一趟管柱多层防砂作业事故预测及对策.ppt

,油田技术事业部完井服务中心湛江基地,一趟管柱多层防砂作业事故预测及对策,内 容,概述,事故实例分析,事故预防及对策,成功实例分析,结论,一.,概述,1、ONE-TRIP(MINI-BETA),防砂技术。,2、该技术的运用存在一定风险，一旦出现井下事故，处理很难，甚至没有办法妥善处理而导致整口井报废。,在下防砂工具过程中会出现井下工具功能失效、管柱插不到位；,在防砂时是有砂卡、砂桥、砂穴、砂拱、砂埋等复杂事故的发生；,泵砂时会出现泵压和环空压力异常变化,等等复杂情况。,几种常见的事故,二.,事故实例分析,1、砂卡事例：,SZ36-1,D9,井,和,D3,井在防砂的过程中出现砂卡，上下多次活动企图解卡，可最终未能达到目的，硬拔到,110,吨时服务工具拉断了。,最后对打捞出的工具进行分析：,1）、各个密封件已礳坏，可能是密封件处漏砂而造成砂埋服务工具；,2）、砾石或其他脏物落入筛管内，沉积在抛光接头处，造成服务工具被堵或卡死，从而造成服务工具不能起出或拔断的事故。,2、砂桥事例：,2000年在,SZ36-1D13,井中层防砂作业中,其平均渗透率纵向差异特大，上部,K=15818.4,毫达西，下部最大,K=,151.4毫达西,充填时以7桶/分钟的泵速打砂，大约5分钟后出现脱砂压力，泵入砂量还不到设计的1/3。,分析马上采取降低泵速，随着假象的脱砂压力也大大降低了，然后以小到大的泵速进行顶替（此时无返出无环空压力），逐渐解除砂桥（直到有返出）。这层防砂大约用时8小时，与正常情况相比，浪费了5小时。,砂桥的形成：,如果射孔段的上部地层渗透率很高、而下部地层渗透率较低时，砂浆很可能大部分进入上部地层渗透率很高地层附近，砾石逐渐沉积在此位置，堵塞通向下面的通道，形成砂桥，造成充填不完整；对渗透率均质性较长射孔段来说，出现砂桥是由于充填携砂液不均匀导致脱水造成的。,3、泵压和环空压力异常变化实例分析,例如，,SZ36-1D11,井底层泥质含量1.8-30.6%,平均渗透率54.5-9000.6毫达西。,1）、试挤情况如下表：,泵速,初始环空压力,PSI,最终环空压力,PSI,11,0,5,30,10,394,50,481,603,70,639,783,当充填一段时间，泵压突然下降，环空压力降为0，返出为0，继续泵砂，当超过设计砂量后，脱砂压力一直不能出现；这样一来，泵入时间长，不但没有出现脱砂压力，而且增加了防砂服务管柱的危险性；没有有效的防砂，而且增加了充填液向地层的漏失量。,分析原因：在充填过程中，首先随着压力的增加，当大于地层破裂压力时，在近井区域产生裂缝，漏失随之增加，裂缝不断延伸，地层结构复杂，防砂时形成“无底洞”，无法仅仅根据脱砂压力的出现来决定防砂充填砂量。,3）、SZ36-1D11,井防砂时相关参数情况分析,事故预防及对策,三.,事故预防,1、在下防砂工具的过程中，为了预防,防砂工具功能失效、管柱插不到位，,建议按以下操作来进行：,1）、作业前，检查所有防砂工具的数量和质量，清洗服务工具密封件；,2）、根据具体井况，合理配置防砂工具管串,；,3）、防砂工具在下入、起出过程中，注意安全事项。,事故预防,2、在防砂作业过程中，为了要对砂卡、砂桥、砂穴、砂拱、砂埋等复杂事故的发生的可能性进行评价，并采用切实可行的措施来进行预防，从以下四方面着手进行剖析：,1）、根据测井资料，充分了解地层的相关资料。比如地层纵向渗透率、裂缝长度、油的特性、水层和气层的厚度及位置等；,事故预防,2）、同时针对具体的井身结构资料，比如井眼轨迹、最大井斜角、固井质量等资料；,自由套管,部分胶结,胶结差,无水泥,胶结良好,CBL,0 （）100,事故预防,事故预防,3）、井筒、钻具必须要用砂浆液彻底进行清洗干净；,4）、在防砂作业过程中,按照设计程序,力求合理配置砂液浓度，均匀充填，如果不均匀可能出现砂桥事故；当充填完毕时，应立即将服务工具串上提到反循环位置，及时反循环，直到余砂返出干净为止。,事故对策,1、对井斜较大或隔层较长的多层防砂井采用,分几次多层防砂,作业来进行，简化工具结构，减少工具密封件的磨损，从而避免类似事故的发生。,2、防砂时，注意每一层的上提、下放悬重，以便正确判断是否砂卡；如果在,循环位置发生砂卡,，则需要进行上提、下放（注意悬重的变化）三、四次试图解卡，但不得超过服务工具的最大抗拉强度；如果在,反循环位置砂卡,，则在此位置多次上下活动，以期解卡，或者再次反循环；如果反循环结束，不能下放管柱至循环位置进行验充填，则提出服务工具，离开此层，不再对该层验充填。,事故对策,事故对策,3、综合考虑地层情况，选择合适的携砂比和排量，根据挤注测试结果，选择相应的充填方式，开始,以低泵速低浓度泵入砂浆，当砂即将到达充填孔时，提高砂浆浓度和泵速，同时控制返出量，,砾石逐步充填炮眼和筛管，当充填至盲管并且压实后，出现脱砂压力。,4、如果现场作业过程中按所设计的砂量来进行作业但怎么都,不能出现脱砂压力,的复杂井况，应终止充填作业，考虑起出管柱检查原因，或根据地质资料和井身结构作适当的措施，或调节携砂比和排量来控制地层的情况变化。,5、针对,SZ36-1,和,QHD32-6,油田的地质特征和现场出现的特殊情况，可以采用如下的,泵砂程序,：计算压裂和高速水充填两种充填方式的需砂量；先以较低的砂浆浓度，泵入需砂量的1/3，增加砂浆浓度,，,泵入剩余的2/3（压裂和高速水充填过程）；对于压裂充填方式，尤其是很难引诱出脱砂压力时，以调节砂浆浓度和泵排量，地层破裂压力的80%的泵压泵入半个钻杆容积的砂浆，然后缓慢降低泵速，泵入另外的半个钻杆容积；最后停止加砂，顶替充填液至2倍钻杆容积停泵。等候几分钟直至液压泄进地层，上提服务工具进行反循环（两个钻杆容积），验充填效果合格后，尽量不要在地面泄压，防止由于压力激动导致砂子的反吐，造成不必要的危险。,事故对策,成功实例分析,四.,QHD32-6-F20,作业描述：,从砾石充填的理论出发，当,地层纵向渗透率差异很大,时，地层渗透率差砾石很难进入射孔弹道内，采用低泵排量，低砂比进行充填，而地层渗透率很大时，砾石在充填过程中很容易出现砂桥、砂穴、砂拱等现象，从而影响砾石充填质量，这要采取调节适当的泵排量和砂比的预防措施；整个防砂过程完全按设计来进行，安全顺利的完成整个作业，没有任何异常现象发生（具体的看防砂时时监控资料），最终一次性充填合格,而且充填的效果良好。,QHD32-6F20,井的井身结构图,20,Conductor,79.55,m,(,drive pipe),13-3/8,Casing,203.82,m,17-1/2,Hole,205.10,m,165360,KOP=,303.00,m,Inc.max=,57.50,度,1255.00,PBTD,1653.00,m,Distance,965.32,m,9-5/8,Casing,1671.84,m,12-1/4,Hole,1677.00,m(MD),1224.81,m(VD),9-5/8,Casing annular back cement,top m(MD),9-5/8,Casing annular pad cement,m(MD),Rotary,table,0,m,Mean,sea,level,24.25,m,Mud,line,44.55,m,Operation,deck,14.50,m,该井的最大井斜角为57.5度,QHD32-6-F20,井 射 孔 数 据 表(生产井),该井的中层防砂的上部平均渗透率3788.4毫达西，下部最大为217.8毫达西,QHD32-6-F20,井防砂管柱图 表(生产井),泵速,BPM,初始环空压力,PSI,最终环空压力,PSI,2,0,0,4,0,40,6,67,116,7.8,143,195,在防砂前进行试挤测试，根据试挤测试的结果选择该层的充填方式(选择高速水充填)。,QHD32-6-F20,井防砂曲线(生产井),开始以5.97桶/分钟的泵排量打砂，砂比控制在0.54，充填分钟后，把泵排量提高至8.02桶/分钟打砂，。,QHD32-6-F20,井防砂曲线(生产井),待把管内的砂全部顶替到地层后，再维持该泵排量（8.02桶/分钟，,砂比控制在1.1）,向平均渗透率较好的地层进行充填。,QHD32-6-F20,井防砂曲线(生产井),QHD32-6-F20,井验充填防砂曲线,结论,四.,1、根据具体井的地质资料和井身结构分析，选择对该井采取一次多层或分步一次多层的方式来进行防砂作业；,2、严格把关入井的井下工具的数量和质量；,3、根据具体井的情况和挤注测试选择合适的充填方式，在充填过程中时刻分析计算机监控曲线，对可能出现,砂卡、砂桥、砂穴、砂拱、砂埋等复杂事故及时,采取相应的对策（调节泵速、携砂比、返出等）。,结论,谢谢大家,!,