CN101532379A - 油井全程加砂增产施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种油井全程加砂增产施工方法，包括如下步骤：(1)选取火山岩孔洞型或疏松砂岩孔隙型或裂缝型油藏，开动注入泵，以1.5－2m3/min的起步排量速度注入注入液，并逐渐提升排量至3－4.5m3/min，使套管压力逐渐提高2－3MPa；(2)当注入液量达到一或二个管柱容积且注入液进入地层后开始加砂并提升砂比，砂比范围控制在5－10％，砂量至2－3.5m3；使套管压力提高4－6MPa；(3)稳定泵入排量并按15－80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，保证20－25％砂比段砂量达到2.5－4m3；使套管压力逐渐提高6－15MPa。优点是：提高油气流入井内的能力；施工成功率达到95％以上，提高液体效率45％以上，单井平均增产产量350－550吨、节约施工费用15－20万元、增加效益30－50万元；解决了非连续介质油藏表现出的高滤失等技术难题。
Description
技术领域
本发明属于油田增产技术，特别涉及一种油井全程加砂增产施工方法。
背景技术
目前，油田常用水力压裂增产方法来实现对油井的增产。水力压裂增产方法是基于胶结强度的砂岩油藏开发的，其水力压裂力学机制是以材料力学中连续均质介质的断裂力学为基础，其过程是利用全部注入液体的30-60％作为造缝液体，先在岩层中形成水力劈裂的缝，然后再在注入液体中混入砂子带入压开的裂缝中，当注入液体滤失到岩层后，带入的砂子支撑住水力压开的裂缝并作为油气从岩层流入地层的通道。随着大量火山岩油藏、疏松砂岩油藏、裂缝性油藏等复杂岩性油藏的勘探发现，该类油藏无论从油藏形成条件、油藏构造、岩相和储层地质，还是在裂缝分布、地应力和岩石物理力学性质、渗流和驱替机理以及油藏开发与油井产能评价等方面均不同于均质砂岩油藏。因此，按照常规砂岩施工模式进行施工不适用于该类油藏，主要表现在：①受该类油藏岩性、物性、力学性质等特性影响，会造成水力造缝改造在裂缝起裂、延伸、滤失等方面机理复杂，施工中会产生高应力、高滤失、高缝内扭曲、难控缝等技术难题；②砂堵率高(25.4％)、前置液比例高(55.2％)、砂液比低(25％)、有效期短(35-76d)、排液困难、投入大、经济性差等特点。
发明内容
本发明的目的是要提供一种适用于火山岩及疏松砂岩类特殊油藏水力造缝增产、经济实用的油井全程加砂增产施工方法。
本发明的技术机理是针对火山岩、疏松砂岩等特殊类型油藏的岩石特点和渗流特性，首次引入裂隙岩体力学的理论，应用结构面分析和新滤失机理的模型，由传统劈裂法施工模式创新为全过程加砂的充填造缝模式。
本发明的技术解决方案包括如下步骤：
(1)选取火山岩孔洞型或疏松砂岩孔隙型或裂缝型油藏，开动注入泵，以1.5-2m3/min的起步排量速度通过注入油管向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至3-4.5m3/min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力提高2-3Mpa；
(2)当注入液量达到一个或二个注入油管管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂并逐渐提升砂比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量至2-3.5m3；同时逐渐升高注入压力，使套管压力提高4-6Mpa；
(3)稳定泵入排量在3-4.5m3/min并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到2.5-4m3；同时逐渐升高注入压力，使套管压力提高6-15Mpa。
上述的油井全程加砂增产施工方法，对于火山岩孔洞型油藏，注入泵的起步排量为2m3/min，排量提升速度为2-2.5m3/5min；当注入液量达到二个注入油管管柱容积后开始加砂，起步砂比为5％；所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在2-3m3/min、砂量在15-20m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在30-35％、排量在2-3m3/min、砂量在40-50m3，形成并延伸主缝，沟通孔洞；③第三段停泵泄压—使人工缝因注入液渗滤入地层而闭合；④第四段全程加砂—砂比按35-80％、排量4.5-5m3/min、砂量达到25-30m3，处理井底到孔洞之间“瓶颈”通道。
上述的油井全程加砂增产施工方法，对于疏松砂岩孔隙型油藏，注入泵的起步排量为1.5m3/min，排量提升速度为1.5-2m3/5min；当注入液量达到一个注入油管管柱容积后开始加砂，起步砂比为7％；所述的全过程加砂分为三个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-20％、排量在3-4.5m3/min、砂量在10-15m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在20-35％，排量3.5-5m3/min，砂量在20-25m3，以增大主缝内压力并扩大缝宽；③第三段填砂段—砂比按35-80％，排量以4.5-2m3/min降排量充填，砂量在25-35m3，保证充填压力上升8-10Mpa。
上述的油井全程加砂增产施工方法，对于裂缝型油藏，注入泵的起步排量为2m3/min，排量提升速度为2.5-3m3/5min；当注入液量达到二个注入油管管柱容积后开始加砂，起步砂比为5％；所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在1.5-3.5m3/min、砂量在15-20m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比30-45％、排量在1.5-3.5m3/min、砂量在25-40m3，张开、扩展天然裂缝并形成主流道；③第三段停止注入，使注入液在主缝端部渗滤分流；④第四段全程加砂—按原排量，45-80％高砂比，砂量在40-50m3，扩展主缝并延伸支裂缝。
上述的油井全程加砂增产施工方法，在加砂过程中的20-25％砂比段时，需提高套管压力3-4Mpa。
本发明的优点是：
1、打破传统致密砂岩油藏水力造缝增产施工的模式，不需要前置注入液或前置注入液比例小于10％，在水力造缝突破孔眼后直接全过程高砂比加砂、充填支撑水力所造裂缝，提高油气流入井内的能力。
2、施工成功率达到95％以上，提高液体效率45％以上，使支撑缝长接近水力造缝长、支撑缝宽提高2-3mm；大幅度降低外来液体对地层的污染，单井平均增产产量350-550吨，单井节约施工费用15-20万元、增加效益30-50万元。
3、解决了火山岩、疏松砂岩等非连续介质油藏水力造缝增产改造表现出的高滤失、难控缝、高砂堵率等技术难题：
①主缝形成与形态控制问题：解决了因储集段、分隔段强度应力差变化大所造成的水力缝垂向立体延伸或近井网状毛细缝的形成问题；解决了因物性条带状分布的强差异性和连通性差的特点所造成的平面上裂缝无效延伸；解决了因施工压力高而多变所造成的小型测试测试指导性变差、突发性砂堵几率高和施工中判断与调整困难问题。
②强滤失控制问题：解决了因注入液沿天然缝、洞、隙无效窜进所造成的主缝不能形成和高施工砂堵率问题。
③强水敏伤害控制问题：解决了因蒙脱石强吸水膨胀、微观孔隙结构喉道细小、常规水基压裂液破胶困难(地层温度小于40℃)所造成的水基压裂液液锁、堵塞伤害和返排率低的问题。
附图说明
图1、图2是二次采用常规方法的施工曲线图(对应实施例2)；
图3是采用全程加砂增产施工方法的施工曲线图(对应实施例2)；
图4是采用常规施工方法的施工曲线图(对应实施例4)；
图5是采用全程加砂增产施工方法的施工曲线图(对应实施例4)；
图6是采用全程加砂增产施工方法的施工曲线图(对应实施例6)；
图7是采用全程加砂增产施工方法后的增产曲线图(对应实施例6)。
具体实施方式
实施例1：
该油井全程加砂增产施工方法包括如下步骤：(1)选取火山岩孔洞型或疏松砂岩孔隙型或裂缝型油藏，开动注入泵，以1.5-2m3/min的起步排量速度通过注入油管向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至3-4.5m3/min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2-3Mpa；(2)当注入液量达到一个或二个注入油管管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂并逐渐提升砂比，砂比是指注入液中的砂体积与注入液体积的百分比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量至2-3.5m3；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高4-6Mpa；(3)稳定泵入排量在3-4.5m3/min并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到2.5-4m3；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高6-15Mpa。实施例2：
对于火山岩孔洞型油藏，该油井全程加砂增产施工方法步骤如下：①开动注入泵，以2m3/min的起步排量速度向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至3-4.5m3/min，排量提升速度为2-2.5m3/5min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2-3Mpa；②当注入液量达到二个注入管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂，起步砂比为5％并逐步提高砂比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量达到2-3.5m3，以保证人工缝长延伸过近井地带；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高4-6Mpa；③将泵入排量稳定在3-4.5m3/min，并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高6-15Mpa，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到2.5m3-4m3、套管压力提高3-4Mpa。所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在2-3m3/min、砂量在15-20m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在30-35％、排量在2-3m3/min、砂量在40-50m3，形成并延伸主缝，沟通孔洞；③第三段停泵泄压—使人工缝因注入液渗滤入地层而闭合；④第四段全程加砂—砂比按35-80％、排量4.5-5m3/min、砂量达到25-30m3，处理井底到孔洞之间“瓶颈”通道。在具体施工时，各技术参数数值可在本实施例中所给数值范围内任意值。
例如××8-21井(1523.0-1566.0m)属于火山岩孔洞型油藏，前二次施工采用常规低砂比段塞降滤，均砂堵；而采用该方法后，一次施工成功，施工参数大幅度提高。施工参数对比见下表，施工曲线对比见图1-图3。
实施例3：
对于火山岩孔洞型油藏，该油井全程加砂增产施工方法步骤如下：①开动注入泵，以2m3/min的起步排量速度向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至4m3/min，排量提升速度为2.2m3/5min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2.5Mpa；②当注入液量达到二个注入管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂，起步砂比为5％并逐步提高砂比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量达到3m3，以保证人工缝长延伸过近井地带；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高5Mpa；③将泵入排量稳定在4m3/min，并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高10Mpa，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到3.5m3、套管压力提高3.5Mpa。所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在2.5m3/min、砂量达到18m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在30-35％、排量在2.8m3/min、砂量达到45m3，形成并延伸主缝，沟通孔洞；③第三段停泵泄压—使人工缝因注入液渗滤入地层而闭合；④第四段全程加砂—砂比按35-80％、排量4.8m3/min、砂量达到28m3，处理井底到孔洞之间“瓶颈”通道。
实施例4：
对于疏松砂岩孔隙型油藏，该油井全程加砂增产施工方法步骤如下：①开动注入泵，以1.5m3/min的起步排量速度向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至3-4.5m3/min，排量提升速度为1.5-2m3/5min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2-3Mpa；②当注入液量达到一个注入管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂，起步砂比为7％并逐步提高砂比，砂比调整范围控制在7-10％，砂量达到2-3.5m3，以保证人工缝长延伸过近井地带；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高4-6Mpa；③将泵入排量稳定在3-4.5m3/min，并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高6-15Mpa，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到2.5-4m3、套管压力提高3-4Mpa。所述的全过程加砂分为三个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-20％、排量在3-4.5m3/min、砂量在10-15m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在20-35％，排量3.5-5m3/min，砂量在20-25m3，以增大主缝内压力并扩大缝宽；③第三段填砂段—砂比按35-80％，排量以4.5-2m3/min降排量充填，砂量在25-35m3，保证充填压力上升8-10Mpa。在具体施工中各技术参数取值可在本实施例中所给数值范围内取任意值。
例如××5-11井属于疏松砂岩孔隙型油藏，在该井1593.8-1615.0m井段进行了不同方法的现场施工对比，采用该方法施工后，施工参数比常规法大幅提高，节省施工液体221.1m3，节约费用8.8万元，同时降低了施工难度，压裂车组由一套半减少为一套，施工风险大幅度降低。施工参数对比见下表，施工曲线对比见图4和图5。
实施例5：
对于疏松砂岩孔隙型油藏，该油井全程加砂增产施工方法步骤如下：①开动注入泵，以1.5m3/min的起步排量速度向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至4m3/min，排量提升速度为1.8m3/5min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2.5Mpa；②当注入液量达到一个注入管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂，起步砂比为7％并逐步提高砂比，砂比调整范围控制在7-10％，砂量达到3m3，以保证人工缝长延伸过近井地带；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高5Mpa；③将泵入排量稳定在4m3/min，并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高10Mpa，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到3.2m3、套管压力提高3.5Mpa。所述的全过程加砂分为三个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-20％、排量在4m3/min、砂量达到12m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在20-35％，排量在4.2m3/min，砂量达到22m3，以增大主缝内压力并扩大缝宽；③第三段填砂段—砂比控制在35-80％，排量由4.5m3/min到2m3/min降排量充填，砂量在达到30m3，保证充填压力上升9Mpa。
实施例6：
对于裂缝型油藏，该油井全程加砂增产施工方法步骤如下：①开动注入泵，以2m3/min的起步排量速度向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至3-4.5m3/min，排量提升速度为2.5-3m3/5min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2-3Mpa；②当注入液量达到二个注入管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂，起步砂比为5％并逐步提高砂比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量达到2-3.5m3，以保证人工缝长延伸过近井地带；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高4-6Mpa为宜；③将泵入排量稳定在3-4.5m3/min，并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高6-15Mpa，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到2.5-4m3、套管压力提高3-4Mpa。所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在1.5-3.5m3/min、砂量达到15-20m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在30-45％、排量在1.5-3.5m3/min、砂量达到25-40m3，张开、扩展天然裂缝并形成主流道；③第三段停止注入，使注入液在主缝端部渗滤分流；④第四段全程加砂—按原排量，45-80％高砂比，砂量40-50m3，扩展主缝并延伸支裂缝。在具体施工中各个技术参数的取值可在本实施例所给数值范围内取任意值。
例如××8-3井属于裂缝型油藏：施工井段1609.0-1642.0m，施工前日产油3.5t，采用该方法施工，入井总液量292.2m3，入井总砂量52.25m3，最高砂比取75％，平均砂比35.7％，最高施工压力34.2MPa，停泵压力22.1MPa。施工后，初期日产油91.9t，含水1.1％，配产76t，已累计增油0.96万吨，目前继续高产。施工曲线和增产曲线见图6和图7。
实施例7：
对于裂缝型油藏，该油井全程加砂增产施工方法步骤如下：①开动注入泵，以2m3/min的起步排量速度向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至4m3/min，排量提升速度为2.8m3/5min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高2.5Mpa；②当注入液量达到二个注入管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂，起步砂比为5％并逐步提高砂比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量达到3m3，以保证人工缝长延伸过近井地带；同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高5Mpa；③将泵入排量稳定在4m3/min，并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，同时逐渐升高注入压力，使套管压力逐渐提高10Mpa，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到3.5m3、套管压力提高3.5Mpa。所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在2.5m3/min、砂量达到18m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在30-45％、排量在3m3/min、砂量达到32m3，张开、扩展天然裂缝并形成主流道；③第三段停止注入，使注入液在主缝端部渗滤分流；④第四段全程加砂—按原排量，45-80％高砂比，砂量达到45m3，扩展主缝并延伸支裂缝。
Claims (5)
1、一种油井全程加砂增产施工方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)选取火山岩孔洞型或疏松砂岩孔隙型或裂缝型油藏，开动注入泵，以1.5-2m3/min的起步排量速度通过注入油管向油井中注入注入液，并逐渐提升排量至3-4.5m3/min；同时逐渐升高注入压力，使套管压力提高2-3Mpa；
(2)当注入液量达到一个或二个注入油管管柱容积且注入液进入地层后开始往注入液中加砂并逐渐提升砂比，砂比调整范围控制在5-10％，砂量至2-3.5m3；同时逐渐升高注入压力，使套管压力提高4-6Mpa；
(3)稳定泵入排量在3-4.5m3/min并按15-80％砂比范围、每次递增5％全过程加砂，加砂过程中保证20-25％砂比段砂量达到2.5-4m3；同时逐渐升高注入压力，使套管压力提高6-15Mpa。
2、根据权利要求1所述的一种油井全程加砂增产施工方法，其特征在于：对于火山岩孔洞型油藏，注入泵的起步排量为2m3/min，排量提升速度为2-2.5m3/5min；当注入液量达到二个注入油管管柱容积后开始加砂，起步砂比为5％；所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在2-3m3/min、砂量在15-20m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在30-35％、排量在2-3m3/min、砂量在40-50m3，形成并延伸主缝，沟通孔洞；③第三段停泵泄压—使人工缝因注入液渗滤入地层而闭合；④第四段全程加砂—砂比按35-80％、排量4.5-5m3/min、砂量达到25-30m3，处理井底到孔洞之间“瓶颈”通道。
3、根据权利要求1所述的一种油井全程加砂增产施工方法，其特征在于：对于疏松砂岩孔隙型油藏，注入泵的起步排量为1.5m3/min，排量提升速度为1.5-2m3/5min；当注入液量达到一个注入油管管柱容积后开始加砂，起步砂比为7％；所述的全过程加砂分为三个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-20％、排量在3-4.5m3/min、砂量在10-15m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比控制在20-35％，排量在3.5-5m3/min，砂量在20-25m3，以增大主缝内压力并扩大缝宽；③第三段填砂段—砂比按35-80％，排量以4.5-2m3/min降排量充填，砂量在25-35m3，保证充填压力上升8-10Mpa。
4、根据权利要求1所述的一种油井全程加砂增产施工方法，其特征在于：对于裂缝型油藏，注入泵的起步排量为2m3/min，排量提升速度为2.5-3m3/5min；当注入液量达到二个注入油管管柱容积后开始加砂，起步砂比为5％；所述的全过程加砂分为四个阶段：①第一段全程加砂—砂比控制在15-30％、排量在1.5-3.5m3/min、砂量在15-20m3，形成近井注入液压力腔并通过孔眼向地层内延伸；②第二段全程加砂—砂比30-45％、排量在1.5-3.5m3/min、砂量在25-40m3，张开、扩展天然裂缝并形成主流道；③第三段停止注入，使注入液在主缝端部渗滤分流；④第四段全程加砂—按原排量，45-80％高砂比，砂量在40-50m3，扩展主缝并延伸支裂缝。
5、根据权利要求1所述的一种油井全程加砂增产施工方法，其特征在于：在加砂过程中的20-25％砂比段时，需提高套管压力3-4Mpa。
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