高压砾石充填工艺在克拉玛依油田车排子作业区的应用

高压一次充填是目前对严重出砂油气井十分有效的防砂工艺措施。砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是高压砾石充填施工过程中影响施工成败和防砂效果的主要因素。针对克拉玛依油田车排子区块沙湾组的地质情况、高压砾石充填工艺的特点进行了描述,为克拉玛依油田的油水井防砂提供了一种新的可以选择的方法。     

挤压充填防砂在ZH41-52NX井的应用

为解决ZH41-52NX井出砂导致的砂埋油层、油井产量低的生产难题,研究开发了挤压充填防砂一体化技术。根据地层砂筛析结果,优选最佳充填砾石尺寸;以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标,优选携砂液体系,优化设计携砂比、充填排量及泵注程序等施工参数;以提高挡砂效果和充填的稳定性为目标,设计绕丝筛管尺寸和防砂管柱结构。防砂施工后平均日增油2 t/d,已连续生产243 d。该井防砂工艺技术参数优化设计方法为此类油井防砂提供了技术支持。     

高速水砾石充填参数优化及应用

高速水砾石充填防砂施工过程中砾石尺寸、携砂比、充填排量、充填压力、环空压力等是影响施工成败和防砂效果的主要因素。根据地层的破裂压力与地层渗透率数据,建立了携砂比、充填压力、环空压力、充填排量以及返出排量控制的方法,用以对施工参数进行组合优化设计;给出了一套高速水砾石充填施工参数优化设计方法,用该方法对渤海某平台9口井进行了高速水砾石充填设计,施工后防砂效果较好。     

水平井砾石充填参数优化设计的正交数值试验法

影响水平井砾石充填效果的施工参数包括砂浆排量、携砂比、携砂液黏度、冲筛比和滤失强度等,影响机理比较复杂,采用常规方法难以对其进行优化设计。首先确定这些因素的位级取值,然后使用正交表对其进行排列组合得到少量组合方案。利用水平井砾石充填数值模拟软件对这些组合方案分别进行数值试验,得到每种方案的充填效果评价指标;采用直观分析方法确定最优参数组合。对最优参数组合重新模拟表明,正交数值试验法得到的施工参数组合确实能达到最好的充填效果。采用方差分析法得到各因素对水平井砾石充填效果影响程度从大到小排序为:携砂比、冲筛比、充填排量、滤失强度、携砂液黏度。     

水平井砾石充填防砂模拟研究

介绍了水平井砾石充填防砂物理模拟和数值模拟的实验研究。利用大型实尺寸模拟试验装置，对水平井砾石充填机理作物理模拟试验，掌握了砾石砂浆在水平井中的流动状态、砾石的沉积规律、充填过程和影响水平井砾石充填效果的相关因素，其中主要相关因素有充填排量、携砂液性能、砂比和防砂管柱结构等。在物模基础上，根据水平井砾石沉积规律和充填过程，建立了水平井砾石充填数学模型，从理论上对水平井砾石充填进行了系统的数值模拟研究。结果表明：充填排量大于４５０Ｌ／ｍｉｎ、砂比（体积比）３％、冲／筛比（冲管外径／筛管外径）大于０．８、携砂液为水或囟水的情况下，水平井砾石充填率达到１００％，物模与数模拟合率达９０％。为水平井砾石充填防砂设计提供了优化设计参数。     

水平井砾石充填数值模拟研究

对于疏松砂岩油藏水平井,较好的防砂方法是绕丝筛管砾石充填防砂,但目前成功率很低.本文在分析水平井砾石充填过程和充填机理的基础上,运用固液两相流理论分析了充填过程中的流动阻力,对Gruesbeck提出的模型进行了改进,建立了考虑流体滤失的水平井砾石充填数学模型.通过计算分析了各种因素对充填效率的影响,表明:(1)在一定范围内,充填效率随充填排量、携砂液粘度、冲管与筛管直径比的增加而增加,但这些数值过大不利于充填成功率的提高.(2)充填效率随携砂液中砾石浓度、滤失量及砾石直径的增加而降低.运用此方法可系统优化水平井砾石充填施工参数,制定科学合理的施工方案,提高防砂成功率.     

绕丝筛管高压充填防砂井失效原因及对策

绕丝筛管高压充填防砂工艺是目前孤东油田应用最多、成功率最高的防砂工艺,但有些油井在采用绕丝筛管高压充填防砂后,短时间内供液能力变差,产液量下降,严重影响该油田的开发效益。分析认为,绕丝筛管高压充填防砂井失效是由砂桥被破坏、砾石粒径与地层砂不匹配及施工参数不合适造成充填砂体及绕丝筛管堵塞造成。提出了以下防治措施:采用托砂皮碗防止砂桥被破坏,优化砾石粒径,研制新型携砂液,优化生产参数,评估油井生产能力。该油田采取以上防治措施后,维持了油井的供液能力,延长了防砂有效期。      

水平井砾石充填防砂施工参数模拟研究

水平井砾石充填防砂技术能够有效延缓水锥的形成,延长防砂有效期,最大限度地发挥水平井的产能.其中,施工参数优化设计是保证水平井砾石充填效率的重要技术手段.为此,建立了以平衡堤理论为基础的数学模型,在优化数值模拟的基础上,对水平井砾石充填施工参数进行了模拟优化,形成了水平井砾石充填防砂技术的理论基础.同时借助水平井参数优化物理模拟,对砾石充填排量、砂浆体积比、冲筛比、携砂液粘度和滤失量等影响充填效率的关键因素进行了室内实验研究,为高强度挡砂屏障的建立提供了可靠的技术支撑.     

大港滩海赵东区块水平井裸眼砾石充填防砂完井技术

由于大港滩海赵东区块的储层具有高孔高渗的特点,加之采用大泵径电动潜油泵强采,易导致地层出砂,因此该区块采用水平井裸眼砾石充填防砂完井技术进行完井,以实现油井高产的目的.介绍了该区块的完井管柱及防砂工具,分析了水平井裸眼砾石充填的水动力学特征,进行了水平井循环砾石充填泵注排量的设计,并针对影响施工效果的各种因素,提出了技术措施.由于在实施水平井裸眼砾石充填防砂过程中,相互影响、相互制约的因素较多,因此建议综合考虑诸如井眼参数、完井液性能、防砂管柱、施工工具等因素之间的匹配.在低漏失的井眼条件下,建议采用合理的泵注排量,用低黏度携砂液以反循环方式对筛管与裸眼井眼间的环空进行砾石充填,以形成距离较长、密实的充填层.     

防砂技术现状及砾石充填防砂施工参数的优化

油水井出砂可能导致砂埋油层或井筒砂堵,造成油水井不能正常生产或停产等一系列不良后果,所以对油水井出砂的防治与研究从20世纪60年代就已经开始了。目前的防砂技术主要分为机械防砂、化学防砂和复合防砂3大类。砾石充填防砂技术作为一种有效的机械防砂手段,在新疆油田有广泛的应用,该工艺防砂效果的好坏与防砂筛管缝宽、充填砾石尺寸、砾石填充量、充填排量和充填压力等参数的设置有着密切的关系,因此防砂施工参数的优化显得尤为重要。     

低压挤压砾石充填防砂工艺技术的先导性试验

管内低压挤压砾石充填防砂工艺以皮碗胶筒封隔器密封筛套环形空间，以低粘度溶液为携砂液，采用合适的携砂比，通过低压挤压在筛套环形空间，弹孔，近井地带充填一定粒度的砾石控制油井出砂，确保油井正常稳定生产，延长检泵周期，提高油井生产时率，该技术在东辛油田6口井进行了先导性试验，施工成功率100％，有效率100％，6个月累积增油16312．7t。     

DePriester砾石尺寸设计方法的解析、改进及其应用

砾石尺寸的大小会影响防砂效果和油气井生产动态，砾石尺寸设计是砾石充填类防砂完井设计的关键步骤之一。DePriester方法是国外应用广泛的一种砾石尺寸设计方法，但由于其原始文献描述模糊、设计过程电算化困难并且部分参数的取值范围不明确等原因，影响该方法在国内的应用。根据原始文献重新推导了DePriester砾石尺寸设计方法，对其设计过程进行了解析和改进，提出了相关参数的推荐取值，给出了简明的设计步骤，已用计算机软件实现。DePriester方法使用地层砂筛析曲线，信息依据丰富，尤其适用于不均匀地层砂不宜使用Saucier方法的情况。     

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。     

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．     

水平井砾石充填过程实时数值模拟研究

分析了水平井砾石充填过程及其特征,考虑携砂液向地层的滤失以及井筒环空、冲筛环空之间的流体质量交换,分别建立了井筒环空、冲筛环空2个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程以及各系统间的流动耦合方程,得到描述水平井砾石充填过程的时间相关数学模型。开发模拟软件对整个充填过程能进行可视化模拟,预测堵塞的发生及堵塞位置、充填率等。使用软件对完全充填、提前堵塞两种情况进行了算例模拟计算,分析了充填过程中的各动态参数的变化规律,模拟及分析结果符合水平井砾石充填的基本特征。砂浆排量、携砂比、携砂液粘度、冲筛比、滤失强度等因素对充填效果有一定影响。     

非均相聚合物驱油藏防砂井近井挡砂介质堵塞机理实验研究

针对非均相复合驱油田开发出现的聚合物堵塞问题,利用非均相复合驱介质堵塞模拟实验装置,使用粒径中值0.15 mm地层砂和粒径0.6～1.2 mm砾石,分别采用清水、增黏基液、聚合物与PPG复配液等3种流体以及防砂油井中的聚合物堵塞物样品,开展了聚合物堵塞物对近井挡砂介质的堵塞模拟实验。结果发现:砾石层内聚合物堵塞物明显趋向于沿高渗透带运移,受液体剪切携带会剥落小尺寸黏团,挤入深部砾石层孔喉中,阻碍了地层砂运移,从而加剧了砾石层的堵塞程度,导致总体渗透率下降,且堵塞程度与堵塞物含量呈正相关。研究结果表明,非均相复合驱砾石充填防砂井近井地带堵塞是聚合物原液、聚合物堵塞物及固相颗粒的物理化学复合堵塞的结果,需尽早采取解堵措施,防止堵塞程度进一步加剧。      

砾石充填井工业砾石尺寸优选

砾石充填防砂设计中,合理的砾石尺寸是防砂措施得以成功实施的关键。针对目前几种常用砾石尺寸设计方法的不足,以及施工中实际使用的工业砾石是多种粒径的砾石混合而成的特点,通过研究实际充填条件下两种粒径混合的砾石排列结构,建立了砾石层孔隙结构模型,并对砾石层的孔隙尺寸进行了计算和分析。在Saucier方法的基础上,提出了一种新的、符合工业砾石实际情况的、混合粒径砾石充填防砂的砾石尺寸精选思路,并给出了该思路的计算方法。考虑到新建模型的理想性,因此又对计算方法进行了修正,使之更符合砾石充填的实际情况。该砾石尺寸设计方法同时还考虑了地层砂的均匀性对防砂效果的影响,因此,具有实用性强、适用性广、设计结果较其他常规方法更为精确的特点。