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出砂及防砂
1.出砂简介
出砂是由于油气井开采和作业等综合因素造成井底附近地层破坏,导致剥落的地层砂随地层流体进入井筒,而对油气井生产造成不利影响的现象。
出砂的危害:
☐减产或停产作业:
油、气井出砂最容易造成油层砂埋、油管砂堵,地面管汇和储油罐积砂。
沙子在井内沉积形成砂堵,从而降低油井产量,甚至使油井停产,因此,常被迫起油管清除砂堵、清洗砂埋油层,清理地面管汇和储油罐。
其工作量大,条件艰苦,既费时又耗资。
即使这样,问题也还没有最终解决。
恢复生产不久,又须重新作业。
☐地面和井下设备磨蚀:
由于油层出砂使得油、气井产出流体中含有地层砂,而地层砂的主要成分是二氧化硅(石英),硬度很高,是一种破坏性很强的磨蚀剂,能使抽油泵阀磨损而不密封,阀球点蚀,柱塞和泵缸拉伤,地面阀门失灵,输油泵叶轮严重冲蚀。
使得油、气井不得不停产进行设备维修或更换,造成产量下降,成本上升。
☐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增加,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地层坍塌。
套管受坍塌地层砂岩团块的撞击和地层应力变化的作用受力失去平衡而产生变形或损坏,这种情况严重时会导致油井报废。
☐安全及环境问题:
意料之外的由于出砂引起的管道渗漏或设备失效还会引起严重的安全问题和溢出事故,尤其是在海上或陆上有水的地方。
此外地层砂产出井筒,对环境会造成污染,尤其是海洋油、气田更为环境保护法规所制约,所以油、气井防砂不仅是油、气开采本身的需要,也是环境保护的需要。
2.出砂机理理论基础
地层出砂的影响因素
油层出砂的原因可以归结为两个方面,即地质条件和开采因素,其中地质条件是内因,开采因素是外因。
2.1内因—砂岩油层的地质条件
(1)应力状态
在其它条件相同的情况下,油层埋藏越深,岩石的垂向应力越大,井壁的水平应力相应增加,所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏,从而引起在采油过程中油层出砂,甚至井壁坍塌。
(2)岩石的胶结状态
油层砂岩的胶结方式主要有三种(图1-1),容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主,其胶结物数量少,而且其中往往含有较多的粘土胶结物。
图1-1油层砂岩胶结方式示意图
a—基底胶结;b—接触胶结;c—孔隙胶结
(3)渗透率的影响
实验和生产实践证明,当其它条件相同时,油层的渗透率越高,其胶结强度越低,油层越容易出砂。
2.2外因—开采因素
(1)固井质量
由于固井质量差,使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起,在生产中形成高低压层的串通,使井壁岩石不断受到冲刷,粘土夹层膨胀,岩石胶结遭到破坏,因而导致油井出砂。
(2)射孔密度
射孔完井是目前各油田普遍采用的沟通油流通道的方法,如果射孔密度过大,有可能使套管破裂和砂岩油层结构遭到破坏,引起油井出砂。
(3)油井工作制度
在油井生产过程中,流体渗流而产生的对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。
在其它条件相同时,生产压差越大,流体渗流速度越高,则井壁附近流体对岩石的冲刷力就越大。
另外,油、水井工作制度的突然变化,使得油层岩石受力状况发生变化,也容易引起油层出砂。
(4)其它
油层含水后部分胶结物被溶解使得岩石胶结强度降低或者油层压力降低,增加了地应力对岩石颗粒的挤压作用,扰乱了颗粒间的胶结,可能引起油井出砂。
不适当的措施如压裂和酸化等,降低了油层岩石胶结强度,使得油层变得疏松而出砂。
总之,不适于易出砂油藏的工程措施、不合理的油井工作制度及工作制度的突然变化、频繁而低质量的修井作业、设计不良的措施和不科学的生产管理等都可能造成油气井出砂。
这些都应当尽可能避免。
对于胶结物中粘土含量高易发生粘土膨胀而可能引起出砂的井,采取必要的防膨措施则可防止和减少因此而造成的油层出砂。
对于疏松油层除合理的工作制度外,主要是选择合理完井方式和采取先期防砂。
3.防砂方法和工艺技术综述
3.1机械防砂技术
国外油气井防砂工艺最初采用限产的办法控制出砂,1932年开始采用砾石充填方法。
目前国内外在油气井防砂方面主要以机械防砂为主,其中绕丝筛管砾石充填工艺经过不断的完善和发展,到80年代已发展成为一项较为成熟的技术,国外著名的公司都拥有自己专门的防砂器材、设备和施工工艺,从砾石充填工具、封隔器、滤砂管、泵送设备到施工液、化学药剂、技术咨询、现场服务等形成一条龙服务。
随着油田的进一步开发,现在国外又相继研究开发出各种类型的滤砂管和各种防砂工艺技术。
近年来,国内机械防砂工艺技术发展较快,主要应用区域集中在东部油区,以胜利、大港、辽河及海洋公司为主。
常用的砾石充填方式有两种,即用于裸眼完井的先期裸眼绕丝筛管砾石充填[图(a)」和用于射孔完井的套管内筛管砾石充填[图(b)〕两种。
1一油管;2一水泥环;3一套管;4一封隔器;5一衬管;6一砾石;7一射孔孔眼
(1)先期完成裸眼绕丝筛管砾石充填防砂
先期完成裸眼绕丝筛管砾石充填防砂完井程序是:
①在下完表层套管并固井后,用95/8或81/2(浅油层)钻头钻到预计的油层顶部下入7“技术套管,管外用油井水泥加30%石英粉的耐温水泥返至地面。
②用优质完井液第三次开钻,用6"钻头将油层钻穿。
一般钻入油层以下4~5m,电测证实己钻完油层。
③用扩孔钻头将套管鞋0.5~1.0m以下的油层段井眼扩大到12"。
下7’套管刮管器刮去套管内壁泥饼并冲洗干净。
④下入5“绕丝筛管柱,筛管外充填砾石,再砸固铅封完井。
裸眼砾石充填的渗透面积大,砾石层厚,防砂效果好,对油层产能的影响小。
但其常用于油井先期防砂,工艺较复杂,且对油层结构要求有一定的强度,对油层条件要求高(如单一油层、厚度大、无气、水夹层等)。
这种防砂技术在国外早己采用。
在中国于上世纪80年代初深井稠油注蒸汽热采试验开始,辽河高升油田,胜利单家寺油田及克拉玛依九区等稠油油藏相继试验成功,并推广应用了这种防砂技术。
(2)套管井筛管砾石充填防砂
套管井筛管砾石充填防砂是在先期裸眼绕丝筛管砾充填方法基础上发展起来的。
它适用于套管完成井。
①在井筒内下入绕丝筛管或割缝衬管,正对油层。
②用携砂液将砾石充填在筛管与套管的环形空间内,形成滤砂层,这样筛管支撑砾石层,而砾石层则起到挡砂作用。
既控制油层出砂,又保持较高的渗流能力,使油井正常生产。
这种方式通常称为套管内砾石充填。
与套管内砾石充填相对应,还有一种充填方式称为管外充填。
对于一些出砂的老井,套管外井筒附过由于长期出砂,形成的地层亏空较严重。
这种情况下,为了提高防砂效果,通常在进行套管内砂石充填之前,先对管外地层进行挤压充填,即将砾石通过射孔孔眼挤压充填到管外地层亏空区域,这一过程称为管外充填。
管外充填之后,再进行管内充填,可得到较好的防砂效果。
机械防砂管柱结构图
衬管悬挂器:
防砂管柱悬挂在套管,封隔油套环空,使带砂流体只能通过防砂衬管滤砂套;丢开上部工作油管,便于检泵、热洗清蜡等。
丢手:
丢开上部工作油管,便于检泵、热洗清蜡等。
(丢手在衬管悬挂器上)
安全接头:
悬挂器与衬管之间,打捞衬管时,先将安全接头倒开,捞出悬挂器,以免作业复杂。
皮碗:
防砂管底端,帮助衬管之间环空形成砂桥。
扶正器:
防砂衬管上下两端,保护衬管下井时偏磨套管壁。
丝堵:
最底端,防皮碗损坏时,地层砂从底端进入管柱内。
3.1.1绕丝筛管砾石充填防砂
该方法具有防砂强度高,成功率高,有效期长,适应性好的特点,经过数十年研究、应用和发展,技术十分成熟。
该方法防砂原理可参见图4—1。
在井眼内(裸眼或套管内)正对出砂地层下入金属全焊接绕丝筛管,然后泵入砾石砂浆于筛管和井眼环空,如果是套管射孔完成井,还要将部分砾石挤入弹孔和周围地层内,利用充填砾石的桥堵作用来阻止地层砂运移,而充填砾石又被阻隔于筛管周围。
这种多级过滤屏障,保证油流沿充填体内多孔系统经过筛管被源源不断地举升至地面,而地层砂则被控制在地层内,实现油井长期生产又不出砂或轻微出砂。
其主要特点是:
——防砂强度高
套管内、外密实的砾石充填体阻止地层骨架砂运移,而金属绕丝筛管本身强度很大,渗流面积大,通过筛缝的流动阻力小。
所以,该过滤系统能承受较大的生产压差而阻止地层出砂。
——有效期长
由于防砂强度高,不锈钢绕丝筛管耐腐蚀,砾石的化学性能稳定,筛管和充填体过滤体系无运动部件,砂粒被阻隔于系统之外,因此,系统可以保证长期安全生产。
——适应范围广
由于防砂机理是多级过滤,多年的发展,使技术成熟,可供选择的工艺方式很多,因而对地层,油井适应性很好。
不管井段长短,地层流体特性,无论直井、斜井、常规井、热采井,单层完成或多层完成均可获得成功。
但对粉细砂岩要慎用,因极细的地层砂可能侵入充填体内造成堵塞使防砂失效。
——产能损失相对较小
传统的防砂方法都不可避免地带来油井的产能损失,正常的管内砾石充填产能损失约30%,采取有效的补救措施后,产能损失可降至15%左右。
本技术主要缺陷是:
井底留有筛管/砾石系统,防砂一旦失效时,后期处理(大修)困难,费用较高。
(2)适用范围及选井条件
——不宜用于粉细砂岩(d50<0.07mm);
——套管直径小于5in的小井眼施工较困难;
——对于多层系油藏,若油田开发方案要求经常调换层系开采的油井慎用;
——注水井和水平井应用较少,尚待研究;
——进行火烧油层采油的特稠油油藏不宜使用。
除以上条件外,绝大部分油气井和地层都适宜采用砾石充填防砂技术。
3.1.2滤砂管防砂
由于滤砂管防砂施工工艺简单,不进行砾石充填作业,无需大型防砂(泵送)设备,以及施工成功率较高等特点,目前国内外在这方面发展很快,不同过滤材料和结构的新产品新技术不断涌现,满足了不同类型油井防砂的需要。
(1)双层预充填绕丝筛管
利用同心的双层绕丝筛管组焊在一起,其环
空内预先充填好密实的(已固化)涂层砾石,中心是中心管,其复合结构能够形成多层挡砂屏障,防止地层砂进入生产井筒。
内外筛管的尺寸、缝隙以及与充填砾石层的厚度,砾石尺寸都是根据地层及油井的实际情况确定,由地面预制后再下入井中正对出砂地层。
其特点是:
砾石充填及高温胶结(固化)在地面完成,质量有保证,筛管的抗压强度高,渗透率高,有效面积大,施工简单,作业周期短。
双层筛管的内、外筛管缝隙尺寸相同,一般缝宽小于充填预涂层砾石直径的1/2,以保证砾石充填体的稳定性。
外管直径应尽量接近于套管内径,
间隙约10mm即可;内管内径比中心管直径大2mm,内外管的环空间隙厚度保持在15mm~25mm。
1一接箍;2一压盖;3-内绕丝筛管;4一砾石;5一外绕丝筛管;6一中心管
(2)金属棉滤砂管防砂
将一定长度的纤维状不锈钢丝按一定的要求铺制成一定密集度的金属棉防砂滤体,将滤体卷成圆柱形,牢牢地固定在带孔的中心管和护管之间,再经过焊接制成金属棉滤砂管。
滤砂管和井下配套器具一并下入油层出砂部位,当含砂流体通过护管流经滤体进入中心管时,油层砂被挡在滤体之外,从而达到了防砂的目的。
该滤砂体具有渗透性好(K>100m2)、强度高、耐高温(>350℃)的特点,适用于泥质含量<20%,油层砂粒度中值≥0.1mm的疏松砂岩油藏油井的先期、早期和后期防砂,可用于蒸汽吞吐热采井的防砂。
金属棉筛管防砂完井后井眼尺寸小,不利于采油生产和后期作业。
防砂材料强度不足、不均匀,容易堵塞和损坏(击穿)。
金属棉实物图
(3)可膨胀割缝管
一种新式可膨胀割缝管(EST)1995年8月在Oman油田通过现场试验,膨胀的割缝管与筛网组合将防砂筛网紧贴近射孔套管,支撑和压紧筛网而共同起到防砂作用。
这种防砂管柱的优点有:
(1)可用于直井、斜井,尤其对水平裸眼完井防砂效果更理想。
(2)因筛网受压,紧靠在套管射孔孔眼上,可防止地层砂随油流流入井筒,造成地层亏空,故可保持地层的支撑作用,起到很好的防砂效果,这种防砂方法尤其适用于油井先期防砂。
(3)该方法的最大优点是后期处理简单。
它只需从EST的一端拉拔,割缝管便可收缩到原有直径,使用捞矛即可将防砂管柱起出井筒。
胀前割缝管
胀后膨胀网
可膨胀防砂筛管试验及性能规范
应用情况:
自1999年Weatherford公司首次成功应用以来,截至2006年底在全球累计应用48000m,实施405口井,60%用于裸眼井防砂,40%用于套管井防砂;中国区域施工41口井。
另外Baker公司应用25口、Halliburton公司应用13口、Schlumberger公司应用1口。
总体成功率达到95%以上,同传统防砂完井相比降低成本20%,增产70%左右。
(4)多层滤膜组合筛管
该类筛管是美国Pall公司研制成功的,目前已经广泛应用于现场。
该滤砂管的技术优势在于:
①中心管金属网及外管之间零间隙的紧凑结构使其外径较小,可应用于侧钻的小井眼防砂和过油管防砂(补救处理)。
②独立的多层滤膜结构及韧性材料,使之在严重机械变形的情况下也不会影响其防砂效果。
③该结构具有较大的柔性,抗弯曲能力好,适用于水平井及大斜度井防砂。
④该结构不易堵塞,滤砂管渗透率高,生产压差小,生产能力强。
⑤该滤砂管抗腐蚀能力好,可承受较高的拉应力,适合不同类型的油气井防砂。
(5)双层半剖面绕丝筛管
为了解决水平井或大斜度井砾石充填中筛管上部充填不密实而使防砂失败的难题,Spatin等人研制开发出这种新型滤砂管,由中心管和两层环形套组成,环形管一半是绕丝筛管,另一半是完体管。
外套与内套交错焊接在带孔中心管上,并沿内外环形套安装一个遮挡板,从而在交错体内产生一曲线流道,以减少地层砂的堵塞。
(6)金属毡滤砂管
该种滤砂管是1998年3月为埕岛油田海上双管注水井防砂而研制的。
其原理为在带孔中心管外缠绕钢丝网,钢丝网外再均匀辅垫金属丝,呈毡状,然后在毡外缠扎钢丝网,再套入带孔套管(外管)内,两端密封,并将中心管与套管焊接在一起,利用不锈钢丝网与金属毡阻挡地层砂的反吐。
达到注水防砂的目的。
技术指标及工艺特点为:
①该注水防砂管中心管内径Φ=100mm,通径较大,适应大注入量的要求。
②可用在油井防砂,特别在一次防砂失败后,可在中心管内再下入小直径的金属毡滤砂管,不动原防砂管柱而进行二次防砂。
③在双管注水防砂井中,利用配套管柱可实现两个层段同时注水防砂。
(7)陶瓷滤砂管
陶瓷滤砂管的防砂原理是利用烧结形成的多孔陶瓷管阻挡地层砂的侵入。
挡砂精度和渗透率可通过选择陶粒粒径和烧制工艺来控制,其结构与环氧树脂滤砂管大致相同,所不同的是在陶瓷管外又加了一层割缝套管(保护外套),避免下井时因碰撞而损坏滤砂管,同时也提高了滤砂管的强度。
由于陶瓷材料的耐高温稳定性极好,故它特别适用于注蒸汽热采井防砂。
而且由于其亲油性较差,防砂过滤器可做到二次使用。
图4-6陶瓷滤砂管
(8)环氧树脂砂粒滤砂管防砂
选用具有良好粘结性能的环氧树脂为胶结剂,同经过筛选的石英砂按比例混合,在一定的条件下固结成型,制成具有较高强度和渗透性的滤砂器,与配套器具组合下入油层出砂部位,阻挡地层砂进入井筒,防止油井出砂。
适用条件是井斜小于3°、套管无变形和破损、油层砂粒度中值>0.1mm、泥质含量<20%、地层温度低于80°的油井。
图4-7环氧树脂砂粒滤砂管
(9)粉末冶金滤砂管防砂
该方法选用不同颗粒度的铜合金为基本原料,按一定比例混合后在高温下烧结成具有较高强度和渗透性的滤砂器。
该方法具有耐高温、耐腐蚀、强度大、渗透性好、施工简单、成功率高等特点,适用于油井早、中、后期防砂,亦可用于注蒸汽稠油井防砂。
适用于油层泥质含量<10%、油层砂粒度中值>0.07mm的油井防砂。
3.1.3割缝衬管防砂
图4-8粉末冶金滤砂管
图4-7环氧树脂砂粒滤砂管
图4-9割缝衬管
图4-10化学防砂示意图
割缝衬管防砂技术简单实用,重复利用率高,适用于油层出砂中等、地层亏空不大的油井防砂,要求油层套管无破裂或严重变形;防砂井段不太长(一般不超过30m)的油井;也可适用于注蒸汽热采井及原油粘度小于3000mPa·s的(冷采)油井防砂,对疏松砂岩稠油油藏用割缝管进行注汽前一次性防砂,避免了绕丝筛管结构复杂、大修率高、滤砂管又易破损、热采井防砂修井时间长等一系列问题。
割缝衬管的形式分为:
纵向割缝和横向割缝(纵向缝较常见),其缝的结构主要有平行式和楔缝式。
——割缝的形状
缝眼的剖面呈梯形,梯形两斜边的夹角与衬管承压大小及流通量有关,一般为12°左右。
梯形大的底边应为衬管内表面,小的底边应为衬管外表面。
这种外窄内宽的形状可以避免砂粒卡死在缝眼内而堵塞衬管,具有“自洁”作用。
——缝口宽度
梯形缝眼小底边的宽度称为缝口宽度。
割缝衬管防砂的关键就在于如何正确地确定缝口宽度。
根据实验研究,砂粒在缝眼外形成“砂桥”的条件是:
缝口宽度不大于需阻挡砂粒直径的两倍。
割缝衬管防砂完井方式是重要的完井方式之一。
它既起到裸眼完井的作用,又防止了裸眼井壁坍塌造成井筒堵塞,同时在一定程度上起到防砂作用,由于这种完井方式工艺简单,操作方便,成本低,故多在一些出砂不严重的中粗砂粒油层中广泛使用。
割缝衬管割缝方式
3.2化学防砂技术
油井化学防砂在19世纪60年代应用较为广泛,到了70年代以后,随着绕丝筛管砾石充填技术的不断发展和完善,化学防砂的主导地位开始逐渐下降,但由于这种技术具有以下优点,目前仍在国内外广泛采用。
随着技术的不断进步,化学防砂技术表现出较好的发展势头。
近年来,国外兴起了多种新型的化学防砂方法,如高能气体树脂防砂。
微生物固砂等,对于蒸汽吞吐和蒸汽驱类油井,国外正在研究耐高温性能更好的树脂和其它化学胶结剂。
另外,适合与定向井、水平井、浅海地区探井及生产井的化学防砂方法是有待研究的新问题。
从总体来看,根据防砂需要,研究价廉、适用、高效的新型化学防砂方法成为开发疏松砂岩油田的重要趋势。
(1)化学防砂的油井,井筒内不留任何机械物质,这非常适用于多层完井作业中的上部地层的完井处理;
(2)后期修井作业简单,费用低,无需套铣、打捞之类的工艺程序;
(3)地层胶结防砂作业可以在无钻机或修井机的情况下进行,可利用原生产油管、无须起下管柱而直接进行地层胶固处理。
化学防砂方法种类繁多,化学胶结剂从无机物到有机物,胶结机理各不相同,并形成了配套的施工工艺。
图4-10化学防砂示意图
3.2.1树脂砂浆防砂
环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、呋喃树脂等都已成功地用于油田防砂,除直接往地层注入树脂液外,还可以使树脂液在地下合成进行防砂,如:
酚醛溶液地下合成防砂就是将加有催化剂的苯醛与甲醛按一定比例混合均匀后注入地层,在地层温度下逐渐形成树脂并粘附于砂子表面,固化后使地层胶结牢固,从而防止出砂。
将液态树脂注入地层,在油层温度下使之在地层砂粒表面逐渐固化,在砂粒接触点形成胶结状态,从而阻止砂粒进入油井。
国外多采用呋喃树脂防砂。
呋喃树脂除了应用于常规油井防砂外,也用于气井防砂和热采井防砂。
树脂固砂示意图
树脂固砂工艺流程
树脂固砂井底示意图
3.2.2涂敷砂防砂
在油田开发进入中后期,随着大量出砂地层亏空严重,此时防砂施工要求向亏空的地层挤入大量充填材料——地层预充填,以提高防砂效果。
因而,涂敷砂防砂技术作为油井后期防砂的重要手段应运而生,并取得迅猛发展。
利用在地面工厂内预制的涂料砂——即在石英砂粒涂敷一层极薄的热固性塑料,干燥筛选后呈单颗粒分散状态,利用低伤害携砂液将涂料砂泵送至出砂地层,填满挤实后关井,在地层温度条件下(或在催化剂作用下),涂料砂粒固结形成一个渗透性较好的人工井壁,从而阻止地层出砂(见图4-11)。
通过研究和应用,发现它具有独特的技术优势:
(a)通过高压向地层亏空带注入高渗透涂料并固结,形成坚固的人工井壁,可以完全阻止地层砂运移;
(b)井筒内不留下任何机械装置,十分有利于后期补救性防砂或处理作业;
(c)对于机械(过滤)防砂所不能胜任的粉细砂岩油层(但井段不宜太长)具有良好的防砂效果;
(d)特别适用于油井中后期,地层严重出砂的油井防砂(对油井含水无特殊要求)。
由于具有上述优势,当油田开发进入开发中后期——20世纪80年代,涂料砂防砂技术异军突起。
形成广阔的战场,很快成为一种新的化学防砂技术。
经过近二十年的发展应用,该技术已经成熟,形成工业生产能力,表现为:
(a)涂敷砂产品已实现规格系列化和质量标准化;
(b)施工设计标准,工艺参数优化;
(c)施工设备齐全、配套;
(d)低伤害工作液设计及现场配制。
对于已进入高含水阶段开发的疏松砂岩油田,该技术具有广阔的应用前景。
该技术的缺陷是:
目前施工井段不宜过长(以小于20m为宜),若太长可能涂敷砂在纵向剖面上分布不均导致防砂失败(这依赖于开发分层(段)防砂工具后加以解决)。
其次,涂敷砂固结强度不稳定,质量有待提高(可通过改善配方和地面预制工艺加以克服)。
目前涂敷砂防砂已是胜利油田化学防砂的主导技术,占化学防砂的50%以上。
目前,在常温涂敷砂技术的基础上,涂敷砂技术又发展了低温涂敷砂防砂工艺和高温涂敷砂防砂工艺。
(a)低温涂敷砂防砂技术
低温涂敷砂防砂工艺主要是针对胜利油田的某些油层温度低于50℃的特点,而研制出在30℃条件下具有较高固结强度的低温涂敷砂防砂工艺。
目前胜利油田防砂中心及其它单位已开发出低温涂敷砂产品,已在尚、林油田应用。
尚、林油田地层温度低,易出砂,地层砂粒度中值较小(平均0.09mm~0.11mm),在室内试验基础上,1998年~2000年共实施涂敷砂防砂27口井,取得了较好的防砂效果。
(b)高温涂敷砂防砂技术
传统的注蒸汽井采用金属绕丝筛管砾石充填防砂技术,由于存在很多问题——如有效期短,后期处理困难,致使总体生产成本较高,效益下降。
为解决这一问题,试图用化学方法来解决高温注汽井的防砂问题,于是开发了高温涂敷砂防砂技术及产品。
——技术优点
防砂结束后,井筒内无任何机械装置,采取后期补救性作业措施简便、容易,降低了成本;
涂敷砂胶固后,具有足够的强度(3MPa~7MPa)又保持较高的渗透率(50μm2);
涂敷砂耐温350℃,能满足高温蒸汽热采井高温及高产的要求;
向地层内挤入高温涂敷砂实现地层预充填,有利于延长防砂有效期;
施工比绕丝筛管砾石充填更便捷。
3.2.3干灰砂防砂
这是胜利油田独创的一种防砂技术,对于多油层高含水井,兼有防砂和堵水双重功能,尤其适用于高含水阶段油井后期防砂,加上施工原材料价格低廉,很有发展潜力。
将粒度适当的石英砂和水泥按一定比例混合均匀后,用水将干灰砂泵入出砂层段,挤饱填实已出砂的亏空地层,在油层温度下,灰砂固结后形成具有一定渗透和挡砂强度的人工井壁,达到阻止地层出砂的目的。
对于多油层油井,主力出水层往往是严重的出砂部位(即特高渗透层),在施工中,灰砂自动选择性地挤入高含水层(严重出砂层),由于水泥的不透水性,对高含水层产生一定的堵塞,直接降低了油井含水,故该技术具有防砂和堵水的双重作用。
该技术有以下特点:
(a)独具防砂和堵水双重功效,这是其它防砂方法无法替代的,特别适用于多油层的高含水出砂油井;
(b)防砂原材料源广价廉,施工简便,具有明显的成本优势;
(c)本质上属于胶固地层类化学防砂,井筒内不留下任何机械装置,便于后期补救性作业处理;
(d)可与其它机械防砂方法结合使用(如绕丝筛管或滤砂管)形成复合防砂技术,提高挡砂强度和防砂成功率(对严重出砂井);
(e)是目前在注水井上应用最广泛的防砂技术。
随着油田综合含水不断上升,出砂日益加剧,防砂难度增加,需对现有典型技术进一步发展和改造,以适应地层和井况的新变化,满足特高含水阶段油井防砂和采油的需要。
该方法是油井后期防砂方法,渗透率较高,原材料来源广泛,施工简单,但胶结后抗折强度小于1MPa,有效期较短。
3.2.4树脂核桃壳人工井壁
树脂核桃壳
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