对油井出砂规律和防砂问题的认识
浅谈油井出砂机理及防砂工艺技术研究

浅谈油井出砂机理及防砂工艺技术研究摘要:随着油田进入开发后期,开采的难度不断加大,含砂井越来越多。
这种现象已成为油田开发过程中的主要难题之一。
胜利油田孤东油区存在大量的高含砂井。
油井出砂的原因极其复杂,从开始钻井到采油、注水过程中,每一个环节对出砂都有影响。
而人为因素造成的油井出砂,应该尽量避免。
分析油井的出砂机理,应用更先进的防砂工艺技术,提高防砂效果显得尤为重要,下面着重分析油井的出砂机理及防砂措施。
关键词:油田开发出砂机理防砂措施随着油田的不断开发,地层能量不断下降,油井出砂问题日益突出,越来越多的高含砂井的出现,导致油田稳产的难度日益增大。
地层出砂进入井筒,会导致油砂卡等现象,造成泵的损坏,严重时会使油井停车。
出砂还会影响油井的后续生产,最终影响最终采收率。
1油井出砂因素分析1.1先天因素对于油井出砂来说,砂岩地层的地质条件、类型不同和分布规律、地质年代等共同构成油井出砂的先天因素。
通常情况下,胶结矿物多、类型好、分布均匀,这种地层的气藏的胶结强度较大,出砂量较小。
1.2开发因素油井出砂的开发因素主要指开采方法不恰当进而在一定程度上引发油井出砂。
通常情况下,开采速度突变、开采技术落后、修井作业质量低和修井频繁、酸化作业设计不良和管理不科学等,在一定程度上都可能造成油井出砂现象。
2 出砂机理的分析2.1地层的弱胶结出砂这类油气藏出砂发生在油气井生产初期,或关井后的第二个生产周期。
对于弱胶结地层,剪切破坏所导致的出砂量要比张应力作用所造成的出砂量大。
由于地层胶结性差,较小的采液强度就可以导致油气井出砂。
2.2中等胶结强度易出水地层这种中等强度定义在 3.45~6.8。
这种地层开始不出砂,地层出水后却开始出砂。
其主要原因是由于出水后使原来固结砂粒的毛管力消失,另外由于毛管力的消失,地层砂在地层内流动着流体作用下,剪切破碎增强,破碎的砂粒的运移增大了砂粒间的剪切力,从而使油气藏出砂加剧。
2.3油藏压力下降导致胶结性好的地层出砂由于油藏压力的降低,同时在主应力非常大的情况下,胶结强度高的地层易出砂,这种地层出砂状况较弱胶结地层差,同时也可能时断时续的发生。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨

油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指油井在生产过程中,地层中的砂颗粒进入井筒,导致生产井筒中的砂量增加。
油井出砂不仅会降低油井的产能,还会对油井设备造成损坏,影响油井的稳定性。
探讨油井出砂的因素分析和防砂技术对策非常重要。
油井出砂的主要因素可以归纳为地层力学性质、油井完井、地层流体动力学以及产层特征等四个方面的因素。
地层中的力学性质是导致油井出砂的重要因素之一。
地层中如果存在弱层、疏松层、脆性层等地质构造,容易发生砂粒脱离地层进入井筒。
地层中的水动力作用也是导致出砂的重要因素,水流对地层中的砂粒起到冲刷作用,使砂粒脱落进入井筒。
了解地层的力学性质,对油井出砂的预测和防治非常重要。
油井完井对油井出砂的影响也非常大。
完井中的水泥固井质量、套管完井质量等都会影响到油井的防砂效果。
如果完井质量不好,套管间存在裸眼区或存在裂缝,会使得地层中的砂粒从这些位置进入到井筒中。
提高完井的质量,采取防砂措施非常重要。
地层流体动力学也是导致油井出砂的重要原因之一。
地层中的流体动力学主要与地层渗透性、井底流速、井底流量等因素有关。
如果井底流速过大,会使地层中的砂粒被冲刷进入到井筒中。
控制井底流速、流量,合理管理油井的生产参数,可以有效减少油井出砂。
产层特征也对油井出砂起到重要影响。
一些产层细颗粒砂岩、脆性砂岩等,容易发生砂粒脱离地层进入井筒。
在选择油井开发方案时,要根据产层特征合理选择防砂技术。
为了有效防止油井出砂,可以采取以下防砂技术对策:1. 合理选择完井方案:在完井过程中,应严格按照设计要求进行套管的安装和水泥固井,避免存在裸眼区或存在裂缝,确保完井质量。
2. 使用防砂工具:如防砂套管、防砂滤管等,可以阻止地层中的砂粒进入到井筒中。
3. 调整井底流速:合理管理井底流速和流量,减小油井的生产参数,降低地层中的砂粒冲刷进入井筒的风险。
4. 人工增注剂:通过注入人工增注剂来改变地层渗透性或黏结砂粒,减少砂粒从地层中脱离的可能性。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨

油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指在油井生产过程中,地层中的砂粒被带上来并随着产出的油一起流出井口。
油井出砂不仅会造成生产设备的磨损和损坏,还会影响油井生产的稳定性和效率。
分析油井出砂的因素并探讨相应的防砂技术对策,对于提高油田开发的经济效益和生产效率具有重要意义。
一、油井出砂的主要因素分析1. 地层的力学性质油井出砂的主要原因之一是地层内在的力学性质。
地层中岩石颗粒有大小不一的孔隙空间,当油井生产时,地层中的砂粒会随着产油液一起流出井口。
这种现象通常发生在地层的疏松砂岩和砾岩中,这些岩层的孔隙结构比较复杂,容易存在砂化现象。
2. 油藏流体的性质油藏中的流体性质也是导致油井出砂的重要因素之一。
当油井生产时,油藏中的油、水和天然气会随着压力的变化而混合流出井口。
在油藏中,这些流体常常伴随着一定量的固体颗粒,这些颗粒在流动过程中会随着流体一起被带上来,导致油井出砂的现象。
3. 井筒结构和操作方式油井的井筒结构和操作方式也会对油井出砂产生影响。
井筒的设计和施工质量直接影响着井筒的稳定性和完整性,如果井筒的结构不合理或者工艺不当,容易引起井底发生砂化现象。
操作方式也会影响油井生产的稳定性,不当的操作容易导致井底压力变化剧烈,加剧砂化现象。
二、油井出砂的防砂技术对策探讨1. 地层工程技术地层工程技术是油井出砂的重要防治手段之一。
通过对油藏地层的调查和分析,了解地层的力学性质和岩石结构分布,可以合理选择井眼位移和井口周围的封隔材料,从而减少地层砂化带来的影响。
2. 井口系防砂技术在油井井口周围,可以采用井口系防砂技术来减少油井出砂现象。
比如通过设置适当的井口防砂装置,合理利用固控技术,控制井口的流体压力和流速,避免砂粒的被带上来。
3. 井底环境改造技术井底环境改造技术也是防治油井出砂的重要手段。
可以通过注入固化剂、封堵剂等化学材料,改善井底环境,减轻地层砂化的程度,从而减少油井出砂现象。
4. 提高油井生产管理水平提高油井生产管理水平也是防治油井出砂的关键。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨

油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指在油井生产过程中,地层中的砂粒被带入采油系统中,导致设备磨损、管道堵塞甚至井口堵塞。
油井出砂不仅会影响油田的产量和开采效率,而且还会增加生产成本,降低油田的经济效益。
研究油井出砂的因素、防砂技术及对策,对提高油田的开采效率和经济效益具有重要意义。
一、油井出砂的主要因素1. 地层岩石特性地层中的砂粒含量、形状和大小是油井出砂的重要因素。
当地层中的砂粒含量较高、砂粒颗粒较大时,油井出砂的风险就会增加。
这些砂粒在采油过程中易被输送到地面,导致油井出砂问题。
2. 产量及采出液量油井的产量和采出液量也是影响油井出砂的重要因素。
产量过大或者采出液量过高会导致地层压力降低,砂层容易崩塌,从而导致油井出砂问题。
3. 井底流速井底流速是指地层流体在井底的流速,它是影响油井出砂的一个重要因素。
井底流速过高时,砂层容易被冲击破坏,导致油井出砂问题。
4. 井筒结构及完井方式井筒结构及完井方式直接影响到油井出砂的发生。
当井筒结构不合理或者完井方式不当时,容易引起地层砂粒的涌入和输送,从而形成油井出砂问题。
二、油井出砂的防治技术1. 人工堵砂人工堵砂是指通过添加一定的物质或者采取一定的措施,将地层中的砂粒固定在原位,防止其被输送到井口或者地面的一种技术手段。
这种方法包括注浆、注漏、封堵等工艺,通过固化地层砂粒,防止其对采油系统的侵蚀。
2. 防砂管柱防砂管柱是一种专门设计的管柱,能够有效地阻挡地层中的砂粒进入油井系统。
这种管柱通常采用特殊的材料制成,并且具有特殊的结构设计,能够有效地过滤掉地层中的砂粒,保护采油系统的安全运行。
3. 人工举升液柱人工举升液柱是通过提高井口液柱的压力,使得地层中的砂粒无法通过液柱的阻挡,从而达到防止油井出砂的目的。
这种方法能够有效地防止地层砂粒对油井系统的损害,保护油井设备的安全运行。
4. 井底提前砂化井底提前砂化是一种通过在井底注入一定的砂化剂或者添加一定的砂化剂,从而使地层中的砂粒得到固化和稳固的技术手段。
油井防砂技术

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油井防砂技术
一、油井出砂原因:
1.先天地质条件因素
1)声波在地层中的传播时间△T>295毫秒/米时,应采取防砂措施;
2)油井生产压差大于岩心抗压强度的1.7倍时,会造成地层出砂;
3)地层流体压力随着开采的进行而降低,增加了上覆岩层对地层岩石的压力,压碎胶
结物;
2.后天开发方式不当
1)油井固井质量不好,高压层封隔不良,高压油气水乱窜,造成油井出沙;
2)射孔不当,射孔枪型、孔径、孔密设计不当,造成套管变形损坏,造成油井出砂;
3)油井投产放喷过猛,强烈压降,或油井生产压差过大,排液速度过快,造成油井出砂;
4)油井开关井频繁,造成地层压力扰动;
5)油井注汽速度过快,高温压流体冲刷底层,造成出砂。
二、油井出砂规律
1. 出砂量随采油强度的增加而增加;
2.出砂量随原油粘度的增加而增加;
3.蒸汽驱初期出砂量较多;
4. 出砂粒径由小变大。
三、防砂方法分类
1. 油井出砂不严重采用携砂采油;
2. 采用机械化学等方法防砂。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨

油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨油井出砂是指油井开采过程中,由于各种因素的影响,地层裂缝内的砂粒从原有位置脱离,经过油井井筒沉积在井底或沉积管道内,严重影响钻井作业和生产。
那么,导致油井出砂的因素有哪些?又如何进行防砂技术对策探讨呢?一、导致油井出砂的因素(一)地层因素1、砂岩岩性差:砂岩岩性差,孔隙度高,岩石组织结构不稳定,易于破坏,所以砂粒容易从岩石间脱落。
2、同层夹嵌:沉积体系复杂,在地质过程中容易引起变形,同层内发生夹层、夹冻、夹泥、夹石等现象,造成砂性岩石的不连续性。
(二)生产因素1、初始生产压差不当:短时间内,高的井底流压和低的地层压力差,容易使砂粒产生剪切力和振砂的力,影响孔隙和砂岩之间的粘附力和摩擦力,引起砂岩中的砂粒从原有位置脱离或沉积沿井筒运到沉积管道内。
2、卡塞现象:井筒砂堵导致产量下降,产生气锁现象,触发后效应引起剧烈振动,再加上流速下降容易形成沉积,堵塞更加严重。
(三)井控因素1、井口堵塞:井渣等杂物在井口形成堵塞,孔隙狭小,使流体流速增大,容易拖动砂粒导致井底沉积剧烈出现。
2、抽油机工作不正常:抽油机工作不正常是导致井底产生剪切力和振动力的原因之一,同时引起井流并阻碍油气的正常流动。
二、防砂技术对策探讨为了防止油井产生砂,需要综合考虑地质条件、油井控制、井筒维修等因素,并采取合理的措施防治油井出砂。
(一)地质投资1、加强勘探:通过深入的勘探,了解地质构造、岩性、结构、气水含量等详细信息,准确判断地质条件,提前设备和防砂措施,减少井口堵塞和产生砂的风险。
2、分层开采:通过分层开采措施,可将地下的砂和其他岩性分层开采,减少地下砂和岩石的折损破碎,减缓沉积物的堆积,减少井口砂堵。
(二)井口控制及维护1、井口清理:清理井口堵塞,及时清理井口积沙杂物,以降低井底剪切力和振动力,保证油井生产长期稳定。
2、防塞措施:通过采取防插器、串高断裂等措施防止油井卡塞,减少气锁现象的形成。
油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨

油井出砂因素分析与防砂技术对策探讨1. 引言1.1 背景介绍油井是石油工业的重要设施,其稳定运行对于石油开采具有至关重要的意义。
在油井生产过程中,可能会产生出砂现象,给油井的正常运行带来一系列问题和危害。
油井出砂不仅会导致设备损坏,增加生产维护成本,还有可能造成油层污染,影响油气生产效率及开采周期。
出砂现象的出现是由于地层中的砂粒被生产流体冲蚀或者地层压力下降引起,随着地层深度加深和压力下降,这种现象可能进一步加剧。
深入研究油井出砂的原因和对策具有重要的理论和实践意义。
通过总结分析油井出砂的原因,制定有效的防砂措施,可以提高油井的运行稳定性和生产效率。
本研究旨在深入探讨油井出砂的原因和影响,分析防砂技术对策及其有效性,为今后的油井生产提供科学依据和技术支持。
希望通过本研究,能够为油井出砂问题的解决提供参考和借鉴,推动油气田开发工作的顺利进行。
1.2 研究意义油井出砂是在石油钻采过程中常见的问题,导致油井设备磨损加剧、生产效率下降、生产工艺受限等一系列严重后果。
针对油井出砂问题进行深入研究具有重要的意义。
油井出砂问题直接影响着油田的开采效率和经济效益。
油井出砂后,砂粒会随着油体进入管道系统,造成管道磨损、堵塞等问题,影响油田生产的正常进行。
研究油井出砂因素并采取有效的防砂技术措施,可以提高油田的开采效率,减少生产成本,增加经济效益。
油井出砂问题也涉及到环境保护和安全生产。
砂粒的堆积和磨损会对设备和工作环境造成损坏和安全隐患,甚至可能引发事故。
研究油井出砂因素并采取相应的防砂技术对策,可以保障油田的安全生产,减少环境污染,维护生态平衡。
深入研究油井出砂因素及其防治技术对策具有重要意义,不仅可以提高油田的经济效益和安全生产水平,还有利于环境保护和资源可持续利用。
本研究对于探讨油井出砂因素分析与防砂技术对策具有重要的科学价值和实际应用意义。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨油井出砂的原因和影响,找出有效的防砂技术对策,从而提高油井的生产效率和运行稳定性。
油井出砂与防砂简析

1 油井出砂原因油井出砂是因为地层中的砂粒在油井生产压差的作用下,随着产出流体流向井底,其中一部分砂粒被产出液体携带到井口,而另一部分则由于密度差的因素沉积到井底,从而形成井底的积砂,目前造成油井出砂的原因主要有砂岩地层地质条件和油井开采条件。
2 砂岩油层地质条件1)油层中岩石的地应力分布情况:油层岩石处于一个复杂的地应场中,因为构造运动与人为因素的双重影响,使得油层中的应力分布状态十分复杂,应力场的不均衡是形成岩石结构破坏的主要因素,构造运动可形成断层、裂缝等,所以地层中局部应力过大就会破坏岩石原始结构,降低甚至破坏岩石强度,从而形成“砂源”。
钻井过程会使得地层应力场局部平衡被破坏,使得井壁岩石应力集中,在油井开采过程中,井壁岩石应力会一直保持最大的值,所以近井地带的岩石和井壁在同样条件下会先被破坏从而形成油井出砂。
2)油层中岩石胶结情况:岩石胶结强度是影响岩石结构的重要因素之一,胶结强度主要决定于胶结物的类型、数量与胶结方式等。
在砂岩层中,胶结物主要有以下3种:粘土、残酸盐和硅质,其中硅质胶结形成的岩石强度最大,碳酸盐胶结次之,粘土的胶结程度最差,但同一类胶结物,胶结物的数量越多,其胶结强度越大,反之越小。
胶结方式主要分为基底胶结、接触胶结和孔隙胶结。
3)渗透率影响和地层流体的性质:正常情况下,油层中岩石孔隙度越大,相对应的岩石渗透率也越高,岩石的强度就越低,油层出砂相对严重。
而随着油田持续开发,地层原始能量越来越低,当地层压力低于饱和压力的时候,地层中的原油就会脱气,随着气体不断溢出,原油的粘度也会随之加大,使其携带砂粒的能力增强,从而引起油井中砂粒运移,所以地层流体的粘度越大,油井越易出砂。
3 油井开采条件1)油井生产中射孔的影响,射孔密度过大会造成孔眼附近岩石破碎,严重的甚至会引起套管的损坏,这样都会引起油井出砂。
2)油井生产制度不合理:高强度抽汲、油井油嘴过大都会造成地层岩石结构破坏从而引发油井大量出砂。
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对萨中地区油井出砂规律和防砂问题的认识景岚翠何光中莫淑杰张新民(大庆油田有限责任公司第一采油厂)摘要随着开发时间的延长,油田出砂问题不可避免。
出砂井的分布范围越来越广、有成片出现的倾向、出砂往往伴随着套损、偏磨等复杂现象的发生、压裂加剧出砂倾向是萨中油田出砂的特点。
发生出砂的主要因素是压差、化学剂等因素的影响。
防砂一是要减少游离砂产生的机会;二是要防止砂的产出;三是尽量减少已经产出的砂造成的危害。
要从管理上采取措施。
筛选了一种化学防砂方法在现场应用,证明是一种行之有效的好方法,应该在适合的井上扩大推广应用,以减少出砂机会和出砂造成的危害。
同时,随压裂规模的扩大,压裂后出砂造成卡泵的井数逐渐增加,为此开展了电泵机械防砂装置研制和尾追核桃壳压裂防砂工艺试验,取得较好效果。
主题词出砂防砂防砂剂最近几年,我厂在现场作业和正常生产过程中发现的出砂井数越来越多。
这给生产带来了严重的危害,使得生产管理难度加大,作业工作量增大,生产成本上升。
本文试就这一问题产生的原因和预防方法做一分析。
1萨中地区出砂井的特点这几年,在生产和井下作业过程中,萨中地区每年大约要发现60口以上的出砂井。
这种现象严重影响原油生产,造成卡泵、烧电机、作业返工,使生产成本上升,效益下降;严重的迫使油井停产。
在这些出砂井中,有约一半井是压裂后出砂,另一半井则是地层出砂。
下面重点讨论地层出砂。
从现场发现的出砂井情况看,地层出砂表现出以下几个特点。
1.1出砂井的分布范围越来越广目前萨中地区各个矿(大队)都发现有出砂井;不仅水驱井有,聚驱井也有;不仅抽油机井有,电泵井也有;不仅采油井有,注水井也有;从开发层系来讲,不仅萨葡井有,高台子井也有。
1.2出砂井有成片出现的倾向根据调查了解,虽然出砂井分布在全厂的各个地区,但在某些地区有成片出砂的倾向,例如二矿北八队的高111-54、高107-52井组,北六队的高112-40、高112-41井组,四矿中十二队的高113-51、高113-55井组,北十一队东3-新1、东3-新2、东3-新3等区块,都是同时发现若干口井出砂。
出现区块性出砂,可能是与地层性质和区块措施有关。
1.3出砂往往伴随着套损、偏磨等复杂现象的发生例如西丁4-5井,该井出砂严重,同时伴随的是多次作业发现抽油杆严重偏磨。
又如高1133-24井,该井多次因砂卡检泵,2002年6月管杆断脱作业,结果发现套管变形。
1.4压裂加剧了某些井的出砂倾向例如高107-52井,2001年11月作业时冲砂,砂柱高45.62m,随后压裂,2002年3月砂卡,作业时发现砂柱高85.3m。
又如北1-61-斜521井, 1999年5月检泵,探砂面无砂,2000年1月压裂,自2000年9月发生卡泵至2002年6月共因砂卡检泵9次。
这说明,对某地层,压裂、转强抽和其他外力很可能成为出砂的诱因。
2萨中地区出砂原因探讨根据现场调查资料,结合文献资料分析,发生出砂的主要原因是压差、化学剂等因素的影响。
研究表明,油层出砂可分为充填砂和骨架砂。
当流体的流速达到一定值时,首先使得油层孔道中的未胶结的砂粒发生移动,井开始出砂,这时的流速称为油层的门限流速V S。
随着流速的增加,井的受力发生变化,出砂量增加。
当流体的流速达到某一个值时,对油层发生剪切破坏,造成岩石结构损坏,使骨架砂变为自由砂,被流体带着移动引起出砂,这时的流速称为临界流速V L。
因此,近几年油井出砂现象明显多于以前,主要原因是:(1)生产压差放大,流速增大。
油田开发经过了自喷转抽,三次采油等重大措施的转变。
自喷转抽,生产压差是一次显著的增加;三次采油的实施,由于粘度增加的原因,也使生产压差进一步加大。
生产压差的显著增加,都使得V S和V L有可能降低,出砂机会增加。
(2)化学剂的应用使得地层骨架破坏。
酸化、三元液、解堵剂等化学剂的普遍应用,不可避免地使得油层骨架有一定程度的破坏,自由砂增加。
这已为许多井的取样分析资料所证实。
(3)其它原因的影响。
如配制聚合物使用低矿化度的清水,长期注入地下,使得油层中水的矿化度降低,而注入聚合物溶液又使油层中水的粘度升高,这些因素都使V S和V L有可能降低,产出液的携带能力增强。
3 防止采油井出砂的措施探讨如上文所述,油层出砂首先是油层中有游离砂,在此基础上,由于门限流速V S的降低和实际流速的升高,使得砂产出。
理论上,门限流速V S的计算公式如下:R2S(D G+F A-F D)COSαV S= ——————————————————————--——————————9πμR S A S(H+1)[F1(H)sinθsinαR S+R(H+1)F2(H)COSθCOSα]式中,V S——门限流速;R S——岩石骨架半径;F A——范德华力;F D——双电层斥力;A S——常数;R——充填砂半径;D G、F1、F2——砂粒所受的重力、推力和浮力。
当油层液体的流速大于门限流速V S时就会引起出砂。
油层中的砂粒主要的受力是范德华力F A,双电微粒与孔壁之间的双电引力F D,重力F G和水动力F K。
从上式我们可以总结出以下规律:(1)砂粒越大,则越容易产出;(2)流体的矿化度越低,越容易出砂;(3)流体的粘度越高,越容易出砂;(4)油层的孔喉半径越小,越容易出砂;(5)孔隙度越小,越容易出砂。
从以上的理论分析我们知道,防砂一是要减少游离砂产生的机会;二是要防止砂的产出;三是尽量减少已经产出的砂造成的危害。
具体来讲,就要尽量提高门限流速V S和减小水动力F K,同时,要采取措施减少游离砂的产生。
在管理方面,主要是要合理设计生产压差,采用适当的采液速度;合理选择压裂层位和合理设计施工参数,减少对油层骨架的破坏机会;合理使用化学品,防止地下流体矿化度的降低和粘度的提高。
但是,许多措施都是油田生产所必须采取的。
在这种情况下,我们只能按实际条件选择防砂方法。
采取化学固砂就是减小F A和F D,使砂粒不能成为自由砂。
4地层出砂的治理化学防砂方法是国内外许多油田都采用的一种有效的防砂措施,为此,结合萨中油田实际,优选了一种化学防砂剂并用于地层出砂的治理。
4.1防砂剂的筛选防砂剂的防砂效果按下述方法评价:将规定粒径的石英砂与高岭土混合均匀,用该混合物添装岩心管,将岩心管装入流程(图1),用所选防砂剂样品按一定浓度和体积注入岩心管,然后放置10min。
再次将岩心管装入流程,按一定流速注水,并将通过岩心管的水用称重的滤纸过滤,滤纸烘干称重,计算通过岩心管的水所携带出的砂量。
同时对岩心管通同样体积、同样流速的水,做空白试验,计算防砂剂的防砂率。
图1 防砂剂实验流程表1 三种防砂剂防砂率的室内试验结果GX-1固砂剂的平均防砂率达到97.35%,在我们收集到的样品中防砂效果最好。
4.2 固砂剂的防砂机理GX-1固砂剂是针对油田出砂地层的高效化学稳定剂,它是一种水溶性的具有多个支链结构的阳离子有机聚合物,在抑制地层砂的分散和运移方面性能突出。
它注入油层后,能在油层岩石表面通过正负电荷间的吸引力形成高分子网状吸附膜,这种吸附膜可有效地抑制地层中固体颗粒的分散和运移,从而起到防砂作用。
用GX-1固砂剂进行地层处理时,要预先使用电解质溶液对岩石表面进行预处理,使之易于形成网状吸附膜。
用GX-1固砂剂对出砂油井进行处理后,可以显著增强出砂地层的胶结强度,使地层耐流体冲刷的能力大大提高。
对于经常砂卡,或由于出砂造成产量下降、不能正常生产的采油井,用GX-1固砂剂进行处理后,可获得显著的效果。
4.3 GX-1固砂剂的性能在此基础上,我们对GX-1固砂剂作了进一评价。
其原液粘度25℃下测为63 mpas,5%溶液25℃下测为28 mpas,适合于泵送;固砂剂与含油污水以任意比例相混,溶解性良好,无不良反应,无沉淀发生;进行防膨性能实验,在量筒内装10ml膨润土,分别加入清水、含油污水和5%的GX-1固砂剂,24h后观察膨润土的高度,清水为24 ml,含油污水为15.6ml,GX-1固砂剂为11.2ml,说明GX-1固砂剂的防膨性能良好;GX-1固砂剂可与聚合物溶液以任意比例相混,相容性良好,无不良反应,无沉淀发生。
4.4现场应用效果良好截止到2002年10月底,化学防砂剂已在现场应用12口井,其中抽油机井8口,电泵井4口,均取得很好的防砂效果(表2)。
西丁4-P11井2001年2月抽油机转电泵后起抽,多次发现因砂卡过载停机,检泵周期仅为84d。
2001年10月作业检泵后,注GX-1固砂剂防砂,开井生产一切正常,再未发现砂卡、过载停机情况,检泵周期延长到169d。
高103-41井是1口抽油机井,该井由于砂卡、脱节器脱等原因而频繁检泵,2000年全年检泵4次,最短检泵周期2个月。
2001年11月该井作业下泵后注GX-1固砂剂防砂。
采取防砂措施后,该井开井生产至今一切正常,未发现砂卡情况。
至2002年10月底,已正常生产363d未检泵。
从电泵井高112-41采取化学防砂措施前后取样含砂分析结果看,该井采出液中的含砂量由0.0079962%下降到0.000943%,防砂率达到了88.2%。
表2 化学防砂措施井效果统计5压裂后出砂的治理近几年随聚驱压裂井数增加,压裂砂卡造成返工井数明显增加,尤其对电泵井更为严重。
2000年聚驱电泵井共压裂36口,其中,有17口井因压裂砂卡返工,砂卡返工率达47.22%。
针对这种情况,开展了聚驱采出井压裂后防砂工艺试验。
5.1 电泵井机械防砂工艺研究5.1.1 电泵井机械防砂管柱对于抽油机井和螺杆泵井,现有的防砂筛管一般情况下可以较好地完成防砂任务,但对于电泵井则不适用。
电泵机组在生产时,井液必须经套管环空向上流过电机、保护器部件后进入分离器。
由于电泵分离器吸入口是在分离器壳体侧向开口,井液在进入分离器之前是处于套管空间内,因此,抽油机井常用的防砂筛管直接连接到电泵机组下方无法实现滤砂功能。
为此,研制了防砂不压井装置,该装置由封隔器、翻板活门和割缝防砂筛管组成(见图2)。
该装置既具有作业不压井功能,又可起到“放过细小砂,挡住大颗粒”的目的,有效防止大颗粒砂对电泵的危害。
图2 电泵井防砂不压井管柱示意图5.1.2 现场应用情况及效果通过现场实践,确定割缝式防砂筛管的缝隙在0.45毫米能使防砂装置达到使用效果。
通过在6口压裂后电泵井上应用,取得较好效果,目前,这6口井均正常生产,没有出现砂卡现象,有效期最长已达15个月。
5.2 聚驱采出井压裂后防出砂工艺5.2.1 防出砂工艺选择针对部分聚合物采出井压裂后出砂,导致卡泵的问题,选择和应用了尾追核桃壳压裂工艺,该方法是在尾追砂中加入大粒径核桃壳,一方面利用核桃壳自身颗粒的抗压强度和特有的可压缩性,使摩擦系数增大,在近井筒附近的裂缝形成“防砂井壁”,使压裂砂不能进入井筒;另一方面由于增大了支撑剂的平均粒径,使裂缝宽度与支撑剂平均粒径的比值缩小,从而使裂缝的稳定性增强,防止了裂缝吐砂。