疏松砂岩油藏防砂技术的应用

疏松砂岩油藏防砂技术的应用

1防止地层出砂通过收集和缓慢释放地层中的水流，通常将层中的砂粒带到井中。防砂就是控制井壁处“承载骨架砂”,保证地层稳定。如何准确有效的防止地层出砂,使地下油气资源顺利的采出成为油田一直探究的问题。数年来,随着防砂技术的不断完善,逐步形成了以机械防砂和化学防砂为主的防砂工艺技术。1.1油田机械防砂发展趋势机械防砂是把机械(过滤)装置下入油井,阻挡地层砂进入井内,而允许地层液体流入井筒,以达到产油、防砂的目的。机械防砂又可分为两大类:(1)防砂管柱挡砂;(2)绕丝筛管砾石充填防砂。目前这两类防砂技术已经普遍在各油田得到较好应用。机械防砂技术在油田有着广泛的应用前景。随着新科技、新材料的发展,机械防砂技术也在不断的发展之中,并在部分油田得到了广泛应用。结合各大油田开发现状,机械防砂主要趋向于以下几个方面发展:(1)对于出砂严重、生产压差大的直井、定向井,多采用绕丝筛管砾石充填防砂;对于出砂不太严重或大斜度井、水平井,多采用防砂管防砂;(2)砾石充填趋向于正循环挤压充填,尤其是高压大排量正循环挤压充填,以提高炮眼内和筛管环空砾石充填密实程度,减少对地层的污染;(3)适用于大斜度井、水平井裸眼或管内防砂的新型防砂管不断出现,主要有膨胀筛管及各种多层复合防砂管;(4)水平井砾石充填防砂已进入成熟期,采用旁通砾石充填法,砂浆在筛管环空出现的“砂桥”前面的分流管进入,从“砂桥”后面的分流管流出;(5)压裂充填防砂技术显示了巨大的优势;(6)复合射孔防砂技术为防砂提供了一个新的选择。1.2新型化学防砂剂化学防砂是将化学药剂注入地层,将疏松的地层砂颗粒胶结起来,形成具有一定强度和渗透性的挡砂屏障,从而达到产油、防砂的目的。该方法的优点是施工简单,井筒中不留任何机械装置,可用于多层完井和小直径井防砂。化学防砂大致分为三类:(1)人工胶结法;(2)人工井壁法;(3)其它化学固砂法:如氢氧化钙固砂、四氯化硅固砂、水泥-碳酸钙混合液固砂、聚氯乙烯固砂和氧化有机物固砂法等。由于经济成本及防砂成功率较低等现实条件的制约,与机械防砂相比,目前化学防砂还没有较好的得到大范围推广和应用。研究廉价实用高效的新型化学防砂剂及其工艺技术成为开发疏松砂岩油藏的必然趋势。主要研究方向和发展趋势包括以下几方面:(1)研制开发既可在低温又可在高温条件下固化且固结强度较高的各类有机或无机胶结剂;(2)完善和改进防砂用的各类助剂,如偶联剂、稀释剂、分散剂和乳化剂等,以满足特殊地层的防砂要求;(3)优化组合胶结剂、防砂助剂和其它入井流体的配伍性,较好的处理防砂作业和其它作业之间的矛盾;(4)根据油藏物性特点、井筒条件、生产条件和作业条件等具体情况,继续完善复合防砂技术;(5)重视出砂预测技术和防砂基础理论的研究,同时对防砂效果进行准确有效的评价;(6)在降低防砂综合成本,延长防砂有效期等方面加强科研力度。2树脂涂层砾石挡砂法为响应新时期下油田发展的需求,各技术专家针对防砂工艺发展趋势,从不同角度进行了新型防砂技术研究,并取得了一定的应用效果。谷国栋针对孤岛油田粉细砂岩油井用绕丝筛管防砂易堵塞的问题,提出了分级砾石充填防砂工艺。其防砂工艺机理是:(1)对地层进行预处理,使油层近井地带疏松带粉细砂以及易堵塞井筒的泥质排入井筒;(2)对地层挤入高粘、带有正电荷的防膨液,这种防膨液和地层带有负电荷的微小颗粒结合成较稳定的深层地层结构,组成第一道挡砂屏障;(3)向地层挤注一定粒径的树脂涂层砾石和外固化剂,在地层温度和树脂涂层内外催化剂的作用下,胶结成较高强度、高渗透的砾石人工井壁,阻挡住较稳定的深层地层微小颗粒带,成为第二道挡砂屏障;(4)在油层部分下入不锈钢绕焊筛管(滤砂管)及配套井下机具,在筛(滤)套环形空间充填质量高、圆球度好的高渗透的石英砂,形成稳定的砾石充填层。通过树脂涂层砾石阻挡地层粉细砂带,高渗透石英砂阻挡树脂涂层砾石,绕丝筛管则阻挡住充填的砾石,从而形成逐级挡砂过滤屏障,最终达到防砂、高产目的。中国地质大学张纪双针对胜利油田树脂涂敷砂防砂适应的地层温度一般要高于60℃,不能满足低温油藏防砂需求的问题,研制出了以硫铝酸盐为主要成分的低温固砂剂,并将之现场运用于垦东32块,取得了较好效果。中国石油大学耿娜娜为解决稠油热采中高温防砂出现的难题,以无机硅酸盐为主要原料研制出了一种改性硅酸盐固砂剂。此种固砂剂具有固结强度高、适用温度范围宽、成本低廉、绿色环保等优点,应用前景较为广阔。3国内防砂技术方向发展建议在机械防砂与化学防砂技术已趋于成熟的条件下,伴随着我国经济的不断发展以及各油田间的相互合作,追求最低廉的工艺成本,实现通用防砂工艺的应用乃是今后发展的主要目标。通过大量国内外文献及现实工作的考察,目前对地层出砂机理及影响因素的认识已趋于成熟。这里所说的通用防砂工艺便是以地层出砂机理及影响因素为基准点,并参考国内外现有防砂工艺的进展及应用,来研究更加细化的防砂工艺,以适应不同油田相似油藏类型的防砂。比如针对不同级别砂岩类型、针对不同温度地层、针对不同厚度地层、针对不同酸碱条件地层等,研究出相配套的防砂工艺,来满足不同油田防砂的需求。(1)最大化降低原料成本;(2)研制出针对粗砂岩、细砂岩、粉砂岩的成熟防砂技术;对于中、高含水油田来说,对剩余油的有效开采已成为提高油气产量的重要目标,因此研究出成熟的粉细砂岩防砂工艺更是当务之急,最为直接的原因是油田开发中后期砂岩沉积地层剩余油往往分布在物性较差(粉细砂岩)部位(如图1所示);(3)研制出针对不同温度地层(高温、中温、低温)的成熟防砂技术;(4)研制出针对不同厚度地层的成熟防砂技术;(5)研制出针对不同酸碱性地层的成熟防砂技术;(6)研制出针对不同类型井(直井、斜井、水平井等)最优防砂技术;(7)研制出更加抗老化的化学防砂原料;(8)积极探索地层出砂的其他影响因素,并有针对性的研制出新型防砂技术。当然,对于较为复杂井,还需要各通用化工艺之间的进一步结合与渗透。防砂工艺之所以朝向通用化方向发展,除防砂切实需要外,还主要涉及到两个经济方面的原因:(1)海外市场存在的必然。改革开放后,我国各行业已通向国际化,石油行业也不例外,如何运用低成本且具有针对性的防砂技术势必成为未来的发展目标。(2)打造