CN110454120B - 一种油水井自聚防砂的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油藏开发的技术领域，具体的涉及一种油水井自聚防砂的施工方法。该种油水井自聚防砂的施工方法，包括以下步骤：(1)油水井前期处理；(2)现场配液：在现场分别配制自聚液、自聚助剂和胶结液；(3)挤入。该方法通过将不同化学试剂分段注入的施工方法，实现了油水井地层砂砾自聚防砂的目的。
Description
技术领域
本发明属于油藏开发的技术领域，具体的涉及一种油水井自聚防砂的施工方法。
背景技术
在砂岩油藏开发中，油水井出砂现象越来越普遍，同时出砂会导致地层渗透率降低，影响油井产量，严重时甚至会使得地层亏空导致坍塌，损坏油套管，致使油井停产，水井无法工作。油水井出砂因会使油水井无法正常工作，现已成为制约油田开发水平的重要因素，目前对油水井出砂的处理方法主要为机械防砂法和化学防砂法两种技术。
对于机械防砂法，中国专利CN106761590A所述，通过多段塞高密实充填防砂工艺，对油水井下入防砂管柱，进行充填工具坐封，随后注入砾石进行充填，完成防砂。但是采用机械防砂法仅仅可以对地层的大颗粒砂进行机械防砂，防砂尺寸在65～64000μm之间，而对于粉砂及砂泥则无法起到防护效果，同时由于机械防砂法需要向井底下入工具，因此对于该井的后期维护产生了极大的影响，大大增加了检修井的费用。
对于化学防砂法，中国专利CN102226388B所述，通过将酚醛树脂防砂剂与悬浮剂相混合得到预混合物，然后与水混合得到酚醛树脂悬浮液，将酚醛树脂悬浮液注入地层，进行防砂施工作业。但是通过该方式加入的溶剂添加量占酚醛树脂防砂剂质量的60～80％，这就导致树脂的浓度降低，使得其在地层中无法有效地对分散砂团起到作用，不能达到充分防砂的目的。
中国专利CN101519587A所述，通过有机硅树脂(质量浓度5～10％)，糠醛，乙醛，盐酸等物质组合形成一种化学树脂型固沙剂进行防砂，该方式由于有清水的注入可以保持一定的渗透率，但是原液中加入的树脂浓度过低，无法形成较好的固砂效果，同时由于盐酸的加入，使得在现场实际施工时危险性加大。
上述的几种方法对于油田防砂均存在着不同程度的缺点，限制了其现场的应用与推广。
发明内容
本发明的目的在于针对目前防砂技术中防砂尺寸局限以及固砂效果不佳的问题而提供一种油水井自聚防砂的施工方法，该方法通过将不同化学试剂分段注入的施工方法，实现了油水井地层砂砾自聚防砂的目的。
本发明的技术方案为：一种油水井自聚防砂的施工方法，包括以下步骤：
(1)油水井前期处理；
(2)现场配液：在现场分别配制自聚液、自聚助剂和胶结液；
(3)挤入：首先加入自聚液，将地层中的分散砂砾进行包裹；然后加入自聚助剂与地层中包裹砂砾的自聚液进行反应，形成网状结构，使得分散砂砾自聚成团；最后加入胶结液，将自聚成团的砂团再次固结，达到彻底防砂的作用。
所述步骤(2)中自聚液为天然多糖类化合物溶液，无毒无污染，绿色环保，且在固井之后，不影响地层的渗透率，能极大的保留原始地层的有效孔隙；自聚助剂为无机盐溶液。
所述步骤(2)中配制自聚液的具体操作如下：将天然多糖类化合物置于水中，搅拌5～30分钟，配制成质量百分比浓度为1～10％的天然多糖类化合物水溶液，即得自聚液。
所述步骤(2)中配制自聚助剂的具体操作如下：将无机盐置于水中，搅拌5～30分钟，配制成质量百分比浓度为1～10％的无机盐水溶液，即得自聚助剂。
所述天然多糖类化合物为纤维素、果胶、木聚糖和芝宁素中的一种。
所述无机盐为氯化钾、氯化镁、氯化钙、碳酸钠和硫酸钠中的一种。
所述步骤(2)中胶结液由胶结剂、固化剂和稀释剂混合而成；配制胶结液的具体操作如下：将三者按照质量比胶结剂：稀释剂：固化剂＝100:15～45:8～20的配比置于水中，搅拌20～45分钟；即得胶结液。
所述胶结剂为化学防砂用树脂；固化剂为所用树脂对应的固化剂；稀释剂为乙醇、丙酮、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯和二甲苯中的一种。化学防砂用树脂可以为环氧树脂，酚醛树脂、改性酚醛树脂、脲醛树脂、改性呋喃树脂等。固化剂为所用树脂对应的固化剂，一般为盐酸、硫酸、磷酸或者聚氨酯类固化剂。
所述步骤(1)中油水井前期处理包括对油水井进行射孔、洗井和通井；其中射孔为负压射孔，孔密为12～45孔/m，孔径为8～15mm；通井具体操作为：用小于套管内径3～5mm的通径规，通至油层低界以下18～30m，无遇阻现象。洗井为油田传统洗井方式，例如加入含有黏土放膨剂和防乳化剂的无固相清洁液体等。
所述步骤(3)中挤入的具体操作如下：
①注入前置液对地层砂砾进行前期处理，清除砂砾表面原油或将砂砾表面由亲油性转为亲水性；前置液的注入量为0.5～3m3，排量为300～1200L/min；前置液可以为柴油、煤油、原油、淡水、盐水、海水等；
②注入步骤(2)配制的自聚液，注入量为0.8～2.5m3，排量为300～800L/min；注入的自聚液将地层砂砾进行包裹，捕捉到从粉砂、泥砂至不同尺寸的砂砾；
③注入自聚液后，注入一段清水，用以冲刷泵中及管中残留的自聚液，同时将井筒中的自聚液顶替入地层，清水注入量为1～2m3，排量为500～1200L/min；
④注入步骤(2)配制的自聚助剂，排量为300～800L/min；注入的自聚助剂与自聚液进行反应，形成网状结构，将自聚液捕捉到的不同尺寸的砂砾自聚固结成团；
⑤注入步骤(2)配制的胶结液，排量为300～800L/min；胶结液注入后将自聚液和自聚助剂作用形成的自聚砂团再次包裹，形成更加稳定的砂团；同时由于之前已经有砂团产生，因此砂团与砂团间会形成一定的导流通道，既起到防砂的作用又可以保持较高的渗透率，为后期开发提供了充足的保障；
⑥注入胶结液后，注入一段清水，用以冲刷泵中和管中残留的胶结液，同时将井筒中的胶结液顶替入地层，清水注入量为1～2m3，排量为500～1200L/min；同时清水的注入会受到地层砂团间渗流作用的影响而将大块砂团分割成不同小块，进一步地提高了地层的渗透率，并且对油水井进行冲刷，避免了由于树脂等材料在井筒上的固结，导致井筒筒径减小，影响后期开发。
其中上述步骤中注入量按体积比自聚液：胶结液：自聚助剂为2～8:0.5～3:1～6。
本发明的有益效果为：本发明所述施工方法通过将自聚液、自聚助剂与胶结液分段注入的方式，形成了以自聚液、自聚助剂先期注入将砂砾聚集成团，随后注入胶结液将自聚形成的砂团进行再次固结的新型防砂技术。
在现有技术中，地层内砂砾会由于试剂的加入发生位移，导致砂砾分散，影响最终固砂效果；而本发明所加入的自聚液与自聚助剂，可以巧妙地利用砂砾在地层发生移动时，使其与其他砂砾黏连在一起，不会发生分散，之后在关井条件下，固化形成高强度砂团。
传统工艺中所采用的表面改性会使得砂砾之间的孔隙降低，进而影响渗透率。而本发明所采用的三种试剂不同于现有技术中的表面改性，只是将砂砾团结在一起，试剂本身不具有表面改性的功能，这样可以最大量的保留砂砾之间产生的孔隙，从而不影响渗透率。
本发明具有以下优势：
1、本发明采用三种液体分段注入，自聚液和自聚助剂的注入可以将地层中不同粒径的砂砾固结成团，这样在注入胶结液时可以在降低树脂浓度的情况下，也能保证防砂和固结效果。
2、自聚液和自聚助剂固结的砂团受到液体注入的影响可以形成不同大小的砂团，而这样不同大小的砂团可以很好地保持地层的渗透率。
3、本发明所述三种液体形成的砂团可以适应18～160℃地层温度，形成的砂团抗压能力最高可以达到20MPa。
4、本发明所述的自聚液与自聚助剂均经过危险品等级鉴定，获得国家认可委员会CNAS认证，材料清洁、绿色环保。
综上所述，本发明的施工方法充分发挥了自聚液与自聚助剂之间相互作用可以将砂砾自聚成团的优势，并结合了胶结液可以将砂团更加稳定固结的优势，改善了传统化学防砂中低浓度树脂无法起到完全防砂，而高浓度树脂又会导致地层失去渗透率的不足之处；克服了机械防砂不能对小粒径砂砾起到防砂效果的问题，提高了防砂效果，更好地达到了在对全地层、全粒径砂砾固结的同时又保证较高渗透率的效果，所用化学材料现场配料简单，注入快捷，无毒无害，采用一套注入设备，降低了施工成本且不会对现场人员产生伤害，保护了环境和施工人员的安全，成为一项油田油水井防砂的新技术。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细说明。其中自聚液和自聚助剂均可在青岛大地新能源科技研发有限公司购买；胶结液满足工业需求即可。
实施例1
所述油水井自聚防砂的施工方法，包括以下步骤：
(1)油水井前期处理：对油水井进行射孔、洗井和通井；①射孔为负压射孔，孔密为32孔/m，孔径为10mm；②洗井为油田传统洗井方式，例如加入含有黏土放膨剂和防乳化剂的无固相清洁液体等；③通井：用小于套管内径3mm的通径规，通至油层低界以下18～30m，无遇阻现象。
(2)现场配液：在现场分别配制自聚液、自聚助剂和胶结液；①将芝宁素置于水中，搅拌15分钟，配制成质量百分比浓度为8％的芝宁素水溶液，即得自聚液；②将氯化镁置于水中，搅拌10分钟，配制成质量百分比浓度为5％的氯化镁水溶液，即得自聚助剂；③按照质量比胶结剂：稀释剂：固化剂＝100:15:10的配比将胶结剂、稀释剂和固化剂三者置于水中，搅拌25分钟，即得胶结液；其中胶结剂为脲醛树脂，固化剂为磷酸，稀释剂为苯二甲酸二辛酯。
(3)挤入：①注入前置液淡水对地层砂砾进行前期处理，清除砂砾表面原油或将砂砾表面由亲油性转为亲水性；前置液的注入量为2m3，排量为900L/min；
②注入步骤(2)配制的自聚液，注入量为1m3，排量为500L/min；注入的自聚液将地层砂砾进行包裹，捕捉到从粉砂、泥砂至不同尺寸的砂砾；
③注入自聚液后，注入一段清水，用以冲刷泵中及管中残留的自聚液，同时将井筒中的自聚液顶替入地层，清水注入量为1.5m3，排量为800L/min；
④注入步骤(2)配制的自聚助剂，注入量为1m3，排量为500L/min；注入的自聚助剂与自聚液进行反应，形成网状结构，将自聚液捕捉到的不同尺寸的砂砾自聚固结成团；
⑤注入步骤(2)配制的胶结液，注入量为0.25m3，排量为500L/min；胶结液注入后将自聚液和自聚助剂作用形成的自聚砂团再次包裹，形成更加稳定的砂团；同时由于之前已经有砂团产生，因此砂团与砂团间会形成一定的导流通道，既起到防砂的作用又可以保持较高的渗透率，为后期开发提供了充足的保障；
⑥注入胶结液后，注入一段清水，用以冲刷泵中和管中残留的胶结液，同时将井筒中的胶结液顶替入地层，清水注入量为1.5m3，排量为800L/min；同时清水的注入会受到地层砂团间渗流作用的影响而将大块砂团分割成不同小块，进一步地提高了地层的渗透率，并且对油水井进行冲刷，避免了由于树脂等材料在井筒上的固结，导致井筒筒径减小，影响后期开发。
将所述施工方法应用于出砂油水井中，其中目标井12年投产，13年采用高压充填防砂，17年采用低密度防砂，但是效果均不好。该井有效厚度7.6m，孔密为32孔/m，防砂前出砂量为1.67m3/d。18年采用本实施例所述施工方法进行防砂改造。
经过本实施例所述施工方法进行防砂后首先关井24～48小时，随后开井进行生产，通过防砂施工后期数据可以得到，该井改造效果较好，出砂量由原来的1.67m3/d下降为现在的出砂为0m3/d；同时保证了日产油量同防砂前无变化。
该井改造后6个月没有出砂现象，说明该施工方法的抗老化性良好，比普通防砂技术有效期更长。
实施例2
所述油水井自聚防砂的施工方法，包括以下步骤：
(1)油水井前期处理：对油水井进行射孔、洗井和通井；①射孔为负压射孔，孔密为20孔/m，孔径为12mm；②洗井为油田传统洗井方式，例如加入含有黏土放膨剂和防乳化剂的无固相清洁液体等；③通井：用小于套管内径5mm的通径规，通至油层低界以下18～30m，无遇阻现象。
(2)现场配液：在现场分别配制自聚液、自聚助剂和胶结液；①将木聚糖置于水中，搅拌25分钟，配制成质量百分比浓度为5％的木聚糖水溶液，即得自聚液；②将碳酸钠置于水中，搅拌15分钟，配制成质量百分比浓度为2％的碳酸钠水溶液，即得自聚助剂；③按照质量比胶结剂：稀释剂：固化剂＝100:15:15的配比将胶结剂、稀释剂和固化剂三者置于水中，搅拌30分钟，即得胶结液；其中胶结剂为环氧树脂，固化剂为聚氨酯类，稀释剂为苯二甲酸二烯丙酯。
(3)挤入：①注入前置液淡水对地层砂砾进行前期处理，清除砂砾表面原油或将砂砾表面由亲油性转为亲水性；前置液的注入量为1.5m3，排量为500L/min；
②注入步骤(2)配制的自聚液，注入量为0.8m3，排量为600L/min；注入的自聚液将地层砂砾进行包裹，捕捉到从粉砂、泥砂至不同尺寸的砂砾；
③注入自聚液后，注入一段清水，用以冲刷泵中及管中残留的自聚液，同时将井筒中的自聚液顶替入地层，清水注入量为1m3，排量为1000L/min；
④注入步骤(2)配制的自聚助剂，注入量为0.8m3，排量为600L/min；注入的自聚助剂与自聚液进行反应，形成网状结构，将自聚液捕捉到的不同尺寸的砂砾自聚固结成团；
⑤注入步骤(2)配制的胶结液，注入量为0.16m3，排量为600L/min；胶结液注入后将自聚液和自聚助剂作用形成的自聚砂团再次包裹，形成更加稳定的砂团；同时由于之前已经有砂团产生，因此砂团与砂团间会形成一定的导流通道，既起到防砂的作用又可以保持较高的渗透率，为后期开发提供了充足的保障；
⑥注入胶结液后，注入一段清水，用以冲刷泵中和管中残留的胶结液，同时将井筒中的胶结液顶替入地层，清水注入量为1m3，排量为1000L/min；同时清水的注入会受到地层砂团间渗流作用的影响而将大块砂团分割成不同小块，进一步地提高了地层的渗透率，并且对油水井进行冲刷，避免了由于树脂等材料在井筒上的固结，导致井筒筒径减小，影响后期开发。
将本实施例所述施工方法应用至某井，该井2015年1月机械防砂后，出砂量1.17m3/d。2017年10月采用本实施例所述方法进行防砂施工。
防砂后日产液38.8t，油11t，出砂痕迹无；到2018年10月31日，日产液21.6t，日产油9.7t，依旧无出砂痕迹。防砂效果良好。
施工前，所出的砂中含有30％黏土，且砂砾大小不均，施工后，无黏土和砂砾产出，说明该技术对不同砂砾和黏土均能有效防住。
Claims (7)
1.一种油水井自聚防砂的施工方法，包括以下步骤：
(1)油水井前期处理；
(2)现场配液：在现场分别配制自聚液、自聚助剂和胶结液；自聚液为天然多糖类化合物溶液，其中天然多糖类化合物为纤维素、果胶、木聚糖和芝宁素中的一种；自聚助剂为无机盐溶液，其中无机盐为氯化钾、氯化镁、氯化钙、碳酸钠和硫酸钠中的一种；
(3)挤入：首先加入自聚液，将地层中的分散砂砾进行包裹；然后加入自聚助剂与地层中包裹砂砾的自聚液进行反应，形成网状结构，使得分散砂砾自聚成团；最后加入胶结液，将自聚成团的砂团再次固结，达到彻底防砂的作用。
2.根据权利要求1所述油水井自聚防砂的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中配制自聚液的具体操作如下：将天然多糖类化合物置于水中，搅拌5～30分钟，配制成质量百分比浓度为1～10％的天然多糖类化合物水溶液，即得自聚液。
3.根据权利要求1所述油水井自聚防砂的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中配制自聚助剂的具体操作如下：将无机盐置于水中，搅拌5～30分钟，配制成质量百分比浓度为1～10％的无机盐水溶液，即得自聚助剂。
4.根据权利要求1所述油水井自聚防砂的施工方法，其特征在于，所述步骤(2)中胶结液由胶结剂、固化剂和稀释剂混合而成；配制胶结液的具体操作如下：将三者按照质量比胶结剂：稀释剂：固化剂＝100:15～45:8～20的配比置于水中，搅拌20～45分钟，即得胶结液。
5.根据权利要求4所述油水井自聚防砂的施工方法，其特征在于，所述胶结剂为化学防砂用树脂；固化剂为所用树脂对应的固化剂；稀释剂为乙醇、丙酮、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯和二甲苯中的一种。
6.根据权利要求1所述油水井自聚防砂的施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中油水井前期处理包括对油水井进行射孔、洗井和通井；其中射孔为负压射孔，孔密为12～45孔/m，孔径为8～15mm；通井具体操作为：用小于套管内径3～5mm的通径规，通至油层低界以下18～30m，无遇阻现象。
7.根据权利要求1所述油水井自聚防砂的施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中挤入的具体操作如下：
①注入前置液对地层砂砾进行前期处理，清除砂砾表面原油或将砂砾表面由亲油性转为亲水性；前置液的注入量为0.5～3m 3，排量为300～1200L/min；
②注入步骤(2)配制的自聚液，注入量为0.8～2.5m 3，排量为300～800L/min；
③注入自聚液后，注入一段清水，用以冲刷泵中及管中残留的自聚液，同时将井筒中的自聚液顶替入地层，清水注入量为1～2m 3，排量为500～1200L/min；
④注入步骤(2)配制的自聚助剂，排量为300～800L/min；
⑤注入步骤(2)配制的胶结液，排量为300～800L/min；
⑥注入胶结液后，注入一段清水，用以冲刷泵中和管中残留的胶结液，同时将井筒中的胶结液顶替入地层，清水注入量为1～2m 3，排量为500～1200L/min；
其中上述步骤中注入量按体积比自聚液：胶结液：自聚助剂为2～8:0.5～3:1～6。
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| 国外稠油热采井防砂技术;凌建军 等;《国外稠油热采井防砂技术》;19961231;54-56页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110454120A (zh) | 2019-11-15 |
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