一種油氣井的防砂方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種油氣井的防砂方法。該方法包括以下步驟：將密度為1.2?2.3g/cm3的第一攜砂液與填充材料混合，得到第一混砂液；向油氣井內注入第一混砂液和儲層配伍流體，注入過程中控制油層中的填充壓力為5?25MPa，地面填充壓力為1?8MPa；當地面填充壓力達到界限壓力時，停止泵入第一混砂液，繼續(xù)注入儲層配伍流體對井下的第一攜砂液進行稀釋；洗井，完成油氣井的防砂作業(yè)。該方法無需依靠壓裂泵車即可實現對油氣井的防砂作業(yè)，操作簡單，成本低廉。
【專利說明】
_種油氣)井的防砂方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井的防砂方法，屬于油氣井防砂技術領域?！颈尘凹夹g】
[0002]在石油開采技術領域，特別是在對疏松油氣藏進行開采時，由于在開采過程中普遍存在出砂現象，嚴重影響了油氣井的正常生產，而采取防砂措施是解決油氣井出砂的主要途徑。
[0003]目前主要使用的防砂措施為高壓礫石充填防砂和人工井壁防砂這兩種防砂工藝。
[0004]這兩種防砂措施主要是依靠壓裂栗車的高壓柱塞栗將混砂液(傳統(tǒng)防砂工藝中使用的攜砂液是由儲層配伍流體和增粘劑配制得到的，其密度為1.0-1.lg/cm3)加壓后栗入井口，然而壓裂栗車的生產技術由國外掌握，其核心部件均被國外壟斷，售價高昂，使用其防砂作業(yè)成本十分高昂。
[0005]鑒于壓裂栗車在防砂作業(yè)中所起的決定性作用，其設備的好壞將會直接影響施工效果，作業(yè)過程中一旦壓裂車出現故障將會導致施工的失敗。除此之外，壓裂車由于占地面積大，在進行海上平臺作業(yè)時會受到限制。
[0006]此外，傳統(tǒng)防砂工藝要求地面填充壓力較高(一般為10-30MPa)，施工的安全性能需要予以考慮。
[0007]因此，提供一種能夠不依賴于壓裂車，簡單有效的防砂工藝成為本領域亟待解決的技術問題。
【發(fā)明內容】

[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于油氣井的防砂方法，該方法無需依靠壓裂栗車即可實現對油氣井的防砂作業(yè)，操作簡單，成本低廉。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于油氣井的防砂方法，其包括以下步驟:
[0010]步驟一:將密度為1.2-2.3g/cm3的第一攜砂液與填充材料混合，得到第一混砂液；
[0011]步驟二:向油氣井內注入第一混砂液和儲層配伍流體，注入過程中調節(jié)第一混砂液和儲層配伍流體的注入比例以控制油層中的填充壓力為5-25MPa，地面填充壓力為1-8MPa；[〇〇12] 步驟三:當地面填充壓力達到界限壓力時，停止栗入第一混砂液，繼續(xù)注入儲層配伍流體對井內的第一攜砂液進行稀釋;其中，8MPa〈所述界限壓力< lOMPa;
[0013]步驟四:洗井，完成油氣井的防砂作業(yè)。
[0014]本發(fā)明提供的技術方案將攜砂液的密度控制為1.2-2.3g/cm3,使攜砂液能夠在自身重力的在作用下自動往地層中滲流，并通過控制油層中的填充壓力和地面填充壓力使攜砂液能夠順利地攜帶填充材料進入地層虧空帶或篩管與套管的環(huán)形空間，無需借助昂貴的壓裂栗車即可實現油氣井的防砂作業(yè)。
[0015]上述步驟一中，將攜砂液的密度控制為1.2-2.3g/cm3,該密度條件能夠使攜砂液具有較高的液柱壓力，使填充材料能夠順利通過射孔炮眼，并在地層虧空帶中堆積壓實。
[0016]上述步驟二中，在向油氣井內注入第一混砂液的同時，向油氣井內注入儲層配伍流體，其能夠調節(jié)第一攜砂液的密度，從而改變第一攜砂液的液柱壓力，使油氣井內油層中的填充壓力始終保持為5_25MPa，控制油層中的填充壓力在這一范圍內能夠使填充材料順利通過炮眼，并進入地層虧空帶中壓實，形成擋沙屏障。
[0017]在本發(fā)明提供的技術方案中，所述油氣井內油層中的填充壓力=第一攜砂液的液柱壓力+地面填充壓力。
[0018]在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟一中，所述第一攜砂液的原料組成包括水和加重劑;其中，所述加重劑為無機鹽和/或有機鹽;更優(yōu)選地，所述無機鹽包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硝酸鈉、溴化鈉、溴化鈣中的一種或幾種的組合;所述有機鹽包括甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸銫、乙酸鉀、檸檬酸鉀、酒石酸鉀、乙酸銨、檸檬酸銨、酒石酸銨中的一種或幾種的組合。
[0019]本發(fā)明提供的攜砂液與儲層的配伍性好、抑制性強，并且由于所述攜砂液與填充材料之間的密度差值較小，利于填充材料在其中懸浮，因而攜砂能力較好;其中，本發(fā)明提供的加重劑在防砂作業(yè)過程中能夠有效提高攜砂液的密度，增大攜砂液的液柱壓力，從而增大油層中的填充壓力，減小地面填充壓力;與此同時，采用本發(fā)明提供的加重劑在防砂作業(yè)過程中不容易發(fā)生因流體通道堵塞而導致填充失敗的現象，并且能夠有效保護油氣層。
[0020]在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟二中，采用螺桿栗向油氣井內注入第一混砂液。螺桿栗具有很好的輸砂性能，使用時可根據井況將多個螺桿栗并聯使用。所述螺桿栗為現有裝置。
[0021]本發(fā)明所述的儲層配伍流體可以為水，也可以為含有少量油田化學助劑的水溶液，對于具體的油田化學助劑的種類并沒有特別限制。
[0022]在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟二中，所述第一混砂液和儲層配伍流體的總注入量為0.5-2.5m3/min;所述第一混砂液和儲層配伍流體的總注入量即為所述第一混砂液和儲層配伍流體混合后的注入量。[〇〇23] 在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟三中，停止栗入第一混砂液，繼續(xù)注入儲層配伍流體對井內的第一攜砂液進行稀釋能夠使填充材料充分沉降壓實，稀釋時將第一攜砂液的密度稀釋至l.〇g/cm3左右。[〇〇24]在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟三結束后，步驟四開始前，該方法還包括采用第二混砂液對油氣井進行管內循環(huán)充填的步驟，所述管內循環(huán)充填為本領域的常規(guī)技術手段； 其中，所述第二混砂液是由第二攜砂液和填充材料混合得到的。[〇〇25] 在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟一中，所述第一混砂液的砂比為5-40%，砂比低于這一范圍，會造成填砂速度低，施工時間長，作業(yè)成本增加;砂比高于這一范圍，則會超出地面填充設備的能力，并且同一在井下發(fā)生堵塞。
[0026]在上述方法中，優(yōu)選地，所述填充材料包括礫石、陶粒、樹脂砂中的一種或幾種的組合。
[0027]在上述方法中，優(yōu)選地，該方法包括以下步驟:
[0028]步驟一:將儲層配伍流體與加重劑混合得到第一攜砂液，所述第一攜砂液的密度為1.2-2.3g/cm3;
[0029]步驟二:將第一攜砂液由第一液罐車栗入混砂車，與混砂車中的填充材料混合后，得到砂比為5-40 %的第一混砂液；
[0030]步驟三:利用螺桿栗將第一混砂液由混砂車栗入油氣井內，同時利用水泥車將儲層配伍流體栗入油氣井內，調節(jié)第一混砂液和儲層配伍流體的栗入比例以控制油氣井內油層中的填充壓力為5-25MPa，地面填充壓力為l-8MPa;[〇〇31] 步驟四:當地面施工壓力明顯增大，達到界限壓力時，停止向井內栗入第一混砂液，繼續(xù)利用水泥車將儲層配伍流體栗入油氣井內將井內的第一攜砂液充分稀釋，直至其密度稀釋為1 ? 〇g/cm3;其中，8MPa〈所述界限壓力彡lOMPa;
[0032]步驟五:洗井，完成油氣井的防砂作業(yè)。
[0033]在上述方法中，步驟五所述的洗井為本領域的常規(guī)技術手段。
[0034]在上述方法中，優(yōu)選地，在步驟四結束后、步驟五開始前，該方法還包括將第二攜砂液與填充材料混合后得到第二混砂液，采用所述第二混砂液對所述油氣井進行管內循環(huán)充填的步驟;所述第二攜砂液可以采用常規(guī)攜砂液，更優(yōu)選地，第二攜砂液的組成為水和胍膠;其中，以第二攜砂液的質量百分比計，所述胍膠的含量為1-5%;所述管內循環(huán)填充為本領域的常規(guī)工藝。
[0035]本發(fā)明所述的砂比是指加砂量(堆體積)與所用攜砂液的體積之比，以百分數表示;其中，“砂”指的是填充材料。[〇〇36]本發(fā)明的有益效果:
[0037]1)本發(fā)明提供的技術方案無需依靠壓裂栗車即可實現油氣井的防砂作業(yè)，大大降低了施工成本；
[0038] 2)與傳統(tǒng)依賴于壓裂栗車的防砂工藝相比，本發(fā)明提供的技術使用的設備簡單、 體積小，便于在海上平臺或其它場地受限的地面進行操作；
[0039] 2)與傳統(tǒng)防砂工藝相比，本發(fā)明提供的技術方案對地面填充壓力要求較低，施工更加安全；
[0040] 3)本發(fā)明提供的第一攜砂液與儲層的配伍性好、抑制性強、利于保護油氣層，且該攜砂液具有優(yōu)異的攜砂能力，避免了填充過程中因流體通道堵塞引起填充失敗。【附圖說明】[0041 ]圖1為地面防砂填充裝置的結構示意圖；[〇〇42] 主要附圖標號說明:
[0043]1:第一液罐車;2:混砂車;3:螺桿栗;4:第二液罐車;5:水泥車?！揪唧w實施方式】
[0044]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。[0045 ]實施例中所使用的地面防砂填充裝置如圖1所示。
[0046]該地面防砂填充裝置包括第一液罐車1、混砂車2、螺桿栗3、第二液罐車4、水泥車 5;其中，
[0047]第一液罐車1的輸出端與混砂車2的輸入端相連，混砂車2的輸出端與螺桿栗3的輸入端相連，螺桿栗3的輸出端與油氣井的井口相連；
[0048]第二液罐車4的輸出端與水泥車5的輸入端相連，水泥車5的輸出端與油氣井的井口相連。
[0049]實施例
[0050]本實施例提供了一種油氣井的防砂方法，該方法包括以下步驟:[0051 ]①本實施例使用的第一攜砂液的密度為1.5g/cm3，其是由水和甲酸鉀(加重劑)組成的，以第一攜砂液的質量百分比計，甲酸鹽的含量為70%;第一攜砂液的制備過程具體包括:
[0052]在循環(huán)攪拌的條件下，向水中加入甲酸鉀，循環(huán)攪拌至甲酸鉀完全溶解，得到密度為的第一攜砂液，然后將第一攜砂液加入第一液罐車1中；[〇〇53] ②將第一攜砂液栗入混砂車2,在混砂車2中與礫石混合配制得到砂比為5-40 %的第一混砂液；
[0054]③利用螺桿栗3將第一混砂液栗入井口，同時利用水泥車5向井口注入水，注入過程中調節(jié)第一混砂液和水的注入比例以改變第一攜砂液的密度及其液柱的壓力，從而控制油層中的填充壓力為5-25MPa，地面填充壓力為l-8MPa;其中，
[0055]第一混砂液和水的注入比例根據地面實驗確定，第一混砂液和水混合后的注入排量為 1.0-2.5m3/min;
[0056]這一階段礫石會在高密度攜砂液(也即第一攜砂液)液柱壓力的作用下進入地層虧空帶，形成擋砂屏障；[〇〇57] ④當地面填充壓力明顯增大，達到界限壓力(8MPa〈所述界限壓力彡lOMPa)時，停止栗入第一混砂液，繼續(xù)注入水，將井下的第一攜砂液充分稀釋至接近于水的密度(l.〇g/ cm3)，使礫石充分沉降壓實；[〇〇58]⑤在第一液罐車1中加入第二攜砂液，第二攜砂液的組成為水和胍膠，以第二攜砂液的質量百分比計，胍膠的含量為1-5%，將其與礫石混合后得到第二混砂液(第二混砂液的砂比為5-15%)進行管內循環(huán)充填;該步驟主要針對之前是采用礫石充填防砂工藝作業(yè)的井，如果之前是采用人工井壁防砂工藝作業(yè)的井，則可以不進行該步驟的操作；
[0059]⑥進行洗井，施工結束。
[0060]上述實施例提供的攜砂液與儲層的配伍性好、抑制性強，并且由于攜砂液與填充材料之間的密度差值較小，利于填充材料在其中懸浮，因而攜砂能力較好;其中，加重劑在防砂作業(yè)過程中能夠有效提高攜砂液的密度，增大攜砂液的液柱壓力，從而增大油層中的填充壓力，減小地面填充壓力；與此同時，加重劑在防砂作業(yè)過程中不容易發(fā)生因流體通道堵塞而導致填充失敗的現象，并且能夠有效保護油氣層。
[0061]對于本發(fā)明提供的其它加重劑(例如:氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硝酸鈉、溴化鈉、溴化鈣、甲酸鈉、甲酸銫、乙酸鉀、檸檬酸鉀、酒石酸鉀、乙酸銨、檸檬酸銨、酒石酸銨)制備得到的第一攜砂液，制備時控制第一攜砂液的密度為1.2-2.3g/cm3，然后按照上述實施例中的步驟進行操作，同樣能夠獲得和實施例相同的防砂效果;本發(fā)明提供的加重劑在使用時，可以單獨使用，也可以多個混合使用，混合使用時沒有配比要求，只需將最終的第一攜砂液的密度控制為1.2-2.3g/cm3即可。
[0062]對比例
[0063]本對比例提供了一種油氣井的防砂方法，該方法包括以下步驟:
[0064]將儲層配伍液體(主要為水)與增粘劑(所用增粘劑為本領域常用產品)混合配制得到攜砂液，攜砂液的密度為1 ? 0-1 ? lg/cm3;[〇〇65]將攜砂液與礫石混合后得到混砂液(混合砂液的砂比為5-40% );
[0066]利用壓裂栗車的高壓柱塞栗直接將混砂液加壓后栗入井口，采用壓裂栗車在管外進行充填的過程中地面承受的填充壓力為10_30MPa。
[0067]與對比例相比，本發(fā)明提供的實施例無需使用壓裂栗車即可實現油氣井的防砂， 并且在防砂過程中有效降低了地面施工壓力(對比例中地面填充壓力為10_30MPa，而實施例中地面填充壓力為l_8MPa)，施工更加安全。
【主權項】
1.一種用于油氣井的防砂方法，其包括以下步驟:步驟一:將密度為1.2-2.3g/cm3的第一攜砂液與填充材料混合，得到第一混砂液；步驟二:向油氣井內注入第一混砂液和儲層配伍流體，注入過程中控制油層中的填充 壓力為5_25MPa，地面填充壓力為l-8MPa;步驟三:當地面填充壓力達到界限壓力時，停止栗入第一混砂液，繼續(xù)注入儲層配伍流 體對井內的第一攜砂液進行稀釋;其中，8MPa〈所述界限壓力< 1 OMPa;步驟四:洗井，完成油氣井的防砂作業(yè)。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟一中，所述第一攜砂液的原料組成 包括水和加重劑;其中，所述加重劑為無機鹽和/或有機鹽；優(yōu)選地，所述無機鹽包括氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硝酸鈉、溴化鈉、溴化鈣中的一種或 幾種的組合;所述有機鹽包括甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸銫、乙酸鉀、檸檬酸鉀、酒石酸鉀、乙酸 銨、檸檬酸銨、酒石酸銨中的一種或幾種的組合。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟二中，采用螺桿栗向油氣井內注 入第一混砂液。4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，在步驟二和步驟三中，所述儲層 配伍流體為水或含有油田化學助劑的水溶液。5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟二中，所述第一混砂液和儲層配 伍流體的總注入量為0.5-2.5m3/min。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟三中，當停止栗入第一混砂液，繼續(xù) 注入儲層配伍流體對井內的第一攜砂液進行稀釋時，將所述第一攜砂液稀釋至密度為 1?Og/cm3〇7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟三結束后，步驟四開始前，該方法還 包括采用第二混砂液對油氣井進行管內循環(huán)充填的步驟;其中，所述第二混砂液是由第二 攜砂液和填充材料混合得到的。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟一中，所述第一混砂液的砂比為5-40% 〇9.根據權利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括礫石、陶粒、樹脂砂 中的一種或幾種的組合。10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:步驟一:將儲層配伍流體與加重劑混合得到第一攜砂液，所述第一攜砂液的密度為 1 ? 2-2?3g/cm3;步驟二:將第一攜砂液由第一液罐車栗入混砂車，與混砂車中的填充材料混合后，得到 砂比為5-40 %的第一混砂液；步驟三:利用螺桿栗將第一混砂液由混砂車栗入油氣井內，同時利用水泥車將儲層配 伍流體栗入油氣井內，控制油氣井內油層中的填充壓力為5-25MPa，地面填充壓力為1-8MPa；步驟四:當地面施工壓力達到界限壓力時，停止向井內栗入第一混砂液，繼續(xù)利用水泥 車將儲層配伍流體栗入油氣井內將井內的第一攜砂液充分稀釋，直至其密度為l.0g/cm3; 其中，8MPa〈所述界限壓力彡lOMPa;步驟五:洗井，完成油氣井的防砂作業(yè)；優(yōu)選地，在步驟四結束后，步驟五開始前，該方法還包括將第二攜砂液與填充材料混合 后得到第二混砂液，采用所述第二混砂液對所述油氣井進行管內循環(huán)充填的步驟；更優(yōu)選地，所述第二攜砂液的組成為水和胍膠;其中，以第二攜砂液的質量百分比計， 所述胍膠的含量為1-5 % ;進一步優(yōu)選地，所述第二混砂液的砂比為5-15 %。
【文檔編號】E21B43/04GK105952420SQ201610363580
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】王寶權, 匡韶華, 朱富林, 陳勛, 高金玉, 石磊, 佟姍姍, 嚴蕾, 宋鳴, 宋一鳴, 田富, 丁楠, 王繼春
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司