八面河油田常用防砂工艺及选井条件.

1、八面河油田常用防砂工艺及选井条件k工艺研究所措施室二0年九月、出砂的机理及影响因素分析 二、八面河油田防砂形势简介 三、八面河油田主要防砂工艺介绍口口 C D 3 .1、出砂的危青由于油井产出流体中含有地层砂，主要成分是SiO2,硬度高，能使抽油泵阀 座廈损而不密封、阀球点蚀、柱塞和泵缸拉伤、地面何门朱兎.输油泵叶轮严 靈冲蚀。3、套管损坏、油井报废最严重的情况是随着地层出砂量的不断増加，套管外的地层孔穴越来越大, 到一定程度往往会导致突发性的地层坍套管坍部位由于受力失去平衡产 生变形或损坏。严重时会导致油井报废防砂是保障出砂油田止常生产必须的措施！2、出砂的机理一般油层的出砂可分为充填砂和骨

2、架砂，当流体的流速达到一定值时，首先使得 充填于油层孔道中的未胶结砂粒发生移动，油井开始吕砂，随着流速的增加、油井受 力发生变化，油井出砂量增加，当流体的流速和生产压差达到某一定值时，油井发生 剪切破坏，造成岩石结构损坏，使骨架砂变为自由砂，被流体带动着移动，引起油井 大*出砂A剪切破坏机理X t* 力兀1»，实力一!* 石 » ""1 *珀力 I上覆岩层压力由孔隙压力与骨架应 力共同平衡，随开采进行，油藏压力逐 渐降低，施加在岩石骨架上的压力越来 越大，当该力超过岩石的抗剪切应力， 岩石就会被剪切破坏。剪切破坏的主要因素是油藏压力的衰减或生产压差过大.

3、如果油藏能量得不到及时补充或注 水效果差或生产压差超过岩石强度，都会造成地层的应力平衡失稳，形成剪切破坏口口口 can B拉伸破坏机理汶体克向在开采过程中，流体由油藏渗流 至井筒沿程会与地层颗粒发生 摩擦，流速越大，摩擦力越大， 施加在岩石颗粒表面的拖曳力越 大，即岩石颗粒前后的压力梯度 越大，右石就会道受拉仲破坏.流体对岩石的拉伸破坏主要集中在炮眼周围.与过高的开釆速度和过大的流体速度有关.因为炮眼周围的流速远大于地层内部，另外，近井地带流体易脱代，粘度增大，对岩石 赖粒的拖曳力也会增大两种机理同时作用并相互老响剪切引起地g破坏后，地层w粒更容島衽产液拖曳力 作用下发生运移.3、影响出砂的因

4、素a.构造自然因素(1)地质因素b、颗粒胶C、流体忤a.地层爪b、流速对是a层强庵aa的«位，局部内骨集a经 地层埋XK越深，压实作用潮lb胶结强度越 * 不 AHiSt.1、含油饱和度按高，腔结越好.2、g油高，議*由»(" 枯嵩2亠亦弓1£脱导致廩油茁度増大1、含水上升辱巫毛细管力下購 地屋豪度障低1、is亦圧薫汽将环空充填砂挤入地S政港憧 井 |1»石充填帯环J 如时大量地昆砂回址从出说一2、填釆采油速废高，鼻致近井地常地层压降大，(2)开采因素C.含水上d、蒸汽呑人为因素e、I常管压養的主鼻组成分(80»)射扎后各科填充仙辱致

5、扎道扎道压障是生产7 一一应乗取大扎道、K«度肘孔方式降ft流幼阻力，» 低题.完井因素Yb、射孔参数对出砂的圾响一、出砂的机理及影响因素分析二、八面河油田防砂形势简介三、八面河油田主要防砂工艺介绍八面河油田分区分层出砂状况表«段«层«性平均操孔溢透*tt径中值KttftJT出砂8度严*55107ummmP«. 970-2000r> . L<20)0|010-035沙冲粉砂一细砂容1105-1310341170-25000 10-0.119-2100r沙W段1265*141030350*300.10-0.aw 180*10

6、40r沙 LfW砂岩9109603650*4000 12-0.3ff3000*8000fW»W1080*11502720-4000. U-0. 35'2000-8000RIX：沙"粉砂一fW砂W980-10503&10-780#,0；-020 號10-0. 3祇2000-6000r«粉砂一刨砂*1100*115034269*3612000*10000沙 t粉砂砂岩137010-0.311217ra-沙M粉砂-猊域*粉砂胃1190*1980524900.10-0.30264沙Wft粉砂朴16542385262520 10-0

7、.25132-Jk广北沙W段©砂一 All砂W205025100<0,10923««八面河油田储层性质：普遍埋藏较浅，原油粘度较高，岩心疏散，孔隙度 较高，胶结疏松，胶结物含量低，储层易出砂。总体上看：1、除广北区出砂轻微外，其它区块均不同程度出砂2、所有区块沙三段普遍出砂严重，沙四段较轻。3、八面河油田地层砂的粒径中值在0.1-0. Srantt间。 Njlrs丿/癢阴砂怙况统订A丿乂系统计 井数机械阴砂化学防砂耒阴1割阴绕防1淀阴叱阴1涂防1川砂沙三上2321161 1681 2821 656比例91.8562. 6沙170991 0521 411 55

8、比例91.25- 92- 9沙四段1712261 4561 2611 169133比例66.25. 528. 2氏它浪系1301 001 001 0013南区出砂尤为严垂，防砂井数比例岛达82. 3%,浊三上.沙三中油井S本上都需要防砂，沙四段大部分井需要防砂。防砂方式高充483绕防317化防82近£年来主蔓防i砂效果对比成功井次4757287-8有效率*95-49X066.7平均有效期11281329596八面河油田防砂工艺技术的发展经历了三个阶段:时间八面河汕111近年防砂分类统计表时间机械防砂化学防砂水井 防砂汇总启洗循环允 irt绕防绕防滤防逆向 充瑕涂防岛温化防防砂 堵水H

9、YiihJh 化防200612301017005039302272007800613401780023196200810310 501 343A12i0035211200961 113 T35hT8|8|1600025210201032141 14452 1231isl1500043263；总399842308738246515391561110近年来，随着开发的深入，含水上升、蒸汽吞吐热采、井身轨迹复杂对防砂提出了更高要求，绸坯充填、预充填绕防亠水乎题 砂尊新工艺得到广泛推广应用，呈逐年増加的着势。、出砂的机理及影响因素分析二、八面河油田防砂形势简介三、八面河油田主要防砂工艺介绍八面河油田常

10、用防砂工艺技术:四、五、六、绕丝筛管砾石充填防砂技术化学防砂技术复合防砂技术解堵类防砂技术复杂结构井防砂技术热采井防砂技术一.绕丝筛管砾石充填防砂技术:N :原理；利用选定缝隙尺寸的绕丝ffig 下入油井正对出砂油层，然后在绕丝ffi管周 B填入一定粒度的砾石，形逾一个二级拦截 过濾体系，较细的地层砂在充填砾石面上被 阻留”而砾石本身比筛缝大又被阻隔的管 周围，以保证让流体流过而阻挡地层砂进入 井中.使油井既能获得产能又可控制出砂-绕丝筛管充填砾石及筛管尺寸选择砾石的质ft要求：A超大或过小尺寸的颗粒含*不得超过砾石 总质:的2%；»«石的H、球度不低于06,标准土中的涪度

11、小于1%；»砾石试样水浊度不大于50度*A屋微镜观察不能发现两个或两个以上的颗 粒结晶快；»扰破碎试验产生的细頼粒砂质*应符舍要 求-按索西公式"（56） dso-实际地层砂粒度分布范围广.采用：D= （48） djo- 筛缝尺寸应等于*小充填砾石尺寸的1/22/3八面河油田地层砂平均粒径中值为O.lmm,则充填砂砾石亶径为0.408mib筛缝尺寸 为03iMb选择石英砂和陶粒作为充填砾石适用范围:影响产能：粘土容易将砾石层堵塞，降低产屋。1.不仇用厂粉细砂#t （地层砂料径中值V0. 07mm）和話泥质儈蚁的地因为耍防 止粉细砂，则翌求小砾和尺寸，这样砾和层潼透

12、率低，影响产能：粉细砂容易侵入砾仃层, 使砾仃层渗透率严重卜降，2、不适用r-rifj/U井。 丿丄产生粉细砂.堵塞通道，爪力及产呈太高时.髙速液流冲刷作用容易使砾行破碎-产生 降低产Sb3.奁管江径小r5in的小井眼施匸困难，应慎用或不用。仁 对厂多层系油藏.若耍经常调开采的油井应慎用。5.进行火烧汕层开采的待稠汕汕SliX不适介。除了以上条件外.绝大部分汕气井和地层有适宜釆用砾右充填防砂技术施工过程V1（解城、粘土左I定处理）加砂充填砾石（刖管通井.洗井?I井筒处理I匸二>1下入管柱 卜绕防管柱示意图充填工具扶正«油层生产筛管填工具油层生产筛管/顶替压力至12M PaI反洗

13、井丢手"Ii将眇桨从油讲内象入刘达允填I II”转换内竹门皮備卜方的转换孔流出.由皮碗（期卜）的单向密Hfl MJ.迫仗砂浆 沿箝育/给泮坏形空间卜订.并化环彤空仙内逐斷用枳向昨液 通过入翻冲返个允填I !1内、外nzr-ij的火片佈. * ' * I ft -4 * - IKilIII：便阴砂i种1/片内处J中心fVW-以使砾仆'均匀地信匕筹管的竹用：向地雌匚人员提供丿I卜允境情况的伫号-讹 八 >4-1 * - 亠.44 .4 0 ）0?的作山 介:比行片如的环空内储备 部分允境砾仃.W为防 砂卅卅U；砾仃公发工5屯或济蚀亍tt坏空砾仃娛央充填泌I 1炉附：

14、KJQhV趙过*:扎井论仁 卜界?$】.07油以便确保 as皆对卅生严y抉符nm的蝕人利川*. KHU見格二创仏1钿、 6 6m8/4. 8/6. 6m>冲恂 |丿允bli Jlg用成允填通道阡Iz，兔*工貝描砂皮碗正旋转后丢壬充填通道正循环通道出口将的砂浪*入Mlt. M达I从绘转能内竹"皮卜办的转換仇渝出由于皮的向去时件用.迫他砂沿 wy套ft耳形它W角F并堆渐*积，rt）«»«）aiiw«漁入ig金:内.外ffZM的畑K片从皮1. 力劳«札沌出刘达1:«坏彫空何锵垃1诃I'MHu,完的lEM坏允垠.nff

15、M圉它何金«环石境満口.聚斥dWI:升.尾创改及M环猱秤.冼八浪从柚餌恋空何泉入-进 入 i.««*仇錚内 ffft I:厦入 i竹内.将 ft 内笔金的砂 it lib fiiStfcilftKiltft h«nn- iHH«iWi5-25t«- f It头处的儿KKtttt松开.n可宾sj：r分零ttm井.赵hu m几余分及冲苛.2、FS-PT砾石充填工具（投球打压丢手，用于斜度大不能旋转油管的井）（封隔器充填工具，用于热采井3、YFS热采可循环充填工具Rl222歿我：饕嬪序支撑卡瓦封隔胶筒壬/ *施工步骤：1. 卜防砂管林：按防

16、砂管林组介及背林歼?意图卜'到设计位盘装好Jl u：2. 反洗井：推fHOO-SOOL/min,将丿I：内脏物洗心 观察（11UM否畅通：3. 出时：从油管投入3800钢球，打JK8-10-12'15MPar鼻椅压3min.出封后继续打压16-20谱5打 开充填通道进行充塡；4. 充城砾右：tlFttaOOHOOL/min.砂比8驚.最终顶fl乘压15 OMPa：5. 反洗井：IIW：400-500L/min.返出液不儈砂后停止洗井：6. 去T:上捉杵至悬敢，止转汕ff 10-20圈去于.去于后越出防砂林。常用绕防工具：K FSTFT砾石充填工具（旋转油管丢手，用于斜度小的井）

17、 'j影响绕丝管防砂失效因素分析:K施工过程中出现的各种问题导致环空未充填好（负压、砂桥、防 秒管柱不居中等现象）。导致二级防砂屛障只剩下饶丝筛管一级防砂屛障。2s防砂管柱质量问题导致穿孔（盲管生锈穿孔.筛管被砂砾击穿）°3、注蒸汽吞吐热釆时蒸汽对环空砂的冲刷、溶蚀导致砂量大幅减少, 挡砂屏障失效，极易引起出砂八面河油田常用防砂工艺技术:绕丝筛管砾石充填防砂技术化学防砂技术复合防砂技术四.解堵类防砂技术五.复杂结构井防砂技术热采井防砂技术二、化学防砂技术1水带干灰砂防砂技术（水防）2、树月旨涂敷砂防砂技术（涂防）3、高分子聚合物抑砂技术（固砂）4、HY化学防砂技术K水带干灰砂

18、防砂技术（水防）原理：以水泥为胶结剂，以石英砂为支撑剂，按比例在地面搅拌均匀，用 務砂液携至井下挤入套管外已出砂地层，凝固后形成具有一定强度和渗透性的 人工井壁，防止地层出砂-适用范围：A适用于已出砂的油、水井防砂；适用于多油层、高含水油井防砂：A适用于防砂井段在50in以内的油、水井防砂;A适用于低压油、水井后期防砂。缺点：造成的堵塞较为严重，对单层产量的制约可达50%,目前主要用于水井防砂.3 tn Q Q a .1、用料设计A、配方：油井水泥：石英砂=1：（1525）（重量比.根据地层情况而定）用量：每米射孔井段按2t设计水带干灰砂防砂示意图2、M工过程（刮ff-通井、洗井）防砂管柱40

19、-60m（砂比10驚）层人工井底携砂液携带 水带干灰砂1999-2010年水防施工工作量统计表时间附区北区"计井次屁功成功井次成功湎广井次成功井次血功率驚199911111111100. 020003131113232100. 02001191822212095. 220021111*717111919100. 0200311111111100. 020041?151118168& 9200519182222232295. 72006161633112020100. 020077722111010100. 020081212411616100. 020091111221313

20、100. 020101414221616100. 0舍计17917524247721020698, 1成功率97. 8100100平均有效期1058天水防具有在效期长、成功率高的特点，并且井下不留防砂管柱，可以 满足分注、测试、洗井需要，减少大修拔机械防砂管柱的工作量，缩短 作业周期，适合于在八面河油田注水井上应用。n 口口匚匸口 u影响水防失效因素分析:井底流动压差过大导致作用在挡砂屏障上的剪切应力过大，从而导致水 防形成的人工井壁被破坏。原因（井底压力波动，如压力突升突降等），因 此在日常管理中应注意控制水井井底压力变化。2.树脂涂敷砂防砂技术（涂防）1原理：在一定粒径的石英砂表面通过物

21、理化学方法均匀涂敷一层树脂，在常温 下经过干燥、碾压、过筛尊生产过程， 成为不发生粘连的稳定颗粒。树脂涂敷 砂通过携砂液挤入地层，在地层温度、 压力及催化剂尊条件作用下，涂料砂外 表面的树脂发生软化，使接触的颗粒相 互粘结，并逐渐固化，形成具有一定强 度和良好港透性的人工井at从而記到 防砂作用。树脂涂敷砂性能指标表观棕黄色或黄色密度(g/cm)145±002粒径（mm）0.4*0.890%固结温度（匸）45抗折a度（MPa）225抗压®度CMPa）工50涂a率（%）之9&5渗透率（um2）>20 口 口口 口 n涂防榕点;防具有施工简单、解放井筒.保持地层原

22、始渗透率的特点, 尤其适用于早期低含水.含气少的井，对防细粉砂井效果好于绕防。适应性：1、适用于每米油层出砂量50L的油、水井早期和中后期防砂，对新射 开油层必须先进行吐砂后再防砂；2、油层温度高于50*C；3、射孔井段小于40m,层厚小于25in,且射开层中无泥岩夹层，层间差异 越小越好（大多数文献推荐处理井段不超过20m）；4、沉砂口袋不小于lOm。涂料砂防砂示意图试 挤I: V"!ki-携砂液携 带涂料砂防砂管柱30-50mI加携砂液及固化剂1I地层压力上升2 MPa以上I人工井底顶替11关井反应111钻塞后下泵投产1B竺1999-2010年涂防旅工工作量统计表时间井次MJL成

23、J ,)1 ；14!< 成功U)1次1成功1泡丿1次60fril 戒功)1 ”；48成功冷毛, sao1999452000403286483879 22001685?8一C'1 46483120021612001117137& 52003546511981. 820049455141285.7200511965171482.42006843121083. 3200：128551?1376.52008963312975.020091111100.0201011104彳151493.3合计23518959503229724181. 1成功率*80.484. 7667平均有效期

24、695天K涂料砂质量问题、施工问题等导致加砂困难或涂料砂都被带入地层, 未在近井地带形成较好的人工井壁。2、小层数多、渗透率级差大、井段长，导致油层进砂不均，未能形成有效人工井壁。3生产压差过大导致作用在涂料砂层的剪切应力大而破坏人工井壁，因 此对于涂防井在后期的生产中必须严格控制压差生产。口口 C 3 口 -3、高分子聚合物抑砂（简称抑砂或固砂）技术As抑砂机理水介质中的粘土和砂岩表面均带负电荷，阳离了聚丙烯R胺通过其聚合物长链上的阳离子与砂岩和粘土颗粒带负电荷的表面相互作用，长链聚合物可以与多个粘土或粉砂颗粒相互作用而把它们连接在一起，使颗粒间引力增加，从而起到很好的砂岩稳定作用。高分子聚

25、合物抑砂示意图高分子聚合物分子链大.小颗粒地层砂适用范围适用范围:A采出程度低，原始渗透率高，渗透性能好，日产液*大于20曲;有注水井补充地层能量，液面高.波动不大;»地层出砂不严重或防砂后仍出少量粒径最好小于0. Imn细粉砂。该工艺只能抑制细粉砂和细小颗粒的运移，对出砂*小或不严重的井较 适用，防砂程度较低。2004-2010年高分子聚合物抑砂施工工作量统计表耶«jyWH令计沙-x沙冲上沙冲沙we沙1辗汐：上莎沖ft匚虑功ttl成功KT成功ttl；刎ftr戍功»rdUftifir阪功«1：ttl翊tT2004212133432221151173.32

26、0052232112122212210151173.32006424250.0200721113266720086220111193131261453.820091121114375.0201022214375.0含计13611511818144442224241714664.8it 功*%6t545.571777.8100.050.0100.050.025.0平60.076.910).037.52004年以来，应用71井次，成功率为64. 8%.平均有效期为260天。4、HY化学防砂技术原理：HY化学防砂，是多种树脂混合+【古I和纤维材料复合而成，尚砂剂在 一速条件卜聚合成长高分了链的线型或

27、网状克分子聚合物，在砂粒Z间形 成一层很薄的胶介物，将砂粒牢周地胶结在起，从而达到防砂的R的。固相纤维填充已亏空的地层堆积于井壁附近固结填充堆积井壁附近的固相材料，在井壁 附近形成挡砂人工井壁I!液相高分子胶结材料卜的砂粒运移流入井筒固结井壁附近分散的砂粒，避免井壁附近适用范围:2>3、适用于已出砂的水井防砂; 适用于粉细砂岩油层防砂;适用于多油层水井防砂-工艺特点:2、3、4、防砂材料配制后具有低粘度易泵送。适用温度范围广（适用30-909的油层）。 施工简单，现场施工成本低。固化时间可调。施工工艺:冲砂洗井f管柱（油层顶界20皿）f清洗地层f挤防砂材料f顶替f 关井反应2小时一钻塞-

28、下泵生产2004-2010年HY化学防砂工作量统计表应用100井次，平均有效期为436天，成功率为83. 0%0其中水井应用86井次, 防砂成功率为95.2%,油井只有42.8%。因此该工艺适合于水井防砂，有效期长， 成功率高.而油井层多，层间差异大，后期生产压差大，成功率较低1:1八面河油田常用防砂工艺技术:四、五、六、绕丝筛管砾石充填防砂技术化学防砂技术复合防砂技术解堵类防砂技术复杂结构井防砂技术热釆井防砂技术三、复合防砂技术序号1井号J5-X14O展位时wVA/JKtt. m/»防砂工艺S,上务1997. 128 2/2»防*铳防涂防加压力20MP2J6-XS91S2

29、上51997. 124. 4/1XB5*«tP5-水R9te0*20?» S力20UPa3J5-X55S,上5,仁31996. 112. 8/3鼻防.潦R9加砂deS £力20MP*44-6-21S广2i1998. 312. 2/2涂防加砂Sl6ni'S力21MPaSJ4-X10S广2、1998. 32 6/1涂防加砂*10|3£力21MPII6J12-X30S芒61998. 45. 0/1涂防加&*3bS力20MPa74-7-182S2,1998. 49 6/3涂功加砂*20? S力20MPa8J5-X62Si*2i1998. 48.

30、0/1涼肪+鏡防.涂叨S 力 20MPn94-4-15Sa*2a1998. 514 8/47<IW*SBB5 -水£E 力 22UPa102-7-3Sa 上 4»1998. 58. 8/2浊防加砂S力20HPa1110 73i*3i1990. S3. 0/1徐 20? - s±r20UPn12J5-X17OS上4 b1998. 64. 0/1a»E5*«B5.洽防g力2gMP<t13G3-X19S上X1999. 27.4/2圧力20MP<l144-4-273Sa1999. 33 6/2涂叨加砂S力20MP&15J5-X

31、531999. 47. 2/3»R9+統防.涂防加S力ISMPtt162-11-7s久上齢2000. 66 8/2涂 B92nQ*3KDr 圧力 ISUPa174-6-87Sa 上 1,2001.e8 0/2涂RVfiD砂SL6n? S力20UP&18J5-X91S'上 Sy2001.75 0/2ffi20MPa 1 9J5 13St *2,2002. 123. 2/2现场应用19井次，形成地层人工井壁、绕丝筛管环空和筛丝筛管三级挡砂屏障, 防砂成功率达到100%.该工艺适合地层压力高，化学防砂加不进砂或加砂量少不能形成有效人工井壁的 井，地层出砂严重亏空较大的井，目

32、前被高充和压裂防砂替代，应用较少.四、五、六、&2ft：绕丝筛管砾石充填防砂技术化学防砂技术复合防砂技术解堵类防砂技术复杂结构井防砂技术热釆井防砂技术四、解堵类防砂技术原理：在防砂的同时，釆用物理或化学的方法解除地层污染和堵塞，达到增 产和防砂的双重目的。适用范围：存在有机或无机堵塞的油井渗透率较低或稠油井施工层与水层距离要10m,边底水活跃的慎用高充和压裂防砂 对多层系油藏要慎用，要求防砂层数不超过4层其它条件与绕防类似A、BsC.D、E.配套工艺A、解堵或酸化+绕丝筛管砾石充填防砂（解堵防砂）技术在绕防前后，根据地层不同堵塞原因，采用不同的解堵方法，达到解堵和防砂的双重目 的。施工

33、工序：在绕防循环充填前或后挤入解堵液，再进行绕防施工.压裂+绕丝筛管砾石充填防砂（即压裂防砂）技术用压裂液压开地层，形成裂缝，并在裂缝中充填填充物，形成高渗流通道，然后再进 行绕防施工.施工工序：先进行压裂在进行绕防施工G高压砾石充填防砂（即高充）技术在高于地层破裂压力的条件下，将充填砂携带至地层和筛管与套管环形空间，形成高 渗透、大半径的挡砂屏障，达到解堵防砂和双重目的压裂防砂工作量统计表彤号井号M工时间處位厚/C BJS9k. SMHS力.MPa1J4-X42000.8SF5,411512-25212O5X42002. 8S.li1211016-503120-4-P72003.1s丄271

34、2717-254120-3-X102003.9S广3S.1,26423012-255I2O-5-X42003.8S41211813-246120-5-X102003.1S411* J1611615-287120-4-102003.3S4 h *13.821515-25812O-3-X62004- 1S.b1011816-259120-3-X102004. 1S3S丄26. 423512-2510138-10-X182004. 4S.2,6632618-3011138-5-X52005.9S,2,311618-2512138-22005-9S<2.421816-251336-X52007. 4Sqlg16. 223515-241414-18-192007- 8sa.3422018-271514-10-X2332008. 75221615-2416120-1-1212008.11s丄11- 613810-20现场应用16井次，成功率为100%.主要在中低港透热采效果差的稠油井上开 展，由于施工式艺复杂，成本高，实廉后效果与高压充填基本持平，因此推广应 用规模较小-2002-2010年高压充填防砂工作量统计表:i <Ul<