杏北油田压裂井出砂问题探讨

杏北油田聚驱采出井 压裂出砂原因分析及防砂措施探讨 目 录 一、聚驱采出井压裂出砂原因分析 二、综合防砂工艺技术 三、现场应用效果 四、经济效益分析 五、结论与认识 聚驱采出井压裂是一种非常有效的增产措施。由于压裂后存在出砂问题，给油井正常生产管理带来的危害很大。轻者加速井下工具、设备磨损，降低寿命；重者造成卡泵、油层砂埋、砂堵，需要作业甚至大修才能恢复正常生产。 2003年杏北油田实施聚驱采出井压裂 35口井，其中 10口井有不同程度的出砂现象，正常生产只有 5后实施大修 3口井，检泵 7口。 因此，搞清聚驱采出井压裂出砂的原因，并采取有效的防治措施，对于充分发挥聚驱采出井的压裂效果，降低措施成本，提高聚合物驱的经济效益具有重要意义。 聚驱采出井压裂出砂原因分析 通过砂样检测，发现出砂井的砂样成分并不相同，有的井主要是压裂砂，有的井主要是地层砂，还有的井既有地层砂又有压裂砂。如 裂后筛管堵，取出砂样分析，有 70%为地层砂， 30%为压裂砂。砂样的多样性说明聚驱采出井压裂后出砂有多方面的原因 。 聚驱采出井压裂出砂原因分析 油层的胶结强度与胶结物的种类、数量和胶结方式有关。一般来说，泥质胶结强度小于碳酸盐胶结强度，碳酸盐胶结强度小于硅质胶结强度；对于同一种胶结物而言，数量多则胶结强度大，数量小则胶结强度小。油层的胶结强度与胶结方式也有一定关系，一般来说基质式胶结强度小于孔隙式胶结强度，孔隙式胶结强度小于接触式胶结强度。 聚驱采出井压裂出砂原因分析 杏北油田储层属于泥质胶结，胶结方式为接触式 聚合物驱采出井均开采主力油层，渗透率较高。根据其它油田的统计结果，渗透率越高，岩石强度越低，则油层就越容易出砂。这就决定了聚驱采出井具有易出砂的特点。 2. 出砂与开采条件有关 聚驱采出井压裂出砂原因分析 流体渗流作用对近井地带油层岩石的冲刷力和对颗粒的拖曳力是疏松油层出砂的重要原因。在生产中压差越大，流体的渗流速度越快，流体对井筒附近岩石的冲刷力就越大，也容易引起油层出砂。 2. 出砂与开采条件有关 聚驱采出井压裂出砂原因分析 水量增加 油层水洗程度提高，胶结物被水化、冲走，使岩石强度降低，增加了地应力对颗粒挤压，扰乱颗粒间胶结，引起出砂加剧。 聚驱采出井压裂出砂原因分析 11 14临 界 出 砂 流 速 mL/油粘度 1 流体粘度与临界出砂流速的关系 高粘度流体对砂粒的剪切力拖曳力越大，剥蚀和运移砂粒的能力也越强。油井见聚见效后，采出液含有聚合物，粘度高，临界出砂流速降低，导致油层出砂。 3. 裂缝闭合不好，导致支撑剂回流 聚驱采出井压裂出砂原因分析 压裂后马上投产或扩散时间不合理、压裂液失效等，都可能导致裂缝闭合不好或裂缝中支撑剂破碎率高。起抽时生产压差放大，裂缝中支撑剂回流，这时容易导致射孔炮眼堵死，产油量下降，含水上升。 针对杏北油田聚驱压裂井出砂的原因，经过现场试验和摸索，已形成了一套 “ 防、排、固结合 ” 的综合防砂配套工艺技术。 二、综合防砂工艺技术 二、综合防砂工艺技术 1. 尾追高强度支撑剂压裂工艺 利用核桃壳自身颗粒的抗压强度和特有的可压缩性，摩擦系数大，在裂缝近井筒附近形成 “ 防砂井壁 ” ，并具一定渗透率，使压裂砂不能进入井筒，效果比较明显，成功率高； 二、综合防砂工艺技术 1. 尾追高强度支撑剂压裂工艺 由于增大了支撑剂的平均粒径，使裂缝宽度与支撑剂的平均粒径的比值降降低，从而使裂缝内支撑剂的稳定性增强，防止裂缝吐砂。 二、综合防砂工艺技术 纯石英砂 1 ： 1 2 ： 1 3 ： 1 闭合 压力 （ 导 流 能 力 （ 渗透率 ( 导 流 能 力 ( 渗透率 ( 导 流 能 力 ( 渗透率 ( 导 流 能 力 ( 渗透率 ( 10 254 227 96. 2 255 293 20 206 126 144 166 30 125 57 72 78 40 53 24 34 38 导流能力及渗透率随地层闭合压力的增加而降低；在相同闭合压力下 ， 导流能力 、 渗透率及破碎率随石英砂与核桃壳体积比的增加而增大 。 通过进行核桃壳的破碎率实验 ， 知道核桃壳在闭合压力作用下 ， 主要发生变形基本不破碎 。 石英砂与核桃壳样品导流能力和渗透率实验 二、综合防砂工艺技术 砂工艺技术 防砂泵主要是利用采出液含聚合物具有粘弹性的特点，放大泵的间隙，优化增加防砂槽的数量，降低泵的磨阻，由于防砂槽数量的增加，有一定的防砂效果。 螺杆泵对砂有较好的适应性，在连续不断的运转中，带砂液体通过螺杆泵内腔可将砂粒带走。 二、综合防砂工艺技术 持合理的沉没度 为了避免压后生产压差过大 ， 地层流体流速过快而出砂的影响 ， 使杆管处在合理的工作条件下生产 ， 采取压后调小一级生产参数生产 ，恢复一段时间根据地层供液能力再适当放大生产压差 。 二、综合防砂工艺技术 大限度减少出砂 合理延长扩散时间及压后关井时间：一般水驱扩散时间为 40分钟，为了保证聚驱压裂井裂缝充分闭合，根据经验确定聚驱的扩散时间为 2小时，压裂后尾追核桃壳、陶粒的关井 72小时，尾追树脂砂的关井 96小时。 二、综合防砂工艺技术 大限度减少出砂 压裂前后须探砂面，在压裂后下泵前用至少用50查返至地面清水是否含砂，并取砂样。 坚持口口井检测压裂液的粘度 、 压裂液是否变质 、 支撑剂粒径 、 支撑剂的均匀程度是否符合要求 。 三、现场应用效果 1. 低磨阻防砂泵综合防砂工艺效果 现场试验 16口井，根据不同见聚浓度采用不同级别低磨阻泵标准确定泵的级别，每条缝尾追核桃壳 200 初期平均单井日增液 日增油 三、现场应用效果 2. 抽转螺综合防砂工艺效果 现场试验 3口，每条缝尾追核桃壳 200 初期平均单井日增液 72t， 日增油 23t。 四、经济效益分析 减少出砂作业 9井次，节约作业费用 2003年 平均每口井下防砂筛管 5节， 减少了因作业影响产量 1900t， 获经济效益 则纯经济效益 五、结论和认识 核桃壳自身颗粒的抗压强度和特有的可压缩性，摩擦系数大，在裂缝近井筒附近形成 “ 防砂井壁 ” ，使压裂砂不能进入井筒防砂效果比较明显。 聚驱综合防砂工艺技术现场应用 1