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防砂技术


3.质量要求
(1)下滤砂管前要彻底清洗井筒,尤其要洗 净死油,保持井筒内的液体清澈透明无固相颗 粒。 (2)管柱丈量要准确,记录要清楚。 (3)滤砂管在如井前要严格检查,应无缝无 动。 (4)滤砂管入井时,要逐根下入。因为滤砂 管性脆,连接过长,搬运过程中易弯曲造成折 裂。下放速度要慢,以每小时不超过30根油管 为宜。 (5)要做到清洁施工。
第六节
化学防砂
化学防砂大致可分为两大类: 一类为溶液胶结地层砂,它是将具有对地层砂 一类为溶液胶结地层砂 和粘土矿物有胶结作用及稳定作用的化学溶液 注入地层,达到稳固、防止地层砂运移和排出 的目的。主要有:酚醛溶液地下合成法、树脂 类溶液地下合成法、水玻璃溶液固砂和高分子 聚季铵盐类溶液固砂。 第二类为化学人造井壁防砂,它是将具有一定 第二类为化学人造井壁防砂 粒度的化学材料充填到出砂油层或自身固结或 靠外界条件固结成具有一定强度和渗透能力的 人工井壁,阻挡地层砂进入井筒达到防砂目的, 主要工艺有:水泥砂浆、树脂砂浆、CS—1自 身固结、复合陶粒自身固结、核桃壳、塑料预 包砂等
4.应用条件
适用于油、水井早期防砂,油层井段在 15m 以内的油、水井防砂,地层出砂量 少于500L/m的防砂井,浅井(井深在 1000m左右)防砂。
五、酚醛树脂胶固砂岩
1.防砂原理 酚醛树脂胶固砂岩主要是以苯酚、甲醛 为主料,以碱性物质为催化剂,按比例 混合,经加温熬制而成的甲阶段树脂 (粘度控制在300mPa·s左右),将此树脂 溶入砂岩,以柴油增孔,再挤入盐酸作 为固化剂,在地层温度下反应固化,将 疏松砂岩胶结牢固,防止油、水井出沙。
第四节 滤砂管防砂
一、防砂原理 滤砂管防砂主要是选用具有良好胶结性能的胶 结剂,筛选具有一定硬度的颗粒物质作为骨料, 按比例混合,在一定的条件下固结成型,制成 具有较高强度和滲透性的滤砂管,并与其它工 具组合下入井内,对准出砂层位,阻挡地层砂 进入井筒,以达到防止油井出砂。 选用的胶结剂和骨料不同,可以制成多种不同 的滤砂管。下面是以环氧树脂砂粒滤砂管为例 介绍滤砂管防砂。
2.筛管规格 .
预涂层砾石双层筛管规见表12
双层筛管 筛管规格 D mm 102×60 127×73 117 142 D L mm mm 62 75 2000 2000 中心管 公称直径 孔径 mm mm 60 73 10 10 孔密 孔/m 150 150 总长 mm 2400 2400
3.性能
5.应用条件
适用于已出砂的油井防砂,油层井段小 于20m油井防砂,浅井(井深在1000m左 右)防砂,低压油井防砂。
三、水带干灰砂人工井壁
1.防砂原理 水带干灰砂人工井壁防砂是以水泥为胶 结剂,以石英砂为支撑剂,按比例在地 面拌合均匀,用水携至井下,挤入套管 外,堆积于出砂层位,凝固后形成具有 一定强度和渗透性的人工井壁,防止油 层出砂。
4.应用条件
适用于已出砂的油、水井(注水井)防 砂,多油层、高含水油井防砂,防砂井 段50m以内的油、水井防砂,适用于低压 油、水井后期防砂。
四、柴油乳化水泥浆人工井壁
1.防砂原理 以活性水配制水泥浆,按比例加入柴油,充分 搅拌形成柴油水泥浆乳化液,泵入井内挤入出 砂层位,水泥凝固后形成人工井壁。由于柴油 为连续相,凝固后的水泥具有一定的滲透性, 使液流能顺利地通过人工井壁,进入井筒,达 到防砂的目的。 2.质量要求 (1)选用合格油井水泥。 (2)水溶液中,应将活性剂、氯化钙、三乙醇 胺加入其中,使其溶解混合均匀。 (3)水泥浆配制好后再加入柴油,剧烈搅拌至 乳化为至,并在1.5小时内挤入地层。
第五节 预涂层砾石双层筛管防砂
一、防砂原理 预涂层砾石双层筛管防砂是将预涂层砾石装入 具有内外层筛管之间的环形空间中,在一定的 条件下使其固结,形成预涂层砾石双层筛管。 将此种筛管下入井内,对准出砂层位,起到挡 砂屏障的作用,以防止地层砂进入生产管柱内, 维持油井正常生产。 二、适用范围 预涂层砾石双层筛管防砂适用于中、粗砂岩油 井的防砂,部分采油井的早期和后期防砂,套 管完好的油井防砂,边缘的试油井或定向井防 砂,原油粘度在2000mPa·s以下的油井防砂。
二、水泥砂浆人工井壁
1.防砂原理 水泥砂浆人工井壁是以水泥为胶结剂,以石英砂为 支撑剂,按比例在地面拌合均匀,用水携至井下, 挤入套管外,堆积于出砂层位,凝固后形成具有一 定强度和渗透性的人工井壁,防制油层出砂。 2.质量要求 (1)选用合格的油井水泥,不过期,无结块。 (2)石英砂要干净,粒度范围应以地层砂粒度中 值的4~8倍为宜。 (3)在砂浆中所用水以淡水为佳。 (4)输送水泥砂浆所用油的粘度在20mPa·s以下。 (5)水泥砂浆拌好后,要在初凝前送至井底。
2.质量要求
(1)选用合格的油井水泥。 (2)石英砂要干净,粒度范围应以地层 砂粒度中值的4~8倍为宜。 (3)携砂液用淡水,其中可加入0.05% 的三乙醇胺和0.05%的FAE(聚氧乙烯18 醇醚)活性剂,以增加胶结强度。
3.施工工序及参数
(1)压井、探砂面、并冲砂至人工井底。 (2)光油管下至油层顶部以上10m左右;接施工车辆 地面管线,清水试压;正循环至返出井口,关套管闸 门。 (3)正挤携砂液,调整泵压和排量,求地层吸收能力, 当泵压稳定,排量达到500l/min以上,确认地层吸收 能力符合要求。 (4)加砂比控制在(5~10):100之间,若排量在 1000l/min以上,加砂比可提高到(10~15):100。 (5)泵压上升值为稳定值的50%时,立即停止加砂。 (6)正挤顶替液至砂浆全部挤入地层。 (7)关井候凝72小时以上。 (8)压井,探砂面,钻塞至人工井底,下生产管柱投 产。
二、适用范围
滤砂管防砂适用于 部分采油井的早期和后期防砂, 部分采油井的早期和后期防砂, 粗砂岩油井的防砂, 中、粗砂岩油井的防砂, 套管完好的油井防砂, 套管完好的油井防砂, 原油粘度较低的油井的防砂。 原油粘度较低的油井的防砂 若原油的粘度大于2000mPa·s,则不能 使用滤砂管防砂。
1. 2. 3. 4.
主要是指在双层筛管环形空间中所充填的预涂 层砾石胶结后的强度、孔隙度、滲透率等,同 时应具有耐水、油、酸、盐等性能,以适应井 下生产环境。 预涂层砾石技术指标见表13
抗压强度 孔 隙 度 滲 透 率 耐油性 耐水性 MPa % 60 ºC 60 ºC µm2 >5.0 >25 >50 耐酸性, 耐 酸 (地层水) 性
一、化学防砂方法的种类
为便于系统掌握化学防砂,将各种化学防砂方 法的配方列入表14中
配方(质量比) 水泥砂浆人工井壁 水带干灰砂人工井壁 柴油乳化水泥浆人工井壁 酚醛树脂胶固砂岩 树脂核桃壳人工井壁 树脂砂浆 酚醛溶液地下合成 树脂涂层砾石人工井壁 水︰水泥︰砂=0.5 ︰ 1.0 ︰ 0.4 水泥︰砂=1 ︰2 柴油︰水泥︰水=1 ︰1 ︰0.5 苯酚︰甲醛︰氨水=1 ︰1.5 ︰0.05 树脂︰核桃壳=1 ︰1.5 树脂︰砂=1 ︰4 苯酚︰甲醛︰固化剂=1 ︰2 ︰ (0.3~0.36) 树脂︰砾石=1 ︰(10~20)
1. 滤砂管及引鞋配方
滤砂管及引鞋配方见表9。
滤砂管配方 材料 环氧树脂(E-44) 650聚酰胺树脂 酒精 石英砂 质量比 100 15 20 2000 引鞋配方 材料 质量比
环氧树脂(E-44) 100 650聚酰胺树脂 酒精 石英砂 15 20 1200
1. 滤砂管技术参数
滤砂管技术参数见表10。
2.配制酚醛树脂溶液
按配方称料,置反应釜中,加热至沸腾, 控制反应所得树脂最终粘度达到 300mPa·s(20ºC),迅速冷却脱水得到棕色 甲阶段树脂。若粘度超过500mPa·s,则用 无水酒精调粘至合格产品。
3.施工步骤及参数(12步)
4.施工工序
(1)压井、探砂面、并冲砂至人工井底。 (2)光油管下至油层顶部以上10m左右。 (3)接施工车辆地面管线,清水试压。 (4)正循环至返出井口,管套管闸门。 (5)正挤携砂液求地层吸收能力,当泵压稳 定,排量达到500l/min时,开始加入水泥砂浆, 直至加完设计用量。 (6)正挤顶替液至砂浆全部挤入地层。 (7)关井候凝48小时以上。 (8)压井,探砂面,钻塞至人工井底,下生 产管柱投产。
滤砂管的规格 A B C D E 地层砂粒度中值(mm) <0.1 0.1~0.2 0.2~0.3 0.3~0.4 0.4~0.5
四、施工工艺
1.防砂施工管柱 . 滤砂管施工管柱组合有三种: (1)闭式施工管柱 丝堵+滤砂管+油管+安全接头+封隔器+丢 手接头+工作管柱 (2)开式施工管柱 ) 尾管+托砂皮碗+滤砂管+油管+安全接头+ 封隔器+丢手接头+工作管柱 (3)改进型施工管柱 ) 尾管闭式接头+滤砂管+油管+安全接头+封 隔器+丢手接头+工作管柱
2.操作程序 .
(1)按照射孔井段的长度和深度组合防砂施 工管柱。 (2)按组合顺序,一次把管柱下入井内至设 计井深。 (3)按封隔器操作要求坐封,封闭环形空间。 (4)通过丢手,将封隔器以下的管柱留在井 内。 (5)下入根据生产需要组合的生产管柱,并 使尾部插入丢手接头外壳内。 (6)开井投产。
稳定
稳定
稳定
稳定
四、施工工艺
(1)射孔 孔径大于10mm,孔密不低于20孔/m。 (2)通井 用小于套管内径4~6mm,长度大于筛 管1m通井规通至油层底界以下20m。 (3)洗井 用无固相液体彻底洗井,至进、出口 一致。 (4)下入组合好的施工管柱,至设计位置,使双 层筛管对准油层。 (5)坐封,丢手。 (6)下入生产管柱投产。
强度 (MPa) 9.98 9.39 11.98 8.87 9.50 渗透率 (μm2) 139.3 230.6 471.5 621.2 725.6 孔隙度 (%) 37.3 34.3 28.0 26.1 25.2 孔道半径 (μm) 55 74 117 140 153
A B C D E
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