CN1414209A

CN1414209A - 一种油水井复合防砂方法

Info

Publication number: CN1414209A
Application number: CN 02135705
Authority: CN
Inventors: 韩荣山; 李文生; 陈造峰; 孟维斌; 白明友; 李勇林; 王维刚; 隋广海
Original assignee: Chemical Branch Fangyuan Science Industry And Trade Co Ltd Shengli Oil Fie
Current assignee: Chemical Branch Fangyuan Science Industry And Trade Co Ltd Shengli Oil Fie
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2003-04-30

Abstract

本发明公开了一种油水井复合防砂方法，是一种高压充填化学剂和人工砂的特殊防砂新技术。其主要技术特征是用高压泵在大排量化学剂和水的携带作用下，把覆膜砂泵入油水井亏空带或已经过前置处理而形成的裂缝及微裂缝的出砂储层中，然后泵入能够强化覆膜砂在储层相对稳定状态下固结的复合致孔剂，在井筒外形成具有高强度、高渗透性的多层阻砂屏障，达到防砂增产增注的目的。其主要优点是：适用出粗、中、细砂的各种深度的油水井，解决了40～55℃低温覆膜砂固结强度低的难题和多油层、非均质地层、大跨度、侧钻井防砂的难题，施工后井筒内不留任何井下工具，减少了后期处理作业费用，还可用于斜井、裸眼井、老井及套管损坏的井，成功率高、有效期长。

Description

一种油水井复合防砂方法

(一)技术领域

本发明涉及到油田从井中开采油、气、水的方法，属于油、水井防砂技术领域，具体而言是一种油水井复合防砂方法。

(二)背景技术

在石油开采中，油、水井出砂危害极大，若砂埋油、气、水层，则使油、气井停产，水井停注，井下作业、设备维修或更换频繁，生产成本增大。若大量出砂，则使地层严重亏空，在储层套管外易形成空穴，引起地层坍塌、套管破裂变形，甚至使井报废。因此，对出砂井进行防砂是保证油田正常生产的首要措施。目前油、气、水井防砂主要分为化学防砂、机械防砂和复合防砂等几大类。化学防砂主要是向出砂层挤各类固砂剂、阻砂物而达到防砂目的，适用于少量出砂井的早期防砂，大部分效果不理想，有效期短，对储层堵塞较严重，目前已很少单独采用化学防砂。机械防砂具有适应范围较广、成功率较高、成本较低的优点，但其施工复杂，不适用于跨度大于50米、出细砂的储层，一旦施工失败，后期处理复杂，作业成本高。复合防砂是近几年发展起来的新的防砂工艺技术，具有化学防砂和机械防砂的双重优点，克服了某些缺点。检索发现3篇相关专利文献：“疏松的岩地层的防砂工艺方法”(96115681)、“油井人造井壁防砂工艺技术”(00110413)、“复合陶粒人造岩层防砂技术”(96120794)。这些专利技术虽然各有所长，但不适用于超过1500米的中、深井和40℃～55℃的低温井，只适用少数油、水井的防砂。

(三)发明内容

鉴于已有技术的上述缺点和不足之外，本发明的目的就在于提供一种与众不同的PCS油水井复合防砂方法。其中“P”代表“高压充填”，“C”代表“化学剂”，“S”代表“人工砂”。也可称为“高压充填化学剂和人工砂防砂技术”。

上述目的是由下述技术方案实现的：

①施工方法

先通过大排量泵挤入前置液，利用水力能量，在储层形成人工裂缝、微裂缝，或把近井的污染带冲洗干净，或通过化学解堵和溶蚀加混气水强排的方法，把近井地带的砂层骨架结构部分溶蚀、破坏，形成若干条高渗通道。再用携砂液携入覆膜砂及石英砂(或直接携入覆膜砂)，使覆膜砂在近井地带的通道中及井壁周围堆积。然后再泵入复合致孔剂，形成具有高强度、高渗透性的多道阻砂屏障，防止了储层亏空造成的边缘剥蚀出砂，同时又把地层深部的流砂阻挡在人工井壁以外，既起到了防砂作用，又达到了增产油、气的目的。针对不同的井况，上述施工方法可作适当调整，但基本工艺特征不变。

上述前置液是由活性水、防膨剂和表面活性剂复配的一种油层保护液。

上述携砂液是防膨剂和表面活性剂的复合液。

上述复合致孔剂是表面活性剂、酸、三羟甲基苯酚及其衍生物复配而成。

上述覆膜砂是在经酸洗后的石英砂表面涂敷一层树脂及添加剂。

上述防膨剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺或其它聚阳离子。表面活性剂为OP系列或其它非离子表面活性剂。树脂为酚醛树脂或环氧树脂。添加剂为六次甲基四胺等可提供醛基之物质。

②施工工序

本发明的施工工序依次是：探冲砂、通井、套管试压、下防砂管柱、安装井口装置、防砂施工、关井候凝、钻冲砂、恢复生产。

探冲砂——要求至防砂层以下一定位置或人工井底(灰面)。

通井——下小于套管内径6～10m的通井规通井至预防层以下。

套管试压——对预防层以上所下的封隔器试压，压力小于等于施工限压。

下防砂管柱——下光油管至预防层以上10～200米，或下水力锚及封隔器至预防层以上2～20米。

安装井口装置——安装耐压为施工限压1.2倍的高压井口，并用钢丝绳加固在地锚上。

防砂施工——这是本发明的核心关键工序。本工序又可分为五道工序：地面流程试压(压力为施工限压加5Mpa)、挤(泵入)前置液、挤(泵入)携砂液、挤(泵入)复合致孔剂、挤(泵入)顶替液(清水或地层污水)。

关井候凝——关井4～6天候凝。

钻、冲砂——要求钻、冲砂至预防层以下或人工井底(灰面)。

恢复生产——生产初期1-15天，采液强度控制在0.5～1.0m³/d.m内；16-30天，采液强度控制在1.0～2.0m³/d.m内；31天以后正常生产，每天做一次含砂分析、观察防砂效果。

③施工设备

本发明所用的注入设备为油田专用的700型水泥车及以上的高压车组，或符合以上要求的其它泵组。主要由储液罐组、砂罐组、混砂车、高压泵组、低压管汇、高压管汇和调节阀组成。储液罐组包括前置液罐、携砂液罐、复合致孔剂罐和顶替液罐，各罐经过一个调节阀用低压管汇与混砂车连接。砂罐组由1～4个装有覆膜砂的罐组成，也各经过一个调节阀用低压管汇与混砂车连接。混砂车的出口用低压管汇与高压泵组每台泵的进口连接。每台高压泵的出口都用高压管汇与井口装置连接，并受一个调节阀控制。

上述注入设备中的高压泵组由2～6台高压柱塞泵组成，总排量大于1.5m³/min，工作压力0～60Mpa。混砂车供液能力大于1.5m³/min。

本发明与已有技术对比，其主要优点是：

1、适用于出粗、中、细砂粒的各种深度的油、水井。

2、解决了40～55℃之间低温覆膜砂固结强度低的难题。

3、施工后在井筒内不留任何井下工具，减少了后期处理的作业费用。

4、适用于原油粘度小于6000厘泊并严重出砂井、斜井、裸眼井、老井及套管损坏井的防砂。

5、解决了多油层、非均质地层、大跨度、侧钻井防砂的难题。

6、成功率高、有效期长，一般在1～5年，有的长达10年。

(四)附图说明

附图1是本发明的施工工序方框图。

附图2是本发明的施工设备布局及流程图。

附图2中，1是储液罐组，2是砂罐组，3是混砂车，4是高压泵组，5是低压管汇，6是高压管汇，7是调节阀，8是井口装置。

(五)具体实施方式

针对不同井况，介绍三个实施例如下：

实施例1：对于胶结疏松的砂岩地层，先通过直接泵(挤)入前置液的方法，利用水力冲击能量，冲洗近井地带；再用携砂液携入一定量的覆膜砂(或其它人工砂)，使其在井壁附近的空穴中堆积；最后泵入复合致孔剂，在其强化固结作用下，形成具有高强度、高渗透性的人工砂拱，达到防砂增产目的。

实施例2：对于储层污染严重或胶结致密的井，先采用化学解堵和溶蚀加混气水强排、前置解堵液预处理地层措施，疏通近井地带的堵塞，并形成一定的空穴；再利用液体携砂的能量，使人工砂在井壁附近形成高渗透性的砂拱，达到既防砂又增产增注的目的。

实施例3：对于胶结很致密并且出砂的储层，先通过水力压裂的方法使储层形成人工裂缝；再泵入覆膜砂充满裂缝和炮眼之间，使以前的径向流变为直流线(流体先流入裂缝，后从裂缝注入井筒)；最后在复合致孔剂的作用下，固结在裂缝中的砂墙不但挡住了地层砂，又能提高地层的导流能力。

如附图1所示，本发明的施工工序依次是：探冲砂、通井、套管试压、下防砂管柱、安装井口装置、防砂施工、关井候凝、钻冲砂、恢复生产。其中“防砂施工”是本发明的核心关键工序，该工序又分为五道工序：地面流程试压、挤前置液(A液)、挤携砂液(B液)、挤复合致孔剂(C液)、挤顶替液(D液)。

如附图2所示，本发明的施工设备主要由储液罐组1、砂罐组2、混砂车3、高压泵组4、低压管汇5、高压管汇6和若干调节阀7组成。储液罐组1包括前置液罐(A)、携砂液罐(B)、复合致孔剂罐(C)和顶替液罐(D)，各罐经过一个调节阀(7)用低压管汇(5)与混砂车(3)连接。砂罐组(2)由两个装有覆膜砂的罐组成，也各经一个调调节阀(7)用低压管汇(5)与混砂车(3)连接。混砂车(3)的出口用低压管汇(5)与高压泵组(4)每台泵的进口连接。每台高压泵的出口都用高压管汇(6)与井口装置(8)连接，并受一个调节阀(7)控制。施工过程中，储液罐组1的携砂液(B液)是与砂罐组2的覆膜砂同时进入混砂车3，进行搅拌混合后再由高压泵组4从井口8挤入井下。其余A、C、D液都经混砂车3单独进入高压泵组4，再由泵注入井下。

Claims

1.一种油水井复合防砂方法，是高压充填化学剂和人工砂的特殊防砂工艺技术，其特征体现在三个方面：

①施工方法：

先通过大排量泵挤入前置液，利用水力能量，在储层形成人工裂缝、微裂缝，或把近井的污染带冲洗干净，或通过化学解堵和溶蚀加混气水强排的方法，把近井地带的砂层骨架结构部分溶蚀、破坏，形成若干条高渗通道，再用携砂液携入覆膜砂及石英砂(或直接携入覆膜砂)，使覆膜砂在近井地带的通道中及井壁周围堆积，然后再泵入复合致孔剂，形成具有高强度、高渗透性的多道阻砂屏障，防止了储层亏空造成的边缘剥蚀出砂，同时又把地层深部的流砂阻挡在人工井壁以外。

②施工工序

其施工工序依次是：探冲砂、通井、套管试压、下防砂管柱、安装井口装置、防砂施工、关井候凝、钻冲砂、恢复生产，其中防砂施工是本发明的核心关键工序，又可分为五道工序，即地面流程试压、挤(泵入)前置液、挤(泵入)携砂液、挤(泵入)复合致孔剂、挤(泵入)顶替液。

③施工设备

主要由储液罐组(1)、砂罐组(2)、混砂车(3)、高压泵组(4)、低压管汇(5)、高压管汇(6)和若干调节阀(7)组成，储液罐组包括前置液罐(A)、携砂液罐(B)、复合致孔剂罐(C)和顶替液罐(D)，各经过一个调节阀(7)用低压管汇(5)与混砂车(3)连接，砂罐组(2)由1～4个装有覆膜砂的罐组成，也各经一个调节阀(7)用低压管汇(5)与混砂车(3)连接，混砂车(3)的出口用低压管汇(5)与高压泵组(4)每台泵的进口连接，每台高压泵的出口都用高压管汇(6)与井口装置(8)连接，并受一个调节阀(7)控制。

2.根据权利要求1所述的一种油水井复合防砂方法，其特征是前置液是由活性水、防膨剂和表面活性剂复配的一种油层保护液，携砂液是防膨剂和表面活性剂的的复合液，复合致孔剂是表面活性剂、酸、三羟甲基苯酚及其衍生物，覆膜砂是在经酸洗后的石英砂表面涂敷一层树脂及添加剂。

3.根据权利要求2所述的一种油水井复合防砂方法，其特征是防膨剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺或其它聚阳离子，表面活性剂为OP系列或其它非离子表面活性剂，树脂为酚醛树脂或环氧树脂，添加剂为六次甲基四胺等可提供醛基之物质。

4.根据权利要求1所述的一种油水井复合防砂方法，其特征是高压泵组由2～6台高压柱塞泵组成，总排量大于1.5m³/min，工作压力为0～60Mpa，混砂车供液能力大于1.5m³/min。