论述了绕丝筛管砾石充填、预充填双层绕丝筛管、粉末冶金滤砂管、金属棉砂管及预充填双层割缝管防砂工艺技术与应用
原油开采防砂艺技术
在众多增产措施中,防止油层出砂成为维护油田正常开采的一项重要措施,随着油田的开发,防砂工艺技术不断发展,一些常用防砂艺技术得以推广应用,并见到良好效果。
1绕丝筛管砾石充填防砂工艺
1.1绕丝筛管砾石充填防砂技术原理及其特点
绕丝筛管砾石充填防砂是利用选定缝隙尺寸的绕丝筛管下入油井,正对出砂油层。然后在筛管周围填充一定粒度的砾石,形成一个二级拦截过滤体系。充填砾石被阻挡在绕丝筛管周围,地层砂又被充填的砾石阻挡,留在油层。而油层液体可以通过渗透性极好的砾石充真假支和流通面积极大的筛隙进入油井,使油井既能保证高产又能防止油层出砂。防砂效果的好坏决定于充填层形成的质量,因为绕丝筛管缝隙较一般地层砂大,只能阻挡选定的充填砾石,而地层砂是靠充填层阻挡。根据油层砂粒度中值大小,选用缝隙为0.3毫米绕丝筛管和粒度为0.4-0.8毫米的充填石英砂。该方法具有防砂成功率高、有效期长、适应性强的特点,但由于它不能分层施工,动态监测困难,油井进入高含水后不利于采取堵水或其他措施,而且后期处理较困难等问题,使该方法油田高含水开发期的使用受到一定的限制。
1.2绕丝筛管砾石充填防砂适应条件
适用于井斜小于45度,套管无变形破损,油井射孔井段一般小于30米;原油粘度小于3000毫帕.秒;日产液量大于15吨,含水小于90%的油井;至少一年内不进行油层改造或分层措施;注蒸汽井一般要求先注汽后再进行绕丝筛管砾石充填防砂。
1.3绕丝筛管砾石充填防砂应用情况及效果
绕丝筛管砾石充填防砂工艺是国内外应用最广泛的一种机械防砂工艺技术,该技术自1980年代初从国外引入,经过十几年的不断改进和完善,已形成了一个综合配套工艺技术。该技术具有防砂成功率高、有效期长、适用范围广的特点,是目前一种最为有效的防砂方法。
2预充填双层绕丝筛管防砂工艺
2.1预充填双层绕丝筛管防砂技术原理及其特点
预充填双层绕丝筛管防砂是利用选定筛缝的内外绕丝筛管,在内外绕丝筛管之间填充入涂敷砂并固结,形成预充填双层绕丝筛管,把预充填双层绕丝筛管与相关井下工具下到需防砂层位,流体能滤过双层绕丝管和预充填层进入井中,而地层砂被预充填在双层绕丝筛管内的涂敷砂层阻挡,逐渐堆积于外绕丝筛管与套管环空内,形成砂桥,达到防砂的目的。该项工艺技术具有施工简单适用范围广的特点。但该工艺技术比环氧树脂砂粒滤砂管防砂工艺后期处理难度大,成本较高。
2.2预充填双层绕丝筛管防砂适用条件
井斜小于45度,套管无变形、无破损的油井;油层砂粒粒度中值大小0.1毫米,泥质含量小于15%;原油粘度小于3000毫帕,秒的常规开采井;可适用于注蒸汽热采井。
2.3预充填双层绕丝筛管防砂应用情况及效果
预充填双层绕丝筛管的防砂工艺投入现场应用成功率很高,该技术与环氧树脂滤砂管的滤砂性能相似,但后期处理困难,成本较高,限制了其广泛应用。
3粉末冶金滤砂管防砂工艺
3.1粉末冶金滤砂管防砂技术原理及特点
粉末冶金滤防砂是以选定颗粒粒很苦的铜合金粉末为原料,按一定的比例混合后,在特定的模具中经一定的温度烧结预制成具有一定强度和渗透性的滤砂管,把滤砂管与相关井下工具下到需防砂的层位,流体能滤过滤砂管进入中心管内,而地层砂被阻挡在滤砂管外,并逐渐堆积于滤砂管与套管之间的环空内,形成砂桥,阻挡油层砂运移,达到防砂的目的。该方法具有耐高温、而腐蚀、强度较大,渗透性好,施工简单、成本透中等特点。
3.2粉末冶金滤砂管防砂适用条件
适用于井斜小于30度,套管无变形,无破损的油井;适用于油层砂粒度中值大小0.07毫米的油井;适用于泥质含量小于10%的油井;可适用于常规开采和注蒸汽吞吐热采井中防砂。
3.3粉末冶金滤砂管防砂应用情况及效果
粉末冶金滤管防砂是1990年代研究成功和应用的一种防砂方法,1998年投入现场应用,成功率较高。该滤砂管由铜粉经高温烧制而成,除了具有环氧滤砂管特点外,还具有强度高、渗透性好、适应性强等特点,不仅适用于常规井、热采井,而且可以适应于斜井和水平井。
4金属棉砂管防砂工艺
油田开发到中后期,套管变形损坏日益增加,部分带病的套变井,因防砂针对性差、工艺不配套导至有效期短,成功率低,影响注采井网的完善和倒计时的和。金属棉滤砂管防范工艺应用套变井效果显著。
4.1金属棉砂管防砂技术原理及特点
油田开发进入中后期,出砂油、水、气关系变得越来越复杂,防砂难度越来越大,部分井采用绕丝筛管砾石充填等方法防砂后,在较短时间内被刺漏,防砂失效,另一方面蒸汽吞吐热采井采用线筛管砂石充填防砂存在一定的缺陷。为了解决这些问题,研制和应用了金属棉滤砂管防砂工艺。目前金属棉滤砂管有多研。这里只介绍在孤东油田应用较多并取得良好效果的一种整装压制而成的金属棉滤砂管。
4.2金属棉砂管防砂适用条件
适用于油层的早期和后期防砂;适用于套管为139.7、177.8毫米的油井,轻微套变井防砂和斜井防砂;或严重套变经修整后的微套变井;适用于井段较短的油井防砂;可用于注蒸汽热采井防砂;适用于原油粘度小于3000毫帕,秒的油井防砂。
4.3金属棉砂管防砂应用效果
金属棉滤砂管防砂尤其在注蒸汽热采井中更具有优越性。
5预充填双层割缝管防砂工艺
5.1预充填双层割缝管防砂技术原理及特点
该少工艺克服了套变对绕丝筛管砾石充填和滤砂管等防砂工艺的影响,集合了绕丝筛管砾石充填防砂工艺的砾石充填防砂的优点,同时又具有滤砂管防砂工艺高强度机械滤砂性能。由于该防砂管柱由内扣连接,保持了管柱整体的平滑性,防砂失效后易处理。因此该防砂工艺除具有适应常规进井防砂要求外,同时能较好地满足斜井、水平井和套变井的防砂要求,具有防砂成功率高、有效期长的特点。
5.2预充填双层割缝管防砂适用条件
套管无变形,无破损;适用于原油粘度小于5000毫帕秒的常规开采防砂;适用于常规开采和注蒸汽吞吐井防砂。
以上常用防砂工艺,具有成本低、工艺简单、效果明显等优点。今后应该在实际工作中改进工艺措施,注意多种防砂工艺的综合运用,力求为各出砂的油水井和地层制定出更加有针对性的防砂方案。