
1、沟通、配合不到位导致人员砸伤、撞伤、挤伤,设备损坏;
2、钢丝绳的损坏导致断
1、作业前召开作业安全、明确岗位分工,熟悉各自的责任;
2、检查设备的外观,设备吊点及钢丝绳的检验证书
队长、
1、摆放就位设备;
2、连接液压管线;
3、连接地面注入管线
1、人员配合、沟通不到位导致设备受损、人员受伤;
2、柴油机液压系统堵塞、液压快速接头或管线刺漏导致人员受伤;
3、抬管线砸伤,砸榔头碰伤砸伤,管线连接不紧导致高压刺漏伤人
1、1、召开作业前安全和工作通报会,做好岗位分工;起吊工作要由专人指挥,精力要集中,指挥口令及手势要准确。
无特殊情况,任何人不准在起吊范围内,尤其是吊臂下工作或停留;吊装设备时,所有人员不准站在吊车扒杆与被吊设备的正下方,等被吊货物下落离地面30-50厘米时可以去手推设备,注意脚下及后面有无退路,人员应互相联系防止受伤;
2、组装设备前检查设备所有液压接头及管线,确保其完好
3、佩戴好劳保用品,严格按照操作标准进行作业,确保由壬连接紧密
主操
1、启动柴油机,进行防喷器和注入器的功能试验;
2、插油管至鹅颈头及注入器;
3、地面管线试压
1、人员配合、沟通不到位导致设备受损、人员受伤;
2、高空作业,人员摔伤,落物砸伤人员死亡事故;
3、油管试压时高压管线刺漏,造成人身伤亡事故;
4、连续油管设备的液压管线刺漏,使设备无法工作,甚至造成人员伤亡
1、检查柴油机的油气水及风扇有无异物,与平台和各施工单位间的做好协调沟通工作,作业期间,井口悬挂相关警示牌;
2、作业前检查安全带及工具保证良好状态,清理高空易落物,清理作业场地保持干净无杂物,油污。
3、试压程序步骤进行;与平台和各施工单位间的做好协调沟通工作,作业期间,井口悬挂相关警示牌;试压前全平台进行广播通知,无关人员远离试压区,同时在作业区域悬挂警示牌;
4、作业前检查连续油管设备,工具完好,符合海上作业要求并有相关合格许可证件,在高压危险区域挂警示牌;
5、明确岗位分工,用对讲机进行联系指挥,现场人员互相照应
主操
打开井口
1、井内高压,原油喷出;
2、防喷盒泄漏,有气体喷出
1、开阀之前平衡上下压力、开阀后要挂标牌;
2、向防喷盒系统打压,加紧连续油管
连续油管下井
1、下入速度太快-油管遇阻损坏;
2、井底压力太高,油管不能下入;
3、油管下入过程遇到接箍或不明遇阻;
4、排管器不能正常滑动导致油管损坏或不能整齐缠绕油管
1、1、保持泵速在0.3桶每分钟;油管下入速度保持在50-80英尺每分钟;
2、2、先压井后下入油管;
3、3、过节箍时下入速度保持在20-30英尺每分钟;确保工具外径小于井内最小内径;遇阻后要立即停止下入油管并上提;
4、加大泵速冲洗遇阻点;
5、4、确保放置盘管的地点正确,操作手能观察排缆器运行情况
主操
测试悬重
1、上提油管悬重超过屈服值;
2、每次测试悬重在同一深度使油管疲劳,使油管刺漏,断裂落井的事故;
1、3、突然失去悬重
1、预先做模拟图表,防止上提悬重超过油管设计值;
2、在测试悬重时减少泵速防止油管疲劳;
不要在同一深度多次测试悬重;
3、如突然失去悬重立即上提找出原因
主操
到达作业段
下入速度过快,冲洗不彻底,在预期段遇阻;
在预期段以上缓慢下入;加大泵排量
主操
上提油管
在上提过程油管遇阻
降低速度上提;反复上提下放,直至顺利通过遇阻点,如无法下入,则起出连续油管,向作业监督汇报
主操
作业完成
1、拆卸工具时工具串和手动工具掉落井内;
2、使用手动工具人员夹伤、砸伤等
1、拆卸工具时确保井口周围无杂物,操作时要抓好、扶好工具串
2、作业时务必穿戴好个人防护用品,提高安全意识
主操
连续油管设备卸载
1、钢丝绳的损坏
2、沟通、配合不到位导致人员伤亡、设备损坏
作业前召开作业安全、检查设备的外观,设备吊点及钢丝绳的检验证书、工作通报会,明确岗位分工,熟悉各自的责任
队长