浅谈防砂及配套技术在油田开发中的应用

所属栏目:化工论文 发布日期:2013-11-09 13:55 热度:

   摘 要:介绍了某油田稠油疏松砂岩油藏实施防砂配套技术进行区块单元综合治理的方法及取得的良好开发效果,旨在对其它疏松砂岩油藏的开发有借鉴指导作用。

  主题词:油田,防砂配套技术,综合治理,开发效果

   针对该油田原油粘度较高的特点,井筒举升工艺采用了工艺所研制的长柱塞防砂卡抽油泵。长柱塞防砂卡抽油泵是近几年来开发的一种特种抽油泵,主要用于出砂油井的携砂生产,某油田含油面积2.7 km2,有效厚度8.4 m,地质储量为3.48Mt。该断块属于典型的“双低”单元,成岩作用差,胶结疏松,油稠且钻井过程中有不同程度的污染。自从投入开发以来,就一直受到油井出砂严重的制约,开发水平和采出程度均较低。先期实施的防砂、酸化、压裂、防膨、解堵等单项工艺措施,总体效果较差,为提高该区块的开发效果,利用防砂及相关配套技术,对该单元实施了以高压一次充填防砂为主导工艺的配套技术,实施单元综合治理。

  1 油藏特征

  1.1 构造特征

  该油田是一个局部穹隆背斜构造,被断层复杂化,地层倾角小,比较平缓,主要为断层遮挡的岩性油藏。

  1.2 岩性特征

  该油田为一套河流相的砂泥岩沉积,据岩心分析资料知,东二段自下而上由四个沉积旋回组成四套砂泥岩沉积,为正韵律沉积。砂岩的分选较差—中等(磨圆度为次棱状),粒度中值为0.04~0.28,分选系数1.23%~2.37。孔隙—接触胶结,胶结物含量在3%~5%。

  含泥质粉沙岩中,泥质含量为18%,白云母含量1%,粘土矿物分析知其中伊/蒙混层占74%~89%,伊利石占6%~13%,高岭石占3%~13%,绿泥石占1%~5%。

  1.3 流体特征

  该油田地面原油密度0.929~0.972g/cm3,平均0.954 g/cm3;地面原油粘度为260~2932mPa•s,平均为1030mPa•s,除Y13-3、Y13-28、Y13-26、Y13-36井区原油粘度在1000~2932mPa•s,其余大部分地区原油粘度在1000mPa•s以下。

  1.4 储层性质

  油层渗透率高。据13-21井取心分析,其渗透率从23×10-3~23.592μm2,平均11.807μm2,为高渗油藏。砂岩组内底部高,顶部低,层内、层间差异均较大,渗透率变异系数为0.686。油藏原始压力为15.4MPa,压力系数为1.0,属于常压油藏。油藏的储层润湿性为亲水或中性,有利于注水开发。

  综上所述,该油田属中高渗透、易出砂的油稠、层状次生构造油藏。

  2 该油田综合治理配套技术及其特点

  该油田属于常规稠油油藏,地层出砂严重,因此提出了该单元出砂井的防砂是以封隔高压一次充填为主,循环或挤压砾石充填为辅的防砂配套工艺;由于原油粘度较高,在充填施工前采用LGS-5薄膜扩展剂对油层和井筒进行清洗处理,以确保充填效果;对新补开的油层,考虑到钻井液浆污染,充填前用BHS抑砂解堵剂对地层进行预处理,既解除了地层的污染,又起到了防膨抑砂的作用;对老层由于出砂严重,炮眼附近基本不存在堵塞问题,为了防止粘土膨胀分散和运移,用抑砂剂对油层加以预处理,然后再采用加砂量大、充填密实且有一定解堵效果的封隔高压一次充填技术进行防砂施工,从而保证了防砂成功率和效果。

  2.1 地层预处理配套技术

  2.1.1 DX-Y抑砂剂技术

  DX-Y抑砂剂主要成分是阳离子聚合物,由于它本身带正电极易与带负电的砂岩表面作用,另外线形长链上的各种极性官能团,如羧基、羟基等也会通过氢键与地层相互作用,把松散的砂粒束缚住,避免了砂粒进一步运移从而起到防砂作用。DX-Y抑砂剂由于其独特的化学结构同时具有固砂和防膨的双重效果,在防砂同时能有效的防止粘土颗粒的水化膨胀、分散和运移。

  2.1.2 BHS抑砂解堵工艺

  BHS抑砂解堵工艺其基本原理是将酚醛树脂和脲醛树脂掺混接枝,阳离子聚合物与硫脲按一定比例在150℃下缩合反应得到A剂,再与B剂(复合酸液)按一定比例复配得抑砂解堵剂。A剂中的耐酸高分子聚合物可以吸附粘土,对细砂进行缠绕,同时,树脂对粗砂进行固结;B剂中的无机酸、有机酸解除地层污染和堵塞,起到抑砂解堵双重作用。

  2.1.3 LGS-5薄膜扩展剂携砂清洗工艺

  LGS-5薄膜扩展剂是一种以环氧乙烷、甲醛、高分子酚等在200℃条件下聚合而成的烷氧基化的酚醛树脂。是非离子型表面活性剂。其主要作用机理主要是剥离作用和破乳作用。

  扩展剂吸附于岩石表面后,改变了岩石表面的亲水性,在油水混相中,由于薄膜扩展剂的存在,破坏了油包水型乳状液,产生油水不稳定体系,从而反转成水包油或水外相体系,减小了流动阻力。同时,随吸附膜厚度的减小,岩石孔道增大,相对增加了油流通道。岩石表面亲水性的增强,原油乳状液的状态的改变,都使渗透率得到改善,从而提高油相渗透率。本文由教育大论文下载中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理

  2.2 封隔高压一次充填防砂技术

  封隔高压一次充填防砂技术原理是将砾石(石英砂),以大排量的携砂液带到油气井生产层管外的孔洞处和滤砂管与套管的环形空间,经沉淀、高压压实形成高效能的挡砂屏障。

  在需要进行防砂作业的油气井内,将包括丝堵、滤砂管、可溶性扶正器、封隔高压一次充填工具和油管组成的封隔高压一次充填管柱下至预定位置,座封封隔器,打开充填通道,地面泵组提供高压携砂流体,经油管、封隔高压一次充填工具的充填通道进入油管、套管环形空间,最后进入油层,随着加砂量的逐渐增加,地层被充填结实,随后井筒也被充填结实,这时地面泵压升高,达到预定压力值后,停止充填,从油管、套管环形空间泵入洗井液体,经封隔高压一次充填工具的反洗通道,将油管内多余的砂子冲洗至地面,完成封隔高压一次充填作业。上提管柱正转倒扣丢手,充填孔道自动关闭,中心管自动打开,完成封隔高压一次充填防砂作业。

  2.3 井筒举升配套技术

  针对该油田原油粘度较高的特点,井筒举升工艺采用了工艺所研制的长柱塞防砂卡抽油泵。长柱塞防砂卡抽油泵是近几年来开发的一种特种抽油泵,主要用于出砂油井的携砂生产,其主要特点:一是设计有环空沉砂装置,二是设计有一对合理的长柱塞短泵筒摩擦副。从现场应用情况来看,该泵有效地解决了出砂油井生产过程中采用常规抽油泵容易卡泵导致无法正常生产的难题。该泵的研制与应用为今后稠油出砂油藏的采油提供了一种的新的工艺技术和举升设备。可以延长油井免修期,降低作业成本,见到了较好的应用效果。

  2.4 该油田防砂工艺实施效果

  应用以高压一次充填防砂为主导工艺的配套技术,共在营13断块13口井上进行了施工。这13口井均为长期停产井或不能正常生产的井,13口井中除了Y13-103因油稠造成开井后泵漏外,其他12口井均有较好的效果。

  3 封隔高压一次充填防砂技术评价

  (1)施工简单,周期短。封隔地层与高压充填结合在一起,一次管柱完成全部防砂工序,减少了起下管柱次数,减少了作业占井时间,节约了施工费用。

  (2)防砂有效期长。高压充填在井筒一定半径内形成了密实的高渗透带,地层砂被挡在充填砂体以外,高速流体主要集中在充填砂体内,充填砂体以外流速则大大降低,减少了流体对地层砂的冲刷及携带作用,使油井出砂大大减少。

  (3)适应性强。不但适用于单层老井防砂,而且对多层大井段井、新井、斜井和粉细砂岩井的防砂都有很好的适应性。

  (4)有解堵增液作用,适应高强度采液需要。由于使用了具有解堵防膨性能的前置液和高压大排量进行防砂施工,能够在防砂过程中,清理管外空洞近井散沙,解除井壁堵塞等。因而,在防砂的同时,有解堵增液的作用。

  (5)便于防砂井的后期处理。由于该防砂技术采用的是割缝筛管,且配套了安全接头和可溶性扶正器,便于解卡和套铣,减少了后期处理转大修的可能性。

  (6)综合经济效益高。该工艺防砂周期短,有效期长,从总体上减少了防砂次数,提高了油井开井时率,且有增产效果,节约后期处理费用,综合经济效益十分明显。

  参考文献

  [1] 光兴毅,刘荣法.油田开发微构造研究及在开发上的应用[J].内蒙古石油化工,2000,23(2):16-20.

  [2] 尹天放,吴蕾.综合多种信息提高油田开发方案设计阶段构造模型精度[J].石油勘探与开发,1999,26(2):64-67.

文章标题:浅谈防砂及配套技术在油田开发中的应用

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