贝克休斯minibeta工具防砂作业流程.docx

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贝克休斯minibeta工具防砂作业流程

Mini-beta防砂作业流程及安全风险分析

一、地层出砂危害及防砂作业的目的

出砂危害：

油、气井出砂如果得不到治理，就会越来越严重，致使出砂油、气井不能有效的开发。

出砂的危害主要表现在以下三个方面：

（1）减产或停产作业；

（2）地面和井下设备磨蚀；（3）套管损坏、油井报废，所以要进行防砂作业。

防砂目的：

延长井的生产寿命；保护地面设施；降低生产井的维修费用。

二、防砂作业步骤及注意事项

1、作业工具准备

作业前首先需要知道井的基本数据，包括套管磅级、射孔数据、筛盲管扣型等，根据不同井的情况准备手工具和各种变扣接头。

手工具一般包括：

管钳、卷尺、航空剪刀、筛规、安全卡瓦、提丝、裁纸刀、内径规、外径规、钢丝刷、锉等。

各种变扣接头主要包括：

筛盲管防喷变扣（根据筛盲管尺寸定），冲管防喷变扣、座封工具与钻杆连接的变扣（视作业平台钻杆尺寸决定，7”井座封工具上部接头扣型为2－7/8”IFB;9-5/8”井座封工具上部接头扣型为3-1/2”IFB）、循环头、试压堵头等。

2、作业流程（以一次2层9-5/8”防砂井为例）

2．1、电缆座封沉砂封隔器

工具组合：

Baker"F-1"沉砂封隔器+电缆座封工具+CCL+马龙头+电缆

沉砂封隔器的坐封位置要参照测井曲线避开套管接箍。

沉砂封隔器应坐封于底层射孔段底部以下大约5～8ft处。

注意事项：

电缆下入"F-1"沉砂封隔器时，关闭全船无线电通讯，停止一切电弧焊作业，平台所有人员禁止使用手机。

如果电缆坐封"F-1"沉砂封隔器有困难，可用钻杆下入液压座封工具。

钻杆下入液压座封工具步骤为：

1）工具组合为：

"F-1"封隔器＋液压坐封工具+变扣+3-1/2"钻杆（具体柱数根据同位素的深度来定）+同位素接头（3-1/2"IFB×P）+3-1/2"钻杆。

2）到位后，测量并记录上提下放悬重。

3）保持管柱处于上提状态，座卡瓦，电测校深。

4）根据校深结果上提或下放管柱使"F-1"沉砂封隔器处于座封位置。

注意事项：

"F-1"沉砂封隔器座封位置要避开套管接箍。

5）投1-7/16"座封球，接管线，开泵小排量顶替座封球，此过程注意泵压变化。

6）按如下步骤座封"F-1"沉砂封隔器：

500PSI×5min→0；

1300PSI×5min→0；

1800PSI×5min→0；

2300PSI×5min→0。

注：

如果管柱打不起压，则投1-3/4”备用球，打压座封。

7）上提超过原上提悬重10吨，下压5吨确认卡瓦咬住套管壁；

关防喷器（BOP），环空打压2000psix10min，压力不降，验胶皮，ok！

8）则将管柱置于中和点位置正转12-15圈脱手。

9）上提管柱5米，正打压3800PSI左右，剪切球座。

注：

如果用备用球座封"F-1"沉砂封隔器，则上提管柱后反循环出备用球。

10）起钻（注意随时补充工作液，保持井筒内液面在合适的高度）。

2．2防砂作业

2．2．1下入外层管柱

准备合适尺寸的筛管支架、筛管、盲管和冲管提升短节，并按下列顺序连接、下入防砂管柱井下固定部分，（见附图1）：

（1）190-60‘S-22’弹性爪定位密封总成

（2）下层筛管OD：

6.13"，5-1/2"基管，15.5PPF，J55，APILTCB×P

（3）下层盲管，5-1/2"，15.5PPF，J55，APILTCB×P（压裂井采用17.0PPF，N80盲管）

（4）隔离封隔器总成：

最大外径8.125"，内径4.75"，由下而上包括：

1、4.75"密封筒，带负荷显示倒角,65/8"LTCB×51/2"STCP

2、190-47“S”充填滑套总成，下部密封短节带负荷显示倒角，上下带有6ft的延伸管65/8"STCP×P

3、4.75"密封筒,带负荷显示倒角,65/8"LTCB×51/2"STCP，反向连接

4、96B－60“SC-1L”隔离封隔器61/2"反扣B×51/2"LTCBDOWN

5、4.75"密封筒51/2”STCB×61/2”反扣P

（5）上层筛管OD：

6.13"，5-1/2"基管，15.5PPF，J55，APILTCB×P

（6）上层盲管，5-1/2"，15.5PPF，J55，APILTCB×P（压裂井采用17.0PPF，N80盲管）

2．2．2下入中层和中心管柱

用5-1/2"卡瓦和合适的安全卡瓦将最后一根5-1/2"盲管座到井口上；准备4"冲管支架、卡瓦座及卡瓦、提升接头，然后依次下入内管柱防砂服务工具总成：

按以下顺序连接下入充填服务工具

注：

所有密封件必须擦干净涂上黄油。

1底部隔离密封总成（4.0"TSWPBUP），由下至上包括：

1带引鞋的单流阀

2190-47密封单元（11个，根据需要还可加长）

3190-47双公带孔密封短节

4变扣接头，4"TSWPB×4.094"8NB

24"TSWP冲管B×P

3190-47MB“SC”选择性转换工具总成4"TSWPB×P（已在陆地组装好）

a）变扣接头27/8"EUB×4"TSWP

b）“S-1”滑套关闭工具，27/8"EUBxP

c）27/8"单流阀（带挡环），27/8"EUB×P

d）变扣接头4.094"8NP×27/8"EUP

e）190-471组密封件，反向连接，4.094"8NBxP

f）190-47负荷显示器

g）190-472组密封件，4.094"8NBxP

h）190-47带孔密封短节，4.094"8NBxP

i）“S-1”滑套开/关工具，27/8"EUBxP

j）190-471组密封件，4.094"8NBxP

k）190-47“SC”旁通短节，4.094"8NBxP

l）190-476组密封件，4.094"8NBxP

423/8”“O”型密封旁通短节,4"TSWPB×4.094"8NP

54"TSWP冲管

6将以上的4"冲管和充填服务工具座在4"支架台上并打好安全卡瓦。

7按下列顺序连接并下入27/8"中心管。

1）2.360"×5ft抛光插入定位短节（27/8"6.5#ABFL-4SBOXUP）

2）27/8"6.5#ABFL-4S中心管

8缓慢下放27/8"中心管并使其座在23/8"“O”型密封旁通短节内。

927/8"中心管上部装盲堵，将带有泵连接接头的4"起吊冲管短节接到4"冲管上，接好地面试压管线，并对地面管线通水缓慢试压至3500PSIx5min，不降为合格。

注：

4"起吊冲管短节必须足够长，以便充填服务工具能够下进51/2"盲管内而到达下入位置。

10在底层循环充填位置对4"冲管及2-7/8"中心管的环空试压3000PSI×5’不降为合格（检验2.360"×5ft的抛光插入定位短节和单流阀）。

注：

底层循环充填位置即为第一负荷显示位置，此位置充填孔与反循环孔不相通

11继续下放充填服务工具到下层正常下入位置，在管柱上做好标记。

注：

4"起吊冲管下入51/2"盲管内的长度与顶部封隔器总成下部露出的4"冲管长度相等

12下放充填服务工具，拆试压接头，卸掉27/8"中心管上部的盲堵。

13连接顶部“SC-1R”封隔器总成

310X51/2"LTCP+4"TSWPP+27/8"ABFL-4SP。

该总成包括：

27/8"中心管、4"服务工具部分、SC封隔器充填滑套总成及座封工具等（已在陆地组装好）：

1）27/8"ABFL-4S中心管：

2）充填服务工具部分：

A、4"RTS-8冲管短节

B、变扣接头4.094"8NB×4"TSWPP

C、190-471组特殊密封件

D、190-477组密封

E、190-47带孔密封接头

F、190-471组密封

G、变扣接头31/2"EUB×4.094"8NP

H、“GP”旋转接头

I、190-60液压座封接头，包括：

I1、变扣接头5.5"8NB×31/2"EUP

I2、190-603组密封件

I3、190-60定位接头

I4、190-60中心管

I5、座封帽

I6、弹簧

I7、支撑体

I8、顶部接头

3）SC-1R封隔器总成

A、4.75”密封筒,下端带负荷显示倒角,65/8"LTCB×51/2"STCP

B、190-47“S”充填滑套总成，下部密封短节，下端带负荷显示倒角，上下带有8ft6"OD的延伸管，65/8"STCP×P

C、4.75”密封筒,下端带负荷显示倒角,65/8"LTCB×51/2"STCP

D、变扣，75/8"STCB×51/2"STCP

E、磨铣延伸短节75/8"STCP×P

F、96A4-60“SC-1R”封隔器75/8"STCBdown

G、86＃“SC”座封工具

14连接短钻杆。

下入一柱钻杆，关万能，缓慢开泵反循环，验证能否反循环，确定各工具连接是否正确。

2．2．3下钻

（1）严禁猛停猛放，坐卡瓦和提卡瓦时起下要缓慢，下入速度控制在1柱/90秒。

（2）不允许转动转盘。

（3）只在公扣端涂少量丝扣油。

（4）连接地面管线，并对地面管线通水试压：

1）提前启动防砂泵和搅拌器。

2）连接地面管线，通水后试压5000psi×10min不降为合格，合格后放压至零。

3）调节自动放压阀工作压力为4300psi并对之进行测试。

4）调节自动停泵压力为4300psi并对之进行测试。

5）对环空地面管线试压3500psi×10min不降为合格，放压。

6）调节环空自动放压阀工作压力为3000psi并对之进行测试。

注意事项：

严禁猛停猛放，坐卡瓦和提卡瓦时起下要缓慢，下入速度控制在1柱/60秒。

2.2.4座封SC-1R顶部封隔器

（1）在下探沉砂封隔器之前测上提下放负荷。

（2）缓慢下放插入到沉砂封隔器内，加压5T，然后上提负荷增加10T，使管柱提出沉砂封隔器，重复两次确认到位，上提至中和点并在井口钻杆上做好标记（RIP）。

（3）配管，连接地面管线，试压5000PSI×10min不降为合格。

注：

在标记位置以上多留出钻杆6米左右，以便下步作业

（4）下放管柱到插入沉砂封隔器，上提至标记位置（RIP）。

（5）座封“SC-1R”顶部封隔器；1300PSI×5’→0；1800PSI×5’→0；2300PSI×5’→0。

注：

如果管柱打不起压，则上提管柱反循环清洗单流阀阀座，放回到原位置重新打压座封；如果管柱还打不起压，则投13/4"备用球，打压座封。

（6）上提超过正常上提悬重10T验封。

（7）下放管柱，加压5T，然后上提至中和点。

关万能防喷器，环空打压2000PSI×5’验封。

（8）打开万能防喷器，正转12～15圈，使充填服务工具脱手。

（9）缓慢上提管柱确认工具已脱手。

注：

如果用备用球座封“SC-1R”，则上提管柱到反循环位置反循环出备用球。

2.2.5座封隔离封隔器和砾石充填作业

下放管柱至底层正常下入位置（RIP）。

（1）上提管柱至第一个负荷显示位置，这是底层循环充填位置（CIRP）。

（2）上提管柱到反循环位置，关闭砾石充填滑套酸洗1个钻杆容积，反循环将酸液回收。

注：

1）反循环位置可以通过液压方式找到，关万能防喷器，环空打压500PSI，缓慢上提管柱至压力下降为止，是开始反循环位置，继续上提约1.5ft为循环位置。

（3）将管柱定位在第二个负荷显示位置，这是座封底层隔离封隔器位置（SIPP）。

（4）在SIPP位置再上提4.5FT左右，是隔离封隔器的验封位置（TIPP）。

（5）连接管线建立正循环，记录泵压，泵速不得超过2BPM。

（6）下放管柱至RIP位置（中和点）后再上提到SIPP位置（即第二个负荷显示位置）。

（7）打压座封隔离封隔器：

2300PSI×5’→0。

放压至500psi上提至压力降，然后正循环确认无返出，证明封隔器已座封。

注：

封隔器座封，压力泄到上部射孔段内

（8）上提管柱到第一负荷显示位置，这是底层循环位置（CIRP）。

（9）上提管柱通过第一负荷显示位置，继续上提到反循环位置并做好标记（RCP）。

记录泵速和相应泵压。

（10）在挤注位置分别以1BPM、2BPM、4BPM、6BPM、8BPM、10BPM的排量试挤并记录相应排量下的泵压及套压,在得到最后的挤注压力后，迅速停泵获得瞬时关井压力，同时根据压力的递减获得裂缝闭合压力。

用Baker压裂软件程序绘制压力/流量曲线，求得裂缝延伸压力。

确定充填方式和泵排量。

（11）根据试循环和试挤的结果，按照防砂程序对底层进行高速循环充填或微压裂充填。

a）高速水充填：

根据试挤结果，从防砂泵所能达到的和井下工具（主要是隔离封隔器及盲管）所能承受的最大泵速下的环空压力来看，该层不能压开，即最大泵速所获得的环空压力不能达到地层破裂压力，则可采用高速水充填。

充填时泵速可稍低于最大泵速，砂浆到达射孔段时控制返出量和环空压力，环空压力低于隔离封隔器允许的最大压力，最大限度的匀速将砂浆填满射孔孔眼，出现脱砂压力后停止加砂，保持泵压缓慢以逐级方式降低泵速至1BPM，停泵。

高速水充填时，环空压力低于地层破裂压力，砾石能充满射孔孔眼。

b）微压裂充填：

根据试挤结果，在泵能达到的泵压及排量情况下，地层可以被压开，则该层可以采用微压裂充填。

充填时关闭环空，环空压力稍高于地层破裂压力，将砂浆打入压开的裂缝，填充足量的砾石，直到出现脱砂压力后停止加砂，保持泵压缓慢以逐级方式降低泵速至1BPM，停泵。

微压裂充填时，环空压力高于地层破裂压力，砾石充满射孔孔眼及压开的裂缝。

（12）若进行压裂充填，则用BoraFRAQ35胶液，以15BPM的排量对底层做Mini-frac，持续10分钟左右，并且将胶液顶替过射孔段顶部2桶左右，一旦停泵后记录ISIP压力和线性胶液摩阻。

（13）做完Mini-frac分析之后，根据结果重新输入数据拟合调整压裂设计。

（14）根据重新拟合的压裂设计对底层进行压裂充填。

注意事项：

a）若高速水充填，应有控制地打开井口返出阀门；若挤注/压裂充填，应关闭返出阀门。

b）在充填过程中因温度和压力变化而使钻柱收缩，而且由于各位置之间距离较小，所以在充填过程中要有专人特别注意观察指重表和环空返出情况。

如需要，可提高储能器压力以防止环空返出。

停泵一段时间后管柱会伸长到原来长度。

（15）一旦底层充填达到脱砂压力，立即给环空加压500psi（至少），迅速倒阀门至反循环，同时立即将工具上提到反循环位置，开泵大排量反循环洗井，直至将钻杆里的陶粒全部清洗干净为止。

（16）缓慢停泵，观察油管无压力后，将管柱下放到底层循环充填位置，以0.5–1.5bbls/min的排量检验充填效果。

若能达到脱砂压力，则底层充填合格；若不能达到，视情况继续进行循环充填，直至合格为止。

（17）重复9-14项，对上层进行砾石充填。

注意事项：

a）掌握合理的施工进度与天气情况，尽可能将防砂作业安排在好天气进行。

b）施工前地面管线、管汇必须固牢（每隔5m一点），应先通水，再试压5000psi×10′，不降为合格。

必须严格执行试压标准，试压时人员必须远离高压管线、管汇。

c）充填施工过程中，无关人员必须远离防砂泵、高压管线、管汇及钻台井口区域。

d）充填施工时，泥浆泵应处于待机状态，做好反循环冲砂的准备工作。

e）充填完毕上提管柱反循环动作要迅速，防止砂卡、砂堵事故发生。

f）起钻时注意补充工作液，保持液面在合适的高度。

2.2.6起钻（注意井筒液面情况，适当灌入工作液）

三、安全风险分析

作业步骤

安全风险

可能造成的后果

预防措施

摆放防砂管柱

吊物伤人、挤手、砸脚、

人员伤害

注意头顶有无吊物、吊车下放管柱时注意手和脚的位置

下防砂管柱

1、入井管柱没有通径

2、防止井下落物

3、顶部封隔器和隔离封隔器损坏

1、影响防砂作业，甚至造成事故

2、造成井下落物事故

3、重新换新的封隔器，如果没有备用，浪费工时和财力

1、入井管柱必须通径

2、盖好井口

3、下封隔器前画好线，上扣时大钩下放，专人负责查看封隔器有无旋转

防砂作业

管线试压

砂卡

1、管线刺漏伤人

2、防砂服务工具无法提出外层管柱，造成砂卡事故

1、固定管线、无关人员远离

2、一旦出现脱砂压力，及时环空备压并倒至反循环冲砂