充填防砂范文

充填防砂范文（精选4篇）

充填防砂 第1篇

八面河油田的防砂工艺随着国内外石油工业技术的发展而不断丰富,目前最主要的两大类防砂方式为机械防砂和化学防砂。机械防砂由于防砂有效期长、对产能影响较小以及适应范围广等原因得到了大力推广,但是近年来大量机械防砂井失效后不仅需要耗费巨资进行大修拔绕处理,而且还会对套管内壁产生较大的磨损。化学防砂虽然可以避免机械防砂失效后带来的一系列问题,但是会降低油井产能30%以上,严重制约油田的高效开发。针对这一问题提出尾追涂敷砂管外充填防砂工艺,不仅避免了机械防砂失效后产生的问题,而且有效保持了油井的产能。

1 技术原理和特点

1.1 基本原理

尾追涂敷砂管外充填防砂工艺主要是基于管外充填砂提高油井产能和涂敷砂防砂解放井筒两大机理。该工艺首先通过管外充填砂占据近井地带的亏空区域并向前推进打破地层深部堵塞的平衡状态解除堵塞,然后通过追加适量的涂敷砂进入射孔炮眼内部及附近区域,最后顶替一定量的外固化剂增加涂敷砂在炮眼附近区域的固结强度,有力阻挡管外充填砂向井筒方向的运移,通过充填砂阻挡地层砂运移、涂敷砂阻挡充填砂运移,涂敷砂靠自身的固结作用不发生运移从而起到有效地防砂效果。

1.2 技术特点

(1) 填补亏空带防止井壁坍塌。

疏松砂岩油藏经过长时间的携砂生产,近井附近会出现严重亏空,受岩石上覆压力影响严重时会导致井壁坍塌,而在管外充填工程砂后可以填补亏空起到稳定地层防止坍塌的作用。

(2) 改善近井地带储层物性,提高渗流能力。

由于充填砂的渗流能力一般均强于地层自身的渗流能力,因此,管外充填砂可以在一定程度上起到改善近井地带渗流能力的作用。

(3) 解除地层深部堵塞,恢复油井产能。

对于以前进行过管外充填的井,经过长时间的生产会在充填带前缘形成由地层细粉砂及泥质侵入充填砂体的堵塞带,由于该堵塞带离炮眼位置较远,受设备能力限制酸化解堵半径有限,难以有效解除该位置的堵塞,而通过增量管外充填可以较好地打破堵塞平衡,使充填带前缘的堵塞得到有效地解除,从而恢复油井产能。

(4) 充填半径大可以延长防砂有效期。

与一般人工井壁防砂技术相比,它的充填的半径更大。在一定时期内产液量相同的情况下,携带的堵塞物总量是不变的,但是由于其分散在更大的面积上使得单位面积上的堵塞物减少,而要达到堵塞所需堵塞物则更多,从而需要的时间更长,因此延长了防砂有效期。

(5) 解放井筒方便后续措施的进行。

该工艺由于后期通过使涂敷砂在射孔炮眼内部及其附近固结起到防砂的作用,避免了机械防砂管柱下入井筒,这不仅解放井筒有利于调层补孔等后续措施,而且在防砂失效后避免了因大修拔绕而造成的巨额费用及对套管造成的损伤。

2 防砂参数研究

尾追涂敷砂管外充填防砂工艺包括管外充填砂量的确定、管外充填砂粒径的选择、施工时的排量、压力及砂比等参数。

2.1 管外充填半径

当离射孔炮眼的距离较远时[1],由于流体的作用,非骨架砂皆有可能被原油携带致井眼内。同时,在距离井壁的一定半径范围内的岩石会发生剪切破坏,导致骨架砂被原油携带致井眼内。也就是说,在距离井壁半径一定范围内会有非骨架砂脱离岩石基面,引起出砂,会导致岩石骨架破坏,引起大量出砂。这就是管外充填防砂所需考虑的充填半径。八面河油田油层大量出砂半径在(0.140.45) m,最大出砂半径在(0.213.5) m,因此,管外充填处理半径设计为(0.51.5) m。

2.2 砂量设计

管外充填砂量由需要防砂处理的半径来确定,具体又细分为管外充填的工程砂量和尾追封口用的涂敷砂量。涂敷砂最少用量为所有射孔炮眼的空间体积之和外加一定的额外损失量,管外充填工程砂用量为总砂量与涂敷砂用量的差值。

2.3 充填砂粒径选择

砾石选择采用Saucier公式,充填砂粒径中值为地层砂粒径中值的(5～6)倍,即

$D{}_{50}=(5\sim 6)d{}_{50}(1)$

式中 D50为充填砂粒径中值,mm;d50为地层砂粒径中值,mm。

八面河油田地层砂粒径中值为0.1 mm,根据Saucier公式及平行六面体模型计算,采用(0.4～0.8) mm的石英砂既可满足要求[2]。

2.4 排量确定

根据管外充填防砂技术特点,以挤压式充填模式设计排量。[3]排量应遵循以下两个原则:① 在进入射孔炮眼前携砂液速度应大于充填砂自由沉降速度(临界速度),以防止充填砂过早沉于套管口袋中堵塞炮眼; ② 在射孔炮眼内,携砂液喷射速度应大于工程砂自由沉降速度(临界速度),以保证在一定速度下把工程砂携带至地层深处,形成密实的充填砂体。

粒径0.4 mm工程砂在清水中的沉降速度为67 m/min,粒径0.8 mm工程砂在清水中的沉降速度为94.8 m/min。据此,可计算工程砂在油管及油套环空的临界排量,见表1。

2.5 砂比设计

对砂比的设计,目前主要使用经验法。在管外充填工程砂施工时,推荐使用砂比为10%～50%,对于充填涂敷砂时,一般取 10%-20%左右的砂比。

2.6 外固化剂的设计

外固化剂的作用主要是提高涂敷砂的固结强度,根据实验室的实验结果,固化剂浓度在20%左右时既能保持较高的固结强度又能保持较好的渗流能力,因此设计固化剂的浓度为20%,而固化剂用量则根据涂敷砂的用量而确定。

3 现场应用效果

截止到目前,尾追涂敷砂管外充填防砂工艺在现场实施6井次,试验成功率100%。目前所有井均生产正常,日均产油量3.2 t、日均产液量14.8 m3,明显高于防砂前的日产能水平,代表井的现场应用情况如下:

3.1 施工油井基本数据

3.2 施工配方及用量

(1) 原料砂:

φ(0.40.8) mm的工程砂 8.0 m3;

(2) 原料砂:

φ(0.40.8) mm的STS-D常温涂敷砂 2.7 m3;

(3) 携砂液:

0.4% 胍胶+0.1%1227+0.01%NaOH 120 m3;

(4) 清洗剂:

10% LGS-6 14 m3;

(5) 外固化剂:

1.4 m3。

3.3 施工步骤及参数

(1) 地面管线试压35 MPa,要求2 min内不刺不漏;

(2) 用前置液正循环至套管返出液体止,关套管闸门;

(3) 试挤:排量稳定在(1.53.0) m3/min,观察地层破裂情况;

(4) 加石英砂:排量稳定在(1.33.0) m3/min,用携砂液以(1050) %的砂比加砂,加砂8.0 m3;

(5) 加涂敷砂:排量稳定在(1.31.5) m3/min,用携砂液以(1020) %的砂比加砂,加砂2.7 m3,加入外固化剂1.4 m3;

(6) 涂敷砂加完后,从油管挤入5.5 m3顶替液(施工管柱3.5 m3、地面管线2.0 m3),停泵,记录停泵瞬时压力;

(7) 关井候凝5 d;

(8) 加深油管探砂面,下螺杆钻冲钻至人工井底。

3.4 施工情况分析

该井施工时首先以(1.02.5) m3/min的排量泵入前置液,最高压力22 MPa,然后在2.5 m3/min的排量下以(1030)%的砂比泵入工程砂8 m3,接着降排量至1.2 m3/min并以(1015)%的砂比泵入涂敷砂2.7 m3,最后泵入浓度为20%的外固化剂溶液7 m3,泵入5.5 m3顶替液后关井待涂敷砂固结,整个过程最高施工压力25 MPa。

3.5 效果分析

投产后初期日产油0.4 t、产液2.9 m3比措施前略有降低,但是经过酸化后产能达到日产油2.6 t、产液13.8 m3,与防砂前日产油1.7t、产液11.8 m3相比有了一定幅度增加,防砂后投产初期日产能较低的主要原因是涂敷砂固结强度过高导致渗流能力降低从而影响产能,因此该技术对涂敷砂的固结强度必须控制在合理的范围内才能达到较为理想的防砂增产效果。

4 结论

(1) 该技术成功的关键在于前期工程砂的充填半径控制以及后期尾追涂敷砂用量和固结强度。如果前期工程砂充填半径过小则难以起到解除已有深部堵塞的作用,如果后期涂敷砂用量过少很难堵住炮眼起不到挡砂的作用,同时固结强度不够易导致挡砂屏障失效,但固结强度过高又容易影响渗流能力从而降低油井产能。

(2) 尾追涂敷砂管外充填防砂工艺是一项既能解放井筒达到防砂目的又能起到一定幅度增加油井产能的先进技术,该工艺的成功实施,为以后防砂的决策提供了很好的参考。

参考文献

[1]于冰.大港油田出砂影响因素与防治决策研究.中国石油大学(华东),2006

[2]高江取,邓明坚,张佳悦.高压充填防砂工艺在八面河油田的应用.特种油气藏,2007;11:135—137

充填防砂 第2篇

该项工艺技术是在井筒内对准目的井段下入内外通径的割缝管防砂管柱, 然后对目的地层进行变排量、高砂比高压填砂, 并采用端部脱砂技术 (在施工后期采用提高砂比、降低排量的手段进行砾石充填, 人为提高泵压) 在地层深部、近井带、射孔孔道、筛套环空形成均匀、密实、稳定的高渗透滤砂屏障, 改善近井带导流能力, 从而达到既防砂又增产的目的。

1 施工工艺优化

1.1 携砂液优选

选用低伤害的清洁压裂液或低聚物作为携砂液, 防止压裂后形成二次污染, 降低目的层渗透率损失。携砂液粘度一般为60mpa·s以上, 保证其具有良好的携砂能力, 实现设计加砂量。

1.2 砾石尺寸优选

试验结果表明:粗砾石 (0.6~1.2mm) 由于抗压程度低, 当地层压力高于15Mpa时破碎严重, 渗透率反而明显低于细砾石 (0.4~0.8mm) 的渗透率。当砾砂中值小于6时, 生产初期渗透率有所降低, 但很快能形成稳定的砂桥, 渗透率不再降低;当砾砂直径比为6~10时, 生产初期渗透率降低很快, 但之后缓慢降低;当砾砂直径比为10~15时, 随生产时间的增长地层砂不断向砾石层内运移, 砾石层渗透率不断降低;当砾砂直径比大于15时, 地层砂能自由通过砾石, 砾石层根本不起挡砂作用。目前雁木西油田地层压力在15Mpa以上, 地层砂粒径中值为0.5-0.25mm, 综合考虑防砂后渗透率变化和挡砂效果, 充填粒径选用0.4-0.8mm细粒砂。

1.3 充填工艺研究

1.3.1 封口工艺:填砂封堵底部沉砂通道, 下入隙宽0.3mm丢手防砂管, 利用底部砂柱、顶部封隔器和防砂管立体封堵出砂层段, 封口效果稳定;

1.3.2 利用端部脱砂工艺, 当缝长延伸至预定位置后控制其继续延伸, 形成宽短缝, 增大铺砂厚度, 增大挡砂屏障;

1.3.3地层充填完成后继续进行防砂管与套管环空充填, 形成从地层深部至射孔孔眼、套管与防砂管环空、防砂管多重挡砂屏障, 保证防砂效果。

2 现场应用

高压充填防砂工艺2008年开始进行矿场试验, 至2009年已推广应用27井次, 防砂效果明显改善, 目前防砂有效期已达250天以上, 且增油效果显著, 单井平均日增油7.3t/d, 实现了防砂增产双重效果, 已在吐哈油田全面推广应用。

3 结论

3.1 高压充填防砂技术实现了地层、环空、井筒多重挡砂屏障, 机械封口技术可靠, 防砂效果显著, 突破了以往防砂技术成胶强度难于控制, 封口技术不稳定等难题。后期防砂管打捞顺利, 不易形成大修, 目前已顺利捞出5口井防砂管。

3.2 防砂后近井地带渗透率提高, 渗流阻力降低, 增油效果好。

3.3 建议出砂油田全面推广应用高压充填防砂技术。

摘要：雁木西油田为不完全胶结疏松砂岩油田, 受生产压差增大及含水上升影响, 开采过程始终出砂, 造成有杆泵频繁砂卡、漏失、断杆。压裂充填防砂技术的实施, 有效充填地层亏空, 并利用机械防砂管封堵管外砾石, 形成地层深部至孔眼、套管与防砂管环空、防砂管多重挡砂屏障, 防砂有效期大幅延长, 油田检泵周期延长23天, 增油效果显著, 平均单井日增油7.3t/d。

关键词：疏松砂岩,出砂,高压充填防砂,防砂管

参考文献

[1]万人溥主编.采油工程手册 (修订本1-10) .北京:石油工业出版社, 2003.3。

充填防砂 第3篇

1 射孔与砾石充填联作防砂完井工艺

射孔与砾石充填联作防砂完井工艺将射孔工艺与砾石充填防砂完井工艺巧妙地结合在一起,大大简化了施程序。该工艺通过对射孔工具进行优化连接在防砂筛管末端,筛管上端接油管短节或者直接连接充填坐封一体化工具,用油管下入到预定位置,安装采油树,投入经过处理的射孔枪发射棒,射孔并观察井口压力,井口压力稳定后拆除采油树,安装防喷器,从油管打入流体进行正循环洗井,洗井通畅后投球坐封充填坐封工具,最后打压至压力突降为零,打开充填通道,添加砂子进行砾石充填防砂完井作业,加入设计量砂子后顶替设计方数液体直至压力上升至设计压力。快速倒管线洗井至无砂后倒扣丢手。

2 工艺技术特点分析

射孔与砾石充填联作防砂完井工艺技术主要有以下几个特点:(1)该工艺将射孔与砾石充填防砂用一趟管柱实现,简化施工步骤。(2)该工艺实现了坐封后即可将充填装置开启,进行砾石充填,施工作业连续。(3)配套充填工具采用双向悬挂坐封工具且悬挂力强,砾石充填过程中无须井口反加压固定管柱。(4)该工艺防砂管柱可以打捞,油井生产后期如需作业,可下入专用打捞工具将防砂完井管柱串一次性顺利捞起。

3 配套防砂完井工具

该工艺主要的配套工具有射孔枪、射孔激发装置、油管短节、防砂筛管、充填坐封工具及油管变扣等。普通射孔枪的上端接口经过特殊处理,可与上端工具牢固连接。射孔激发装置为经过特殊处理的铁棒,可以顺利到达射孔枪起爆位置。

4 防砂完井管柱结构

射孔与砾石充填联作防砂完井工艺管柱结构示意图见图1。

管柱串从下至上结构依次为丝堵+射孔枪+油管短节+筛管+油管短节+油管变扣+充填坐封工具+油管串至井口。

5 现场施工步骤及注意事项

(1)现场施工步骤射孔与砾石充填联作防砂完井工艺技术施工步骤如下:(1)修井机搬至预定位置后装防喷器,准备施工。(2)下入可试压通井管柱,对空井筒行通井作业,通井后对油管进行试压。(3)起出通井管柱,对空井筒进行试压,对防喷器进行试压。(4)下入刮削管柱,进行刮削洗井作业,为下一步打底部桥塞做好准备。(5)下入可捞式底部桥塞,封堵井底设计位置。将防喷器拆除,安装采油树。(6)下入联作防砂完井管柱串,循环通畅后投入射孔棒,枪响后,关井观察一段时间至井底压力稳定。(7)井底压力稳定后,拆采油树,装防喷器,准备坐封和砾石充填作业。(8)连接泵车和地面管线,打压坐封充填坐封工具,并打开充填通道。(9)按照设计量进行砾石充填作业。充填后反洗至出口无砂。

(2)现场施工注意事项(1)射孔与砾石充填联作防砂完井工艺技术下入管柱过程中要求控制速度,切记猛顿猛放,以免激发射孔枪或者使充填坐封工具做挂。(2)该工艺要求钻井时留足口袋,以便放置用完的射孔枪。(3)该工艺施工时要求精准计算排布防砂完井管柱,特别是针对油层较薄的情况。

6 结论与建议

(1)射孔与砾石充填联作防砂完井工艺可以节省施工时间,降低施工成本。(2)该工艺只能采用投棒射孔点火的方式,建议对液压点火射孔枪进行分析,研究适用于水平井和大斜度井的射孔防砂联作工艺技术。(3)建议研究小尺寸的射孔与砾石充填防砂完井配套工具,形成系列技术产品。

摘要：对于轻微出砂油藏,当前的完井方式有悬挂筛管完井、管内砾石充填防砂完井等方式,这些完井工艺都是首先射孔连通油层,再下入防砂管柱并根据实际情况进行砾石充填,这种工艺相对施工时间较长,本文提出了将射孔与砾石充填进行联作的思路,在射孔后压井观察一段时间,井筒压力稳定后进行砾石充填防砂完井作业。这样能大大节省施工作业时间、降低施工成本,该工艺主要针对直井及小斜度井进行射孔与砾石充填联作防砂完井,文中给出了设计的防砂完井管柱结构图,对施工工艺、防砂完井联作工具、现场施工过程中的注意事项等进行了分析,为该工艺深入研究和现场应用提供了参考作用。

关键词：小斜度井,射孔,砾石充填,完井

参考文献

[1]刘言理,聂上振,杨延征.水平井完井方法研究和优选[J].价值工程,2015,10,34(378),94-95.

充填防砂 第4篇

1 小洼油田出砂的主要因素

通常情况下, 油层出砂主要分为填充砂和骨架砂两种。在油层中, 分布着大量的砂粒, 这些砂粒由于分布位置、粘合程度的不同, 主要以胶结和未胶结两种形式存在。当流体的流动速度超过门限流速时, 位于油层孔道中的未胶结砂粒就会在流体冲击作用下发动位移, 表现在油田外部就是我们常说的油井出砂现象。

通过上述分析可知, 油田出砂的数量、速率与油层内部的流体流动速度 (V) 有直接关系, 当流体流动速度 (V) 达到流动上限值时, 就会使得地层上部压力升高, 进而使油层内部承受压力增大, 岩石发生剪切力破坏, 出现不同程度的沉降现象。由于受到较强的外部压力, 油层中的一部分骨架砂转变为自由砂, 在流体带动下出现位移, 增加油井出砂量, 严重情况下还有可能导致油井停产。结合小洼油田的实际情况, 其主要出砂原因有以下几种。

1.1 储集层物质自身性质所致

油田内部储集层物质自身的理化性质, 是影响油田出砂的根本性因素。以小洼油田为例, 通过地质分析可知, 小洼油田储集层主要以胶结类岩石为主, 岩石颗粒较小, 岩石间的孔隙发育, 胶结泥质大量填充。

在这种地质条件下, 小洼油田储集层的物理硬度 (承压力) 相对较小, 岩石胶结疏松, 一旦油田内部发生流体移动现象, 很容易产生连带反应。因此, 小洼油田储集层自身的理化性质是影响其出砂的根本因素。

1.2 原油固有特性所致

原油的相对密度通常介于0.75~0.95, 通常以粘稠液态或半固态形式存在, 具有较强的粘度。小洼油田的原油密度为0.98 g/cm3, 从物理性质上来说属于重质原油, 这种原油的粘度较高, 流动所产生的摩擦力相对较大。

基于小洼油田原油的上述性质, 当油田内部发生流体流动时, 原油会对接触到的岩石颗粒产生较强的拉张力, 一些胶结程度不高的松散砂粒就会被裹挟到原油中, 造成油井出砂。

2 激光割缝筛管地层深部防砂技术的应用

2.1 防砂原理

首先, 将按照一定比例配制好的混砂液放于高压泵车内, 利用泵车的高压作用将混砂液压入筛管与套管之间的环形区域内, 同时继续增加高压泵车的压力, 带动混砂液达到地层深部及亏空区域。当亏空区域被混砂液填满后, 在外部压力的作用下, 混砂液中的多余水分被挤压流出, 砂石间的粘结力增强, 在油层内部形成一道坚固的“壁垒”, 从而起到防止出砂的作用。除此之外, 这层有砂石组成的屏障, 还具有一定的抗压能力, 也间接的起到了防治油层坍缩、沉降的效果。

2.2 砾石的选择

在配置混砂液中, 选择何种类型的砾石能够直接影响后期“壁垒”的强度。根据砾石直接计算公式D50= (5-6) d50, 式中D50为设计砾石的粒度中值, 单位为mm, d50为地层砾样粒度中值, 单位为mm。图1为D50/d50与砾石渗透率曲线。

根据图1分析可知, 在混砂液中使用该比值的砂石, 一方面能够保证混砂液渗透率达到最大化, 另一方面还能够确保后期填充层的强度和密度, 从而实现了防砂层的高质量和高寿命。

结合坐标系分析, 当砾石与地层砂粒度中值比小于5时, 砾石与地层砂的分层现象较为显著, 说明混砂液的防砂效果良好, 但是这种情况下的混合液渗透率较低, 在填充过程中会产生较大的阻力, 不利于高压泵车的工作, 局限性较大。当砾石与地层砂粒度中值比处于6~14之间时, 混合液的渗透率过高, 内部中的一些砂粒会在高压作用下逐渐渗透到地层砂中, 造成严重的堵塞现象, 影响油田出油量。当砾石与地层砂粒度中值比大于14时, 砾石的渗透率重新达到峰值, 砾石的渗透率过高, 地层砂中的未胶结砂粒能够自由穿过屏障, 致使填充层失去了应用的防砂作用。

3 结语

地层深部填充防砂技术自投入使用以来, 投入资金约为200万元, 油井增产11 000 t, 投入与产出以约为1∶3。从防砂前后油井措施产量对比看, 该技术对产能没有影响, 部分油井还出现了增产效果。主要原因是施工时, 采用大排量填砂, 一方面使油层产生微裂缝, 致使近井地带的渗透率提高;另一方面, 疏通了近井地带油流通道的细粉砂和泥质, 具有一定的解堵效果, 从而达到增产的目的。

参考文献

[1]杨炎正, 聂上振, 赵涛.大港油田埕海一区胶结砂填充防砂技术的研究与应用[J].化工管理, 2015 (02) :164~165.