專利名稱：沖洗充填防砂工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油工業(yè)系統(tǒng)的采油工程油、氣、水井防砂作業(yè)的一種工藝技術(shù)。
現(xiàn)有的防砂工藝技術(shù)主要有機(jī)械防砂和化學(xué)防砂兩大類，機(jī)械防砂主要有濾砂管防砂、繞絲篩管礫石充填防砂等；化學(xué)防砂主要有樹脂膠結(jié)地層砂防砂、人工井壁防砂等，新的防砂技術(shù)是井筒機(jī)械防砂、加地層預(yù)充填人工井壁的復(fù)合防砂；國外還有砂拱防砂和熱力焦化油層砂防砂等，最新技術(shù)是壓裂——充填完井技術(shù)(即端部脫砂壓裂)，至今未發(fā)現(xiàn)采用本技術(shù)。
本發(fā)明采用沖洗充填防砂工藝技術(shù)，解決現(xiàn)有防砂技術(shù)中的一些缺陷，特別是針對(duì)地層預(yù)充填人工井壁的不足之處，提高防砂井的防砂有效期和防砂成功率，增加油層滲透率。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，放大生產(chǎn)壓差排液排砂，使近井地層砂脫離膠結(jié)狀態(tài)，成為疏松的流砂，然后利用水力沖擊能量把地層砂沖向地層深處，以致近井地帶形成洞穴和通道，然后在此空間壓力充填入礫石，形成有效的、連通性好的、泄油面積大的防砂屏障。其中配置使用沖洗前置液和充填攜砂液對(duì)油層進(jìn)行沖洗。同時(shí)有機(jī)地結(jié)合化學(xué)固砂和井筒機(jī)械防砂工藝，形成一套有效的綜合防砂工藝技術(shù)。
以下進(jìn)一步詳細(xì)地?cái)⑹鰧?duì)流砂地層和部分膠結(jié)疏松地層，大排量地反復(fù)不斷地向地層泵入一定量的沖洗前置液，沖洗液通過炮眼沖擊炮眼附近的地層砂，形成一空間通道。隨著沖洗液的連續(xù)泵入，炮眼附近的砂被推向地層深處，空間越來越大——即叫洞穴；繼續(xù)泵入沖洗前置液，把洞穴以外的地層砂沖向遠(yuǎn)處，此時(shí)由于沖砂面積增大、沖擊力減弱、孔密的限制，在洞穴以外的地層，形成若干個(gè)充滿液體的空間——通道。地層沖砂結(jié)束就形成了暫時(shí)性的洞穴和通道。沖洗前置液泵入結(jié)束后，以1-1.1倍沖洗前置液的排量泵入充填攜砂液，在礫石填滿通道后繼續(xù)加砂壓力充填洞穴；洞穴通道空間填滿的礫石，形成了一個(gè)滲透性高、滲流面積大、礫石層厚的連通體，由于是壓力充填，砂拱穩(wěn)定性高，是一種好的砂拱防砂結(jié)構(gòu)，大大提高了防砂有效期。在采油生產(chǎn)中，由于連通體比地層滲透率高出幾——幾十倍，所以地層液體首先經(jīng)過這個(gè)連通體外圍流入連通體。由于它的滲流面積大，流體以很小的流速進(jìn)入這個(gè)連通體，外圍的地層砂不會(huì)激動(dòng)被液流帶走，形成的砂拱結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞，進(jìn)一步阻擋了地層砂的流動(dòng)，穩(wěn)定了地層結(jié)構(gòu)。
采用沖洗充填防砂工藝技術(shù)防砂，形成二道以上的防砂屏障，第一道為固砂劑膠結(jié)起來的地層砂形成的穩(wěn)定的防砂屏障，它是在防砂液中加入華澤固砂劑3-5％為最佳值。由于是地層砂膠結(jié)起來的防砂屏障，能有效地阻擋很細(xì)的地層砂，解決粉細(xì)砂巖防不住砂的問題，保護(hù)了地層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。第二道防砂屏障是以每米油層大于0.3米3/分鐘的排量和22米3以上的防砂液沖洗地層砂后，在通道洞穴內(nèi)充填每米油層1.5-2米3的礫石，組成的礫石橋拱屏障，這第二道屏障又大大延長了防砂有效期，把地層砂阻隔在地層深處。在泵入攜砂液的后期，每米油層加入復(fù)膜砂1.5-3米3為最佳，形成具有一定膠結(jié)強(qiáng)度的復(fù)膜砂屏障，這第三道人工屏障進(jìn)一步穩(wěn)定前二道屏障。為了進(jìn)一步保證人工地層的穩(wěn)定性，在井筒進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械防砂，形成了第四道防砂屏障。這樣做又進(jìn)一步提高了防砂有效率和有效期，由于這人工地層半徑很大，從而有效地穿過地層污染帶，解除了油層堵塞。
這套防砂工藝，其中還需配置使用沖洗前置液，充填攜砂液、并充填礫石，至于具體使用多少量，要根據(jù)每口油井的具體情況而采取相應(yīng)的具體參數(shù)，這就要憑有相當(dāng)豐富的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)才行。
實(shí)踐證明，該技術(shù)在機(jī)理上有三個(gè)突破，一是突破了以往疏松砂巖為防止油層結(jié)構(gòu)破壞，不能大壓差排液的禁區(qū)；二是突破了原有防砂工藝必須降低滲透率，降低供液能力的認(rèn)識(shí)；三是突破了原有地層充填防砂工藝單純強(qiáng)調(diào)填飽地層的概念。沖洗充填防砂工藝技術(shù)形成了新的供油通道的人工地層，使防砂有效率提高到91％，解除污染嚴(yán)重的地層堵塞，提高油、氣、水層滲透率幾十倍，增加油并產(chǎn)能和可采儲(chǔ)量，降低注汽壓力。由于采用二級(jí)以上的過濾體系，擋砂屏障較厚，從而延長了防砂有效期，又能有效地防止各種類型的疏松砂巖地層出砂。此外，本技術(shù)在熱采井、稠油井、斜井、分層防砂井上均取得了好的效果。該工藝技術(shù)合理，操作方便，不污染油層，適應(yīng)性強(qiáng)，能有效地恢復(fù)地層應(yīng)力，防止出砂地層坍塌。
采用上述工藝技術(shù)，經(jīng)在本油田幾十口井上使用，均取得滿意效果，如沾38-51井，館陶上油層，1266-1281米，8.0米/2層，原油粘度2339毫帕·秒，該井自1993年12月出砂停產(chǎn)以來，先后采用復(fù)膜砂3次，下濾砂管3次，井筒填復(fù)膜砂4次均不成功。采用本防砂技術(shù)后，下φ44泵生產(chǎn)，日產(chǎn)液53.5噸，日產(chǎn)油49噸，比停產(chǎn)前日增油36噸，現(xiàn)已正常生產(chǎn)291天，累計(jì)產(chǎn)液12568噸、油2607噸，平均日產(chǎn)油9噸。
草104區(qū)塊自1989年鉆探以來，試油7口井，該區(qū)塊沙三段油藏因油稠、出砂，注汽壓力高注不進(jìn)蒸汽，試油難度很大，儲(chǔ)量一直不能升級(jí)。如草106井端部脫砂壓裂、繞絲管礫石充填防砂后打排放注汽壓力就高達(dá)17.5兆帕，注入地層蒸汽很少，隨后采取解堵、降粘措施3次仍不見效，開抽排出井筒水后不出。在草108井采用該技術(shù)后，注入蒸汽壓力14.8→12.4兆帕，注汽干度71％，φ56泵抽生產(chǎn)，日產(chǎn)液25.6噸，日產(chǎn)油10.5噸，出口溫度83攝氏度，試油生產(chǎn)15天，累計(jì)產(chǎn)油127噸。該井出油關(guān)的突破，加快了該區(qū)塊的勘探進(jìn)度。
權(quán)利要求
1.沖洗充填防砂工藝技術(shù)，其特征是放大壓差排液吐砂，使近井地層成為流砂，然后用水力沖擊能量把地層砂沖向地層深處，使在近井地帶形成洞穴和通道，然后充填礫石，組成二道以上的防砂屏障，其中配置使用防砂液——沖洗前置液和充填攜砂液沖洗。
2.按權(quán)利要求1所述的這套技術(shù)，其特征是以每米油層22米3以上的防砂液沖洗地層砂，每米油層排量大于0.3米3/分鐘。
3.按權(quán)利要求1所述的這套工藝技術(shù)，組成二道以上的防砂屏障，其特征是第一道為固砂劑膠結(jié)起來的地層砂防砂屏障，它是在防砂液中加入華澤固砂劑3-5％為最佳值。
4.按權(quán)利要求1所述的這套技術(shù)，其特征是水力沖砂后，在通道洞穴內(nèi)壓力充填每米油層1.5-2米3的礫石組成第二道礫石橋拱屏障。
5.按權(quán)利要求1所述的這套技術(shù)，其特征是第三道防砂屏障在泵入充填攜砂液的后期，每米油層加入復(fù)膜砂1.5～3米3為最佳，最后在井筒進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械防砂。
全文摘要
沖洗充填防砂工藝技術(shù)是屬石油工業(yè)系統(tǒng)的采油工程油、氣、水井防砂作業(yè)的一種創(chuàng)新的工藝技術(shù)，它利用水力沖擊能量把地層砂沖向地層深處，在近井地帶形成洞穴和通道，然后填入礫石等物質(zhì)，組成二道以上的防砂屏障，達(dá)到防砂目的，本發(fā)明特別適用于疏松粉細(xì)砂巖井、熱采井、稠油井斜井等各類出砂井的防砂，大大提高防砂有效率，延長防砂有效期，能解除油層堵塞，提高地層滲透率，增加油井產(chǎn)能和可采儲(chǔ)量，又不污染油層，操作方便，工藝技術(shù)合理。
文檔編號(hào)E21B43/02GK1150992SQ9611568
公開日1997年6月4日 申請(qǐng)日期1996年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月14日
發(fā)明者孫奎榮, 唐瑞江 申請(qǐng)人:勝利石油管理局井下作業(yè)公司