防砂技术现状讲解
+ 防砂就是采取一定措施禁止或减少油层砂产出并阻 止其进入井筒,最早出现于20世纪60年代。按照时 间划分为四个阶段。
+
早期的试验摸索阶段
发展阶段
崭新发展阶段
成熟阶段
20世纪60年代:自然砂桥控砂技术 20世纪70年代:化学防砂
20世纪80年代:机械一化学复合防砂 20世纪90年代:防排结合的综合治砂
+ 国外油气井防砂工艺技术研究起步较早, 1932年开始采用砾石充填方法。。如美国 的贝克—休斯公司、道威尔—斯伦贝谢公司、 哈里巴顿公司、沙龙公司、雪弗龙公司等 都拥有自己专门的防砂器材、施工设备和 施工工艺,从砾石充填工具、封隔器、滤 砂管、泵送设备到施工液体、化学药剂、 技术咨询、现场服务等形式一条龙服务。
陶粒和树脂涂敷砂应用。
➢ 充填方式:反循环充填、正循环充填。
国内外许多油田优先采用的方式,由于有较多的 砾石进入射孔炮眼内,充填饱满,因此防砂时成 功率高,效果较好。
在绕丝筛管砾石充填防砂技术上发展起来 的新技术,其原理是利用油管将防砂筛管与 填砂工具等组合而成的防砂管柱下至油层段, 然后利用填砂车组将混砂液正填入筛套环空、 近井地层中,以实现人工砾石形成的砂桥防 治油层细粉砂的目的。
限制,已很少采用树脂 核桃壳防砂; ➢ 而水泥砂浆防砂因强度 低、有效期短故应用已 较少; ➢ 水带干灰砂、乳化水泥 浆曾被广泛采用,但由 于防砂后堵塞较严重, 其重要地位现已被其它 方法取代。
+ 国外 ➢ 国外化学防砂还有有机
物氧化聚合固砂、热法 (以固O及H砂)焊、2接固S玻iC砂l璃4、固固胶砂砂乳、等固Ca。砂 ➢ 其中美国加州用焊接玻 璃固砂法出砂严重的含 页岩及粘土砂岩油井防 砂,效果良好,特别适 用于注蒸汽驱类油井防
层,阻止地层砂流入井
筒,从而达到防砂目的。
近年来,国内外兴起了多种新型的化学防 砂方法,如高能树脂液充填固砂、微生物 固砂等,资料数据表明效果不错。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。 从总体来看,根据防砂需要,研究价廉、 实用、高效的新型化学防砂方法成为开发 疏松砂岩油田的必然趋势。
+ 机械防砂
+ 把机械防砂管柱(筛管、封隔器)下入井中,阻 挡地层砂进入井内,而地层液体可以自由通过的 防砂方式。
套管内防+砂
底层内固砂
种类
割缝衬管、 绕丝筛管、 胶结成型的滤砂管、 双层或多层筛管
砾石充填防砂技术 压裂防砂技术
复合射孔防砂技术
特点
简单易行、效果差,寿命短
防砂效果好,寿命长。
原因
防砂管柱的缝隙或孔隙易被进 入井筒的细地层砂所堵塞
➢ 携砂液:目前国际上在携砂液研究方面持 有两种观点。
① 朝高质、高效及高粘方向发展。
② 趋向于低粘或清水方向发展。如何评价视 油井类型而定。
➢ 膨胀筛管 ➢ 特点:水平井裸眼井防砂效果更理想;后
期处理简单 ➢ 多层组合筛管(美国Pall公司研制成功) ➢ 特点:适合于水平井及大斜度井防砂。 ➢ 双层半剖面绕丝
➢ 充填工具: ① 皮碗式充填工具; ② 封隔器转换总成类充填工具; ③ 振动充填工具。 ➢ 绕丝筛管: + 目前,国外除少数地区继续沿用割缝衬管
外,大部分地区均采用全焊接不锈钢绕丝 筛管。
➢ 充填材料:英砂、陶粒和涂层砾石。
在国外的充填材料中,公认Ottawa( 加拿 大首都)砂质量最好,委内瑞拉砂次之。
① 常规砾石充填工具;
② 振动砾石充填工具
③ 长井段分层砾石充填工具 ➢ 筛管:主要有全焊接式不锈钢绕丝筛管、
割缝衬管、双层预充填筛管和金属棉滤砂 管。其中全焊式不锈钢绕丝筛管应用最为 广泛。
➢ 充填材料:
① 石英砂、陶粒和树脂涂敷砂,其中以石英砂为主。 ② 国内石英砂中以兰州砂质量最好,其次是福建砂。 ③ 由于陶粒价格较贵,一般用量不大,只在少数高温井中
砂。
国内 ➢ 高强度固砂技术。
国外
➢ 高能树脂液充填固砂技术。
➢ 采用多种高效的无机 ➢ 利用火药爆燃产生
及有机固体粘结剂,配 以各种添加剂精制而成 的粉剂产品。
➢ 将该产品配成水基悬浮 液注入地层,生成立体 网状结构的固结物。在 井筒周围形成一个滤砂
30MPa的巨大能量,使 不均质地层来不及反应, 强制吸收, 0.02~1秒之 内将树脂液均匀顶替进 入各层位。因而防砂效 果好,适用长井段防砂。
树脂胶结地层砂
化学
防砂
人工井壁
其它化学固砂法
+ 国内 ➢ 还可以使树脂在地下合成进
行防砂, ➢ 如:酚醛溶液地下合成防砂
就是将加有催化剂的苯酚与 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,固化后使地层砂胶结牢 固,从而防止出砂。
+ 国外 ➢ 国外多采用呋喃树脂防砂。
➢ 对于出砂严重、生产压差大的直井、小斜度 油井,多采用绕丝筛管砾石充填防砂;而对 于出砂不太严重或大斜度井、水平井则采用 滤砂管防砂。
➢ 砾石充填趋向于正循环挤压充填,尤其是高 压大排量挤压充填。
有效地把地层砂限制在地 层内,并能使地层保持稳
定的力学结构
+ 近年来,国内机械防砂工艺技术发展较快, 仅辽河油田、胜利油田、大港油田在油气 防砂研究方面也作了大量的工作,使国内 防砂工艺技术水平有了较大提高。
+ 在国内陆上、海上十几个油田现场应用一 万余井次,施工成功率90%以上。
➢ 充填工具:
呋喃树脂除了大量应用于常 规油井防砂外,也用于气井 防砂和热采井防砂。 ➢ 在美国加州Bakersfield的克恩 河油田热采井中成功地使用 了一种改性呋喃树脂防砂。 ➢ 结果表明,油井生产时间大 大延长,在不降低总产量的 情况下很大程度地减少了出 砂量和作业费用。
+ 国内 ➢ 由于受到核桃壳砂效果好;
➢ 防砂管柱内通径大(Ф100mm~Ф110mm), 便于后期作业;
➢ 填砂、丢手、坐封一次管柱完成,施工方 便、快捷;
➢ 筛缝排列密度大,提高了过流面积,而且 筛管强度高。
➢ 双层预充填筛管和金属棉滤砂管 特点:应用广泛。 ➢ 金属毡滤砂管 特点:适应大注入量的要求。 ➢ TBS筛管防砂技术 特点:形成自然的挡砂屏障。