CN116378600A - 一种油层改造封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油层改造封堵方法，属于石油开采领域。该方法包括携砂液和填充树脂砂制备的步骤以及使用携砂液和填充树脂砂进行人工井壁成形的挤注施工步骤。本发明的油层改造封堵方法施工简单，不需要钻塞，形成的人工井壁孔道分布均匀，防砂最小粒径5μm，固结强度大于10MPa，适应井区热采井高强度注汽的需求，具有较好的造壁防砂和充填作用，可应用在轻微汽窜和管外亏空较大的严重出砂井上。
Description
技术领域
本发明属于石油开采领域，尤其涉及一种油层改造封堵方法。
背景技术
热力采油是目前稠油增产的有效手段，我国稠油热力采油主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层三种技术，其中蒸汽吞吐技术因为施工简单、见效快、可直接在生产井实施等优势，目前已经成为稠油开采的主要方法。但多轮次蒸汽吞吐后，蒸汽对油气产层造成不同程度的破坏，蒸汽易发生窜流且热损失大，往往导致单井产量迅速递减，使得经济效益变差，同时使得油井后期生产面临出水、出砂和汽窜等棘手问题。
油井出砂的危害极大，为了防止油井出砂，一方面要针对油层及油井条件，正确选择固井、完井方式，制定合理的开采措施，控制生产压差，限制渗流速度，加强出砂层油井的管理，尽量避免强烈抽汲的诱流措施；另一方面，根据油层和开采工艺要求，采用相应的防砂工艺技术，确保油井的正常生产。
目前，国内外油气井防砂方法主要有机械防砂和化学防砂两种。机械防砂方法可以分为两类，第一类是仅下入机械管柱的防砂方法，如绕丝筛管、割缝衬管、各种滤砂管等。这种方法简单易行，施工成本低。缺点是防砂管柱容易被地层砂堵塞，只能阻止地层砂产出到地面而不能阻止地层砂进入井筒，有效期短，只适用于油砂中值大于0.1mm的中、粗砂岩地层。第二类机械防砂方法为管柱砾石充填，即在井筒内下入绕丝筛管或割缝衬管等机械管柱后，再用砾石或其它类似材料充填在机械管柱与套管的环形空间内，并挤入井筒周围地层，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的。这类方法设计及施工复杂，成本较高，若砾石尺寸选择不当，地层砂侵入砾石层后会增加油流入井的阻力，影响防砂后的油井产能。研究结果表明，砾石充填井筒的主要压降损失在填有砾石的射孔炮眼内，因施工过程较长，必须注意减少作业过程中对油层的作害。化学防砂是向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层、提高地层强度的目的。化学防砂主要分为人工胶结地层和人工井壁两种方法。现有化学法防砂存在注入剂胶结不均匀、老化现象，致使防砂有效期短；严重伤害储层并降低渗透率，防砂后油气井产量下降的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种油层改造封堵方法，该方法施工简单，不需要钻塞，具有较好的造壁防砂和充填作用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种油层改造封堵方法，包括以下步骤：
（1）按重量比计，取聚丙烯酸钠1-3%、聚二甲基硅氧烷0.1-0.4%、海藻胶0.1-0.3%、聚醚多元醇1-2%加去离子水配制成携砂液，备用；
（2）填充树脂砂制备：取陶粒与丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物以4-10：1的质量比混匀，晾干，得核心料，将硅酸铝、氨基树脂、含氟聚丙烯酸酯加水配成树脂包覆液，树脂包覆液与核心料以1:10-20混匀，晾干，得填充树脂砂，备用；
（3）立井架，动井口；
（4）采用通井规通井，探砂面；
（5）冲砂洗井至人工井底，使射孔井段露出，炮眼通畅；
（6）上提冲砂管柱至油层上方6-8m处；
（7）装井口或防喷器，连接泵车，作挤注树脂包覆砂施工准备；
（8）携砂液与填充树脂砂混匀后经泵车送到井内炮眼附近亏空位置，在地层温度或注入蒸汽条件下，填充树脂砂发生固化反应，形成人工井壁，阻止地层砂随液流流入井筒内。
进一步地，在本发明的一些优选实施方案中，所述填充树脂砂用量根据下式计算：
Q=πR²×H×ρ
上式中，Q为填充树脂砂用量，g；R为处理半径，cm；根据油井生产情况、渗透率、孔隙度、油井出砂情况，取半径为50-100cm；H为油层有效射程的1/2；ρ为填充树脂砂的体积密度，g/cm3。
进一步地，在本发明的一些优选实施方案中，填充树脂砂用量为携砂液用量的5-20%。
进一步地，在本发明的一些优选实施方案中，所述泵车施加压力为2-5MPa。
进一步地，在本发明的一些优选实施方案中，所述陶粒粒径范围为0.282～0.85mm。
进一步地，在本发明的一些优选实施方案中，所述填充树脂砂的体积密度1.6-1.7g/cm3。
本发明的有益技术效果：
1.本发明的油层改造封堵方法施工简单，不需要钻塞，常规检泵、修井同时挤注即可；
2.本发明的油层改造封堵方法中填充树脂砂在温度大于30℃的水环境下即可胶结，无特殊固结条件；高温固结速度快，并且固结强度高不反弹;
3.本发明的油层改造封堵方法形成的人工井壁孔道分布均匀，防砂最小粒径5μm，人工井壁是在套管外形成，有一定的油层半径，因此有较长的渗流通道和较大的渗流面积；
4.本发明的油层改造封堵方法形成的人工井壁固结强度大于10MPa，适应了井区热采井高强度注汽的需求；
5.本发明的油层改造封堵方法具有较好的造壁防砂和充填作用，可应用在轻微汽窜和管外亏空较大的严重出砂井上。
具体实施方式
为了能够详细地理解本发明的技术特征和内容，下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然实施例中描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
携砂液制备：按重量比计，取聚丙烯酸钠2%、聚二甲基硅氧烷0.25%、海藻胶0.2%、聚醚多元醇1.4%加去离子水配制而成。
填充树脂砂制备：取陶粒与丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物以6：1的质量比混匀，晾干，得核心料，将硅酸铝、氨基树脂、含氟聚丙烯酸酯加水配成树脂包覆液，树脂包覆液与核心料以1:15混匀，晾干制成；
携砂液与填充树脂砂的挤注施工步骤如下：
立井架，动井口；采用通井规通井，探砂面；冲砂洗井至人工井底，使射孔井段露出，炮眼通畅；上提冲砂管柱至油层上方6m处；装井口或防喷器，连接泵车，作挤注树脂包覆砂施工准备；携砂液与填充树脂砂混匀后经泵车送到井内炮眼附近亏空位置，在地层温度或注入蒸汽条件下，填充树脂砂发生固化反应，形成人工井壁，阻止地层砂随液流流入井筒内。
本实施例中，所述填充树脂砂用量根据下式计算：
Q=πR²×H×ρ
上式中，Q为填充树脂砂用量，g；R为处理半径，cm；根据油井生产情况、渗透率、孔隙度、油井出砂情况，取半径为50-100cm；H为油层有效射程的1/2；ρ为填充树脂砂的体积密度，g/cm3。
本实施例中，填充树脂砂用量为携砂液用量的20%，所述泵车施加压力为4MPa，所述陶粒粒径为0.425mm，填充树脂砂的体积密度1.65g/cm3。
实施例2
携砂液制备：按重量比计，取聚丙烯酸钠1%、聚二甲基硅氧烷0.1%、海藻胶0.1%、聚醚多元醇1%加去离子水配制而成。
填充树脂砂制备：取陶粒与丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物以10：1的质量比混匀，晾干，得核心料，将硅酸铝、氨基树脂、含氟聚丙烯酸酯加水配成树脂包覆液，树脂包覆液与核心料以1:20混匀，晾干制成；
携砂液与填充树脂砂的挤注施工步骤如下：
立井架，动井口；采用通井规通井，探砂面；冲砂洗井至人工井底，使射孔井段露出，炮眼通畅；上提冲砂管柱至油层上方6m处；装井口或防喷器，连接泵车，作挤注树脂包覆砂施工准备；携砂液与填充树脂砂混匀后经泵车送到井内炮眼附近亏空位置，在地层温度或注入蒸汽条件下，填充树脂砂发生固化反应，形成人工井壁，阻止地层砂随液流流入井筒内。
本实施例中，所述填充树脂砂用量根据下式计算：
Q=πR²×H×ρ
上式中，Q为填充树脂砂用量，g；R为处理半径，cm；根据油井生产情况、渗透率、孔隙度、油井出砂情况，取半径为50-100cm；H为油层有效射程的1/2；ρ为填充树脂砂的体积密度，g/cm3。
本实施例中，填充树脂砂用量为携砂液用量的10%，所述泵车施加压力为5MPa，所述陶粒粒径范围为0.85mm，填充树脂砂的体积密度1.7g/cm3。
实施例3
携砂液制备：按重量比计，取聚丙烯酸钠3%、聚二甲基硅氧烷0.4%、海藻胶0.3%、聚醚多元醇2%加去离子水配制而成。
填充树脂砂制备：取陶粒与丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物以:4：1的质量比混匀，晾干，得核心料，将硅酸铝、氨基树脂、含氟聚丙烯酸酯加水配成树脂包覆液，树脂包覆液与核心料以1:10混匀，晾干制成；
携砂液与填充树脂砂的挤注施工步骤如下：
立井架，动井口；采用通井规通井，探砂面；冲砂洗井至人工井底，使射孔井段露出，炮眼通畅；上提冲砂管柱至油层上方8m处；装井口或防喷器，连接泵车，作挤注树脂包覆砂施工准备；携砂液与填充树脂砂混匀后经泵车送到井内炮眼附近亏空位置，在地层温度或注入蒸汽条件下，填充树脂砂发生固化反应，形成人工井壁，阻止地层砂随液流流入井筒内。
本实施例中，所述填充树脂砂用量根据下式计算：
Q=πR²×H×ρ
上式中，Q为填充树脂砂用量，g；R为处理半径，cm；根据油井生产情况、渗透率、孔隙度、油井出砂情况，取半径为50-100cm；H为油层有效射程的1/2；ρ为填充树脂砂的体积密度，g/cm3。
本实施例中，填充树脂砂用量为携砂液用量的5%，所述泵车施加压力为2MPa，所述陶粒粒径范围为0.282mm，填充树脂砂的体积密度1.6g/cm3。
对比例
在其他条件相同的情况下，将实施例1中填充树脂的陶粒替换为石英砂，制成树脂石英砂，树脂石英砂可用于油井防砂。
实验例
将实施例1的填充树脂砂与对比例的树脂石英砂进行单颗粒性能检测，结果见表1。
表1 不同树脂砂单颗粒的物性指标数据表（常温、常压）
将实施例1的填充树脂砂与对比例的树脂石英砂分别制成岩心，在胶联剂和模拟地层温度作用下，测定不同树脂砂岩心的性能指标，结果见表2。
表2 不同树脂砂岩心物性指标数据表（常温、常压）
根据表1和2可知，实施例1与对比例用相同的树脂和方法包覆，固化温度没有区别，都可以在低温下固化。因为包覆的支撑剂材料耐温性能不同，产生了常温和高温之分，石英砂只能用于常温井，陶粒可用于高温井。由于石英砂本身球、圆度不高，在包覆树脂干燥破碎时，粉尘含量高，一般在15%，而陶粒包覆成的高温改性树脂砂，粉尘含量只有2%，低的粉尘含量可以降低对地层渗透率的堵塞，不会对施工后油井产量造成影响；同时高温树脂陶粒砂球、圆度也可以提高树脂砂的渗透率。
Claims (6)
1.一种油层改造封堵方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量比计，取聚丙烯酸钠1-3%、聚二甲基硅氧烷0.1-0.4%、海藻胶0.1-0.3%、聚醚多元醇1-2%加去离子水配制成携砂液，备用；
（2）填充树脂砂制备：取陶粒与丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物以4-10：1的质量比混匀，晾干，得核心料，将硅酸铝、氨基树脂、含氟聚丙烯酸酯加水配成树脂包覆液，树脂包覆液与核心料以1:10-20混匀，晾干，得填充树脂砂，备用；
（3）立井架，动井口；
（4）采用通井规通井，探砂面；
（5）冲砂洗井至人工井底，使射孔井段露出，炮眼通畅；
（6）上提冲砂管柱至油层上方6-8m处；
（7）装井口或防喷器，连接泵车，作挤注树脂包覆砂施工准备；
（8）携砂液与填充树脂砂混匀后经泵车送到井内炮眼附近亏空位置，在地层温度或注入蒸汽条件下，填充树脂砂发生固化反应，形成人工井壁，阻止地层砂随液流流入井筒内。
2.根据权利要求1所述的油层改造封堵方法，其特征在于：所述填充树脂砂用量根据下式计算：
Q=πR²×H×ρ
上式中，Q为填充树脂砂用量，g；R为处理半径，cm；根据油井生产情况、渗透率、孔隙度、油井出砂情况，取半径为50-100cm；H为油层有效射程的1/2；ρ为填充树脂砂的体积密度，g/cm3。
3.根据权利要求1所述的油层改造封堵方法，其特征在于：填充树脂砂用量为携砂液用量的5-20%。
4.根据权利要求1所述的油层改造封堵方法，其特征在于：所述泵车施加压力为2-5MPa。
5.根据权利要求1所述的油层改造封堵方法，其特征在于：所述陶粒粒径范围为0.282～0.85mm。
6.根据权利要求1所述的油层改造封堵方法，其特征在于：填充树脂砂的体积密度1.6-1.7g/cm3。
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