堵塞球分段改造排量控制新思路及其应用.ppt

2013年09月 全员创新创效 成果汇报 汇报人：刘会锋 堵塞球分段改造排量控制新思路 及其应用 汇报内容 一、问题的提出 二、技术措施 三、应用效果及认识 四、创新点及经济效益分析 一、问题的提出 一、问题的提出 塔里木油田许多井存在储层厚度大、水平井段长的特点，需要通过分段改造提高储层动用程度； 堵塞球分段改造是国内外应用较多的分段改造工艺之一； 适用于层间间隔小、不能用封隔器分卡的已射孔的多层油气藏的改造 ； 特点：井下工具少、作业程序简单 一、问题的提出 堵塞球分段改造工艺在塔里木油田应用过数井次，但总体效果不佳。 MA5-H2井 没有分段成功的压力响应！ TZ721-2H井 后三次投球没有分段成功的压力响应！ 一、问题的提出 塔里木油田投球分段改造失利的原因： 投球施工参数的选择主要凭借经验，没有进行系统的模拟计算，分段成败随机性很大。 现有的投球设计模型有很大局限性，不能指导塔里木油田的投球分段改造设计。 单堵塞球坐封模型 单堵塞球坐封模型 堵塞球在射孔孔眼上有效坐封需满足两个条件： 射孔段 FI FD 射孔段 Fu FH 坐封前： 坐封后： 拖曳力≥惯性力 持力≥冲击力 保证堵塞球能流向孔眼 保证堵塞球在孔眼上不脱落 拖曳力 惯性力 持力 冲击力 最上部孔眼最难坐封，最下部孔眼最易坐封； 调整投球参数，保证最上部孔眼坐封，即认为投球封堵成功！ 一、问题的提出 基于单堵塞球坐封模型编制程序，并用于评价塔里木油田几口井的封堵情况。 塔中62-5H井 第一次投球 塔中62-5H井 第二次投球 一、问题的提出 塔中721-2H井第一次投球 塔中721-2H井后三次投球 对于单次打开孔眼数较多的井来说，但堵塞球坐封模型并不适应！ 需要对保守的单堵塞球模型进行改进，建立实用性更强的堵塞球坐封模型。 一、问题的提出 汇报内容 一、问题的提出 二、技术措施 三、应用效果及认识 四、创新点及经济效益分析 二、技术措施 基本理念 射孔段 1 2 4 3 射孔段 FI FD更大 已坐封球 待坐封球 1 2 4 3 孔眼分流作用使下部孔眼上的堵塞球所受的冲击力更小； 堵塞球更易在下部孔眼上坐住。 部分孔眼被坐封后，射孔段的流速场会重新分布； 流速场的改变会改变后续堵塞球的受力状况。 基于此理念，将一系列堵塞球的坐封看成一个动态过程，重新研究堵塞球在孔眼附近的的受力状况。 二、技术措施 四个力的表达式： 拖曳力 惯性力 持力 冲击力 四个力均是排量q的函数 用排量表示的堵塞球坐封条件为： n：当前吸液孔眼数 Z：自下而上数的吸液孔眼序号：Z=1,2，…n 堵塞球在孔眼上的坐封是有先后顺序的：先到达的先坐封，后到达的后坐封。随着堵塞球的逐个坐封，吸液孔眼数会逐渐减少，流量会不断地进行重新分布。可见施工过程中堵塞球的坐封条件是在不断变化的。 n：吸液孔眼数 Z：自下而上数的吸液孔眼序号：Z=1,2，…n 容易看出： Z 越小，坐封条件越容易满足； n 越小，坐封条件越容易满足。 即： 下游孔眼比上游孔眼更容易被封堵； 一旦有堵塞球坐封，后续堵塞球的坐封会越来越容易。 射孔段 FI FD 已坐封球 待坐封球 1 2 4 3 理论上讲，只需保证最处于下游的那个吸液孔眼（Z=1）能够被封堵，则其它所有孔眼均能陆续被堵上，直至压开新层。 越来越容易！ 二、技术措施 二、技术措施 实际投球施工过程中，井下有许多不可控因素，比如压力和排量的激动、紊流扰动、堵塞球之间的互相碰撞等，它们都会影响堵塞球的有效封堵。 因此投球设计时，我们不能寄希望于堵塞球先在最下部孔眼上坐封之后再逐个封堵其它孔眼，而是应当保留一定的余地。 实际与理论的差异 k值如何确定？ ? 目前尚无明确依据 建议用实验方法确立 总的来说，k值越大，安全余地越大，越有利于保证成功施工。 用试错法对塔里木油田已施工的几口井进行归纳分析，认为k=n/3的安全余地对塔里木油田比较适合。 姑且将k=n/3应用到新的排量控制模型中。 比如可使最先入井的堵塞球可以在下游 k 个吸液孔眼的任意处坐封。 投球施工成功的条件变为： 式中的n为本次投球的总吸液孔眼数。 根据以上模型，编制了计算程序，该程序可以： 根据投球相关参数计算投球最低排量； 根据排量等相关参数判断堵塞球封堵情况； 计算具备坐封条件的孔眼数。 求解该不等式组，即得到堵塞球坐封的排量要求。 射孔参数、堵塞球参数和携球液参数选定了之后，施工排量便对堵塞球的坐封起决定作用。 三、应用效果及认识 汇报内容 一、问题的提出 二、技术措施 三、应用效果及认识 四、创新点及经济效益分析 玛5-2H井堵塞球坐封分析 压开顺序判断 层 号 深度层段 (m) 厚度 (m