折皱式防砂筛管过流性能测试及评价方法

常规防砂方法在复杂生产条件下极易被储层砂堵塞,从而显著降低其过流性能,为此,研制了折皱式(ZZS)防砂筛管。通过设计开展物模评价试验,将现场典型应用井位生产数据与常规筛管进行对比,论证了ZZS筛管在不同复杂生产条件下的过流性能。试验结果表明:新型折皱式防砂筛管过滤面积大,其筛网材料用量为常规优质筛管的4倍以上,可在一定程度上降低筛网堵塞对过流性能的不利影响,从而有效提高井筒供液能力;在高产液量、稠油、致密砂岩、砂岩粒度不均等复杂工况下,ZZS筛管的过流性能优于金属毡筛管,更优于配合砾石充填的绕丝筛管。研究结果可以为油田区块新型防砂技术的推广应用提供重要指导。     

大宛齐油田疏松砂岩油藏出砂机理与防砂技术研究

塔里木盆地大宛齐油田属于疏松砂岩油藏，主力产油层段为第四系和上第三系的康村组。油层埋深浅、胶结疏松、压实作用差造成油层出砂严重，影响油田的正常生产，绝大部分油水井如果不防砂就无生产能力．本文从地质因素和开采因素两方面分析了本区油层出砂原因与机理，在借鉴国内外类似疏松砂岩油藏防砂技术的基础上，提出了适合该油田的三种防砂技术：高压一次充填防砂工艺、机械双重防砂工艺以及激光割缝筛管-压裂砾石充填防砂工艺。并对此三种技术的防砂适应性进行了分析，认为大宛齐油田可以针对不同层系、不同井况的出砂问题选用最佳防砂技术．以保证油田安全生产。     

激光割缝筛管——压裂砾石填充防砂工艺技术

文章描述了激光割缝筛管防砂机理及割缝筛管筛缝宽度、长度的确定方法 ,研究了割缝筛管与地层充填砂的配伍性。激光割缝筛管 -压裂砾石充填防砂技术简单、经济实用 ,避免了绕丝管结构复杂、打捞困难 ,重复利用率高。与此同时 ,由于进行了压裂 ,对辽河油田的超稠油油井的出砂情况 ,应用此项防砂技术后实现了超稠油井稳产、增产。     

稀油低渗水平井压裂充填完井技术

充填防砂在稠油水平井的开采方面获得了成功应用,水平井压裂充填技t术是在此基础上将充填防砂技术从充填发展到压裂充填,增加了酸洗清除泥饼工艺,并移植到稀油水平井上进行应用。以河南油田泌304区为例进行了研究,水平井压裂充填完井技术综合应用了精细滤砂管完井、酸洗、压裂充填等工艺技术,所有工序通过一趟管就可以完成,施工非常方便,地层污染小。通过安平2井等4口井的实施,产能比同层开采直井提高了3～10倍,且稳产效果好。     

可自适应膨胀防砂筛管性能评价试验研究

用自主开发的模拟试验装置对可自适应膨胀防砂筛管进行性能评价试验研究和工艺参数优选。试验研究与分析表明,采用可膨胀防砂筛网、砾石充填膨胀层和内支撑割缝筛管构成的复合防砂体系防砂效果明显;筛管砾石膨胀层充填厚度为25~30 mm时,能够保持较好的渗流性能;膨胀层砾石充填压力为15~20 MPa时,膨胀力恰当,能够有效实现筛套之间的零环空,保持较大的渗透率和流量;膨胀层填充砾石与地层砂中值比为7左右时,易于形成稳定砂桥,防砂效果好。可为油田防砂筛管的设计和现场应用提供参考。     

细分层系高效压裂充填防砂管柱

针对?244.5 mm套管完井作业中突出的调整层间分隔和薄油层精细分层等技术难题,设计了集旁通过流筛管、生产滑套于一体的外层防砂管柱,以及将充填转换总成预置于锚定密封总成的压裂充填防砂服务管柱,使充填时减少1层中心管的下入,满足低摩阻、大排量充填防砂和细分层系的需要。通过对管柱关键工具的分析以及施工参数的模拟,研究结果表明该管柱可安全下入最大拉伸载荷50 kN;冲管长度500 m且正循环压裂充填施工排量为6.48 m3/min时,最大压力58.3 MPa;反循环洗井施工排量为1.27 m3/min时,最大压力17.45 MPa,满足现场施工要求。该技术在渤海油田A井实施1次5层充填防砂作业,现场应用结果表明,细分层系高效压裂充填防砂管柱性能稳定可靠,比常规充填防砂施工作业节约3 d工时,并且实现免下分采管柱进行分层调控生产,节约作业时间近1 d,具有一定的推广应用价值。     

新型预充填筛管在渤海QHD32-6油田的应用

砾石充填完井作业时间长,质量控制难度大,充填效率难以保证,用于海上油田综合成本较高,工艺应用受限。研发一种新型预充填筛管,并在渤海QHD32-6油田调整井中使用。新型预充填防砂筛管是在车间充填砾石后,直接下入生产井完井防砂井段,依靠充填砾石层实现高效防砂,与传统预充填筛管相比,预充填的砾石不固结,密度低,亲油疏水,具有强自洁能力。现场使用表明:新型预充填筛管在挡砂精度、抗堵能力、下入阻力方面有显著优势,且具有部分控水功能,是可部分替代现场砾石充填防砂完井的新型防砂工具,可用于提速增效、增油控水,大位移水平井的高效防砂。     

压裂-砾石充填防砂管柱的研究与试验

低产出砂油井进行水力压裂改造后，在其生产过程中会发生油井出地层砂和压裂砂，造成油井卡泵，更为严重的会使油层裂缝在大量支撑剂吐出后发生裂缝闭合，使压裂效果受到很大影响。针对这一问题，研制出压裂－砾石充填防砂管柱，其原理是在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂－砾石充填防砂管柱下到井下油层段，在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业，同步实现油层改造和油井防砂的双重目的，并在现场试验中取得了成功。     

纤维复合无筛管防细粉砂技术在涩北气田的应用

柴达木盆地涩北气田是中国第四大气田，其储集层为第四系粉砂岩和泥质粉砂岩，胶结疏松，出砂严重，常规防砂技术基本无效或效果很差。根据对该气田储集层的研究，其防砂作业要采用软纤维稳砂预处理技术和处理液（处理液由可防止储集层岩石润湿反转的表面活性剂和可以稳定细粉砂颗粒的软纤维稳砂剂组成）。基于对具有防砂效能的纤维与涂层砂形成的三维网状复合体结构与性能的研究，研制出在储集层条件下稳定并能抗温、抗酸、抗碱和抗地层水侵蚀的防砂专用特种纤维复合体，用盐湖水配制出低损害清洁压裂液，并设计了压裂端部脱砂与控制工艺，形成了纤维复合体技术、清洁压裂液技术和端部脱砂技术集成配套的纤维复合无筛管防细粉砂技术。用该技术在涩北气田12口井进行先导试验，取得了显著的防砂效果，防砂后的不出砂产气量是防砂前产气量的1．75倍以上。     

南海东部疏松砂岩油藏防砂历程研究及展望

南海E油田属于典型的疏松砂岩稠油油藏,开发过程中出砂风险高。文章以E油田为例,统计了该油田采用的各种防砂方式及其效果,分析防砂失效原因和机理。防砂效果分析表明,砾石充填防砂方式的防砂效果优于优质筛管独立防砂,产量递减率也慢于简易防砂,因此砾石充填防砂更适用于E油田这种泥质含量高、疏松砂岩稠油油藏;为进一步提高油气田产量,推荐油田使用压裂充填防砂,可进一步打开地层,减小表皮系数,并有效防砂。另一方面,针对长水平井或多分支井,可推荐使用新型防砂筛管,提高防砂有效期。     

深水浅层气田防砂方式优选及防砂参数优化

为了解决深水气井开采过程中出砂程度高、防砂难度大的问题,研究了深水气井防砂优化设计技术。基于荔湾3-1深水浅层气田上覆岩层压力低、成岩性差、胶结强度低的特点,研制了一套可以进行深水气田大型防砂物理模拟的试验装置。该装置能够准确模拟深水气田储层特性条件下的常规裸眼优质筛管防砂与砾石充填防砂。采用物理试验与现场实际相结合的方法,对多种防砂方式及防砂参数进行了物理模拟,提出了适合深水气田提高产能的最佳防砂措施为"金属网优质筛管+裸眼砾石充填＋适度扩眼增大砾石层厚度"。研究表明:气井防砂不同于油井的特殊性在于气体流速产生的携砂效应要明显大于增加砾石层厚度起到的挡砂效果,为保证深水气田出砂量小于10-9 m3/m3,砾石充填厚度应控制在60.96 mm以内,以达到产能与出砂量的最优组合。      

疏松砂岩油藏压裂防砂一体化技术

为解决疏松砂岩油藏、稠油出砂油藏、低产能出砂油藏常规防砂后油井产量低的开发难题,研究开发了压裂防砂一体化技术。在获得大量油层物性参数的基础上,利用开发引进的MFrac压裂防砂软件进行裂缝形态及几何参数模拟,优化施工参数,优选携砂液体系,设计泵注程序,然后将开发的压裂防砂一体化管柱下入井中,按设计的泵注参数和程序,对地层压裂充填,实现端部脱砂,之后通过管柱的转换进行环空充填防砂。现场应用结果表明该技术成熟可靠,简化了施工工序,缩短了施工周期,具有明显的增产防砂效果。     

高压充填重复防砂对产能的影响及解决方案

高压充填防砂技术的应用效果较好,目前已被广泛应用于出砂严重的油气井,对油田的防砂稳产起着重要的作用．但防砂失效后．管外将会存在一个较厚的砾砂混合区,其在重复防砂作业时很难被清理,这一砾砂混合区域对提高单井产能十分不利,并且,随重复防砂次数增多,混合区的厚度也随之增大,这种不利影响也将不断加剧。文中针对这一问题对高压充填防砂井管外充填区进行了分析,提出了3种可供选择的解决方案,包括压裂充填防砂技术、管外砾石充填区酸洗工艺及高压变粒径充填技术．并对各个方案和技术进行了简要的说明和分析,提出并阐述了管外砾石充填区酸洗技术主要技术思路和要点,即清除砾石层中的细砂．改善砾石层的渗透,同时还在传统高压充填工艺的基础上提出了高压变粒径充填,并根据Saucier方法和拱桥理论,对变粒径砾石充填中的砾石尺寸进行了分析,得出了其设计的基本原则：Ⅱ层砾石粒径大于或等于Ⅰ层砾石粒径的3倍,Ⅰ层砾石尺寸设计采用Saucier方法．     

压裂防砂技术

压裂防砂技术是一项新技术,具有防砂和增产的双重作用.详细介绍了胶液充填压裂防砂和盐水充填压裂防砂2种压裂防砂技术,其中着重论述盐水充填压裂防砂技术.通过表皮因子统计分析比较2种技术的现场应用效果,并从导流能力、油层特征及施工限制角度确定选井条件,最后阐明2种压裂防砂技术具有同样良好的生产效果,一般来说胶液充填压裂防砂适用于低渗透率油层和射孔段大于15 m的薄砂页岩层序油层;盐水充填压裂防砂适用于油层接近油水、油气界面,大斜度长井段和高温油藏.因此,科学选井是其施工成功的关键之一.     

海上小井眼大通径一次多层压裂充填工具研究

渤海蓬莱油田平均每年进行约50口井的侧钻井作业,采用ø177.8 mm尾管射孔的小井眼完井技术和单层压裂充填防砂工艺,保证其防砂效果和油井产能。但是,单层逐级压裂充填防砂的整体时效性差、费用高。现有的一次多层压裂充填防砂技术存在管柱通径小、细分层数少、压裂充填排量受限等不足。以ø177.8 mm小井眼完井为例,研制了一种通径为ø98.55 mm的1次6层及以上细分层系压裂充填防砂管柱及配套工具。对往复运动承压的密封模块等关键工具进行了强度分析和室内试验。试验结果表明,该工具的各项技术参数可以满足蓬莱油田的作业需要,且优于国内外同类工具,具有良好的应用前景。     

YC—152压裂防砂一体化工具的研制

针对目前疏松砂岩油藏压裂防砂由于受到充填工具的限制,采用2步法施工周期长、作业成本高,而且压裂效果难以保证的难题,研制了YC—152压裂防砂一体化工具。该工具集地层压裂改造和环空充填防砂于一体,主要由坐封装置、高压复合密封组件、锁紧装置、悬挂装置、丢手装置、解封装置和填砂装置7部分组成。携砂液流通通径大,满足4 m3/min排量压裂施工的需要;封隔压力高达35 MPa,悬挂能力700 kN。室内试验和现场试验表明,该工具综合性能可靠,很好地满足了压裂防砂的要求。     

可自适应膨胀防砂筛管结构设计及防砂机理研究

在分析油层出砂机理的基础上,介绍了可自适应膨胀防砂筛管的结构组成和防砂机理。外层防护外壳起到保护内层结构和填充砾石的作用,使地层砂在管外形成"砂桥",作为初级挡砂屏障;可膨胀防砂筛网阻挡砾石在筛管膨胀过程中从防护外壳的孔隙漏失,形成第2级挡砂屏障;砾石充填层以砾石作为膨胀介质,可实现可自适应膨胀,并对原油过滤,形成第3级挡砂屏障;内支撑割缝筛管在可自适应膨胀防砂筛管的下入、起出过程中提供支撑,并防止地层砂进入中心管,形成第4级挡砂屏障。该装置综合了可膨胀筛管、砾石充填筛管和割缝筛管的防砂优点,有效地提高了防砂效果。     

低压稠油出砂油田防砂完井方式的优选

绥中36-1油田属于低压稠油油田,目的层位为东营组下段,储层岩石胶结疏松,孔渗性极大。根据现场观察法、经验法及力学计算法等防砂判据综合判断,油井出砂将成为贯穿开发生产过程的主要问题,防砂则为开发生产及油层保护的重点和核心。由于绥中36-1油田具有地层纵向层系多、含夹层(泥岩夹层、含水夹层)等特殊情况,经研究后决定采用下套管注水泥固井并在射孔套管内进行井下砾石充填完井方案。国内外的经验和我们的理论研究表明:压裂充填不仅能消除射孔压实表皮系数,而且能消除全部或大部分钻井损害,同时还具有增产作用;压裂充填完井产能基本上能恢复到天然产能,且比常规砾石充填提高约2～4倍,效果非常明显。由此可见,压裂充填完井是低压稠油出砂油田较好的防砂完井方式。     

基于CO2特性的无水加砂压裂技术研究与应用

吉林油田致密油资源潜力大,储层物性差,常规水力压裂改造技术易造成储层污染、能量补充不及时,油井产量递减快。CO₂无水压裂技术具有增加地层能量、降低储层伤害、原油混相等技术优势。基于液态CO₂压裂液体系的黏度、携砂性及滤失特征方面的研究,开展了CO₂无水压裂技术加砂试验。通过优选增稠剂Ⅱ型压裂液提高CO₂的黏度,采用段塞与连续加砂相结合的加砂方式、优化前置液比例,完善加砂工艺,提高加砂规模,压裂液体系黏度增加15～45倍,效果明显好于增稠剂Ⅰ型。CO₂无水加砂压裂技术实施的10口井压后日产油是常规重复压裂的2倍以上,折算单井节约水资源1 512 m³。      

连续油管喷砂射孔和筛管改流跨隔压裂组合工艺

常用的漏掉产层增产技术主要为连续油管跨隔压裂、连续油管逐层填砂顶封压裂,这些技术通常应用于埋藏较浅的储层。但对于埋藏较深的漏掉产层进行改造作业时,存在摩擦损失大、井口压力高、施工排量小的问题。连续油管喷砂射孔具有无压实作用和降低地层破裂压力的优点;连续油管筛管改流跨隔压裂工艺,通过将筛管和双封隔器相结合,在上部封隔器处通过筛管将油套环空的压裂液改流进入油管,油管中的压裂液经过下部封隔器后由节流喷嘴喷出,实现对目的层改造作业,由于施工过程中压裂液大部分在油套环空中流动,降低了沿程摩阻。该组合工艺充分利用了连续油管的优点,并克服施工排量小、井口压力高的问题,在准噶尔盆地储层深度3 660 m的××井中成功应用,施工过程中的最高排量为4.6 m3/min,最高井口压力43.8 MPa,压裂后增产效果明显。