随着水平技术的发展,全国陆上油田钻探了大量水平井,然而在进行各种试油测试和增产措施时,出现了大量问题。在直井作业中,各种常规排液技术在水平井中出现不适应,不能满足将液面降到斜井段或水平段的要求,特别是低产、低压油井,求取资料难度增加。水力喷射泵作为国内试油排液中的一种重压手段,因为可以与各种工艺管柱联作排液,可以求取流压、温度,产量,原始地层样品等,在直井或小于45°井中越来越得到广泛应用。为了能使水力喷射泵能在水平井中得到广泛应用,为油田建设提供强有力的技术支撑和技术储备,我们研究了小直径水力喷射泵。
水平井排液技术工艺原理
工艺管柱 如图1所示,水力喷射泵泵筒位于水平段,可以与射孔测试等工艺技术联作。施工时,按工艺设计管柱结构将管柱下到水平井或侧钻井中,座封封隔器,根据射孔测试设计要求进行射孔和测试之后,打开滑套,正洗井一周以上,然后投泵芯进行排液。
工艺管柱特点 该工艺配套工具对泵芯密封段具有主动保护作用,适合于水平井和侧钻井排液工作;配套工具长度短,能顺利通过弯曲段,解决水平井及小井眼低压油层的排液施工。达到快速返排目的,以求取产能和其它参数。
适用条件 泵挂深度4000m、最大井斜≤90°、工作温度150℃、工作筒通径50mm、工作筒外径100mm、长度860mm、适用套管内径大于5 1/2。
配套工具设计及室内试验流程、结果
配套工具设计方案:工具直径小,与油管间歇要大;在入位过程中,不能损坏密封环,需要考虑扶正问题;结构设计要保证喷嘴喉管配合,不影响工作效率,和过流面积;强度要够,不能出现弯曲、变形、脱扣、断裂现象。
泵芯结构设计如图2。试验流程如图3。试验结果如表1。通过室内试验证实,喷射泵喷射,吸入等各过流断面间歇满足设计要求与常规泵一致,证明设计结构合理,可以进行现场实验。
水力喷射泵现场应用情况
(一)崔6-24井,油井概况如表2。
试油的目的是利用喷射泵强排连续工作的技术特点,采取酸化排液一次管柱及时返排酸液;求产,取准该井液量等产能资料。工艺要求是工作方式为正循环、动力液性质为清水、工作压力分别为18MPa、20MPa。
水力泵排液地面流程,如图4。施工参数,见表3。酸化水力泵排液联作施工管柱,见图5。
9月4日水力泵排液施工情况 11:30~12:00连接管线、井口及地面管汇,试压30MPa,5min不刺不漏为合格。12:00~15:00顶替4.7m3前置液,挤顶替液4.7m3,最高泵压18MPa,排量180L/min,关井反应30min,从套管放喷出残液0.5m3。15:00~17:30投48mm钢球,投入水力泵泵芯,水泥车打压替酸,打入清水21m3,泵压20MPa,替出残酸25.4 m3,排量150L/min。17:30~5日8:00恢复液面。
9月5日水力泵排液施工情况 8:00~9:00泵压20MPa,产液0.5 m3。PH=7,排酸合格。从施工分析,在泵压20MPa,下排液时间2.5小时排出酸液25.4m3,回复液面后排液,出油产业Ph值达到7,完成排液,如图6。
该试油施工的目的是利用喷射泵强排连续工作的技术特点,采取酸化排液一次管柱及时返排酸液;求产,取准该井液量等产能资料。工艺要求是,工作方式为正循环,动力液性质为清水,工作压力分别为18MPa、20MPa。
水力泵排液求产地面流程及施工参数:水力泵排液地面流程见图7,施工参数见表5,酸化水力泵排液联作施工管柱图,见图8。
水力泵排液施工情况如下:
2009年8月30日 11:30~16:00限速下入酸化水力泵排液联作管柱。其结构为:Φ62mm管鞋0.16m+Φ73mm。
油管3根28.77m+PT封隔器1.27m(上封0.41m+下封0.86m)+专用泵底阀0.17m+Φ73mm油管短节1.03m+Φ73mm油管1根9.62m+滑套喷射泵筒1.18m+变扣0.21m+Φ73mm油管短节1.03m+Φ73mm151根1445.05m+管挂0.24m+油补距3.54m。封隔器卡点1462.48m油管鞋1492.27m。
2009年8月31日12:30~14:00配酸,前置液16m3,处理液10m3,顶替液3%NH4Cl溶液6.5m3,14:00~16:00连接井口与水泥车管线,管线试压30MPa,5min不刺不漏为合格,顶替4.5m3前置液,进出口液一致,上提管柱65cm,正转9~10圈,下放管柱座封封隔器,负荷70~80KN,组装采油树,挤完剩余的前置液、处理液,挤完顶替液4.5m3,泵压8MPa。
16:00~17:00关井反应30min,开井放喷压力5MPa,出口进罐5m3。17:00~22:00停喷后,从套管打压8~10MPa,打开滑套,投入48mm钢球及水力泵泵芯,用清水22m3正洗井,泵压20MPa,排出酸液37m3,出口进酸罐。Ph=7排酸合格。
从施工工艺分析,该井采用水力喷射泵酸化排液联作工艺取得了成功,达到了酸化、排液联作的目的;在打开滑套,投入喷射泵至排液结出共排酸液37m3,用时84分钟,达到迅速排液,减少酸液过度反应对油层的污染。正常排液时工作泵压在20MPa,通过井下电子压力计监测的数据可得:掏空深度为1124.42m。井底流压4.16MPa。压力曲线图如图9。该井成功排液说明,水力喷射泵完全满足大斜度井施工要求。