草橋油田泡沫混排防砂工藝技術研究與應用

草橋油田泡沫混排防砂工藝技術研究與應用

草橋油田防砂技術勝利油田的草橋油田是20世紀80年代開發(fā)的大型整裝松砂油田。儲層平坦（1200-1400m），壓縮不良，原油粘度高，粘土含量高，結構差，易于砂化。如果沒有有效的防砂，就沒有草橋油田的發(fā)展。草橋油田自開發(fā)20年以來,采取的防砂工藝涉及機械防砂,化學防砂、綜合防砂領域,類型繁多,但因地層填砂量低,油稠滲透率低,大大影響原油的生產。隨著持續(xù)高效開發(fā),油田進入高含水期,油井出砂更嚴重。同時淺層、薄互層、特稠油層的開發(fā)利用又給防砂工作帶來了許多新的機遇和挑戰(zhàn)。泡沫混排加地層壓裂填砂防砂在技術上不斷完善.成熟度不斷提高,措施效果日益顯著,是控制油井出砂、保證油井穩(wěn)產的有力手段。泡沫混排防砂技術以進一步增加針對性,實用性,效益性,為油田持續(xù)穩(wěn)產上產奠定基礎。一、草橋油田松砂油藏防砂技術油井出砂,是油井減產或躺井的一個重要原因,被業(yè)界統(tǒng)稱為砂害。原油從地層流入井筒的過程中,會攜帶一些砂粒進入井筒。油井出砂危害主要表現在:使地面和井下設備嚴重磨蝕,甚至造成砂卡;沖砂檢泵、地面清罐等維修工作量劇增;砂埋油層或井筒砂堵造成油井停產;出砂嚴重時還會引起井壁坍塌而損壞套管。不但增加了原油的生產成本,又增加了油田的開采難度。中石化勝利分公司在油井防砂方面進行了多年的研究與實踐,取得了不少的科研成果,解決了草橋油田淺層、薄互層,特稠油層因出砂嚴重難以開采的難題。近兩年來,對草橋油田的地層特點摸索出了一整套泡沫混排、壓裂充填防砂技術,形成了一套適合于草橋油田的疏松砂巖油藏的掏空、疏通、壓裂充填防砂綜合配套工藝技術。泡沫混排是一項新的防砂工藝。利用泡沫工程車、水泥車把加有發(fā)泡劑的液體正打入井內混排,出口壓力達到一定程度后,關套管閘門向地層內擠入的帶有發(fā)泡劑的液體,待壓力達到10.0MPa,再打開套管閘門,讓地層反復放噴、吐砂2次,最后氣舉掏空井內液體,使井筒周圍地層出砂形成虧空,疏通地層,然后沖出井筒內的沉砂。壓裂填砂是將礫石——石英砂,用大排量、高壓攜砂液帶到油氣井產層管外的虧空處和濾砂管與套管的環(huán)形空間。經沉淀、高壓壓實形成高效能的擋砂屏障。在需要進行防砂作業(yè)的油氣井內,將包括絲堵、濾砂管、封隔高壓一次充填工具、安全接頭、可溶解性扶正器和油管組成的封隔高壓一次充填管柱下至預定位置,座封封隔器,打開充填通道,地面泵組提供高壓攜砂流體,經油管、封隔高壓一次充填工具的充填通道進入油管、套管環(huán)形空間,最后進入油層,隨著加砂量的逐漸增加,地層被充填結實,達到預定壓力值后,從油管、套管環(huán)形空間泵入洗井液體,將油管內的砂子沖洗至地面,完成封隔高壓一次充填作業(yè)。二、井筒沖砂、壓裂充填法(一)泡沫混排施工:a、井口安裝,目前現場應用的是250型采油樹,額定工作壓力在25MPa以上;b、泵車把加有發(fā)泡劑的熱污水,泵到泡沫車,泡沫車充分加氣至起泡后,再注入井內;c、連續(xù)注水30m3后,關閉套管閘門,向地層擠液15m3;后打開套管閘門放噴,重復2次,使地層大量吐砂,通過放噴帶到地面;d、泵車停泵只用泡沫車注入空氣,把井筒內液體全部淘空、放壓,起管柱至預定位置;12小時后探砂面。沖砂完畢后再進行下部防砂施工。2、壓裂充填施工:a、下防砂管柱至設計位置,座封并打開充填通道;安裝350型采油樹,額定工作壓力在35MPa以上;b、大排量高壓擠壓充填,把設計量的石英砂擠入產層虧空處和濾砂管與套管的環(huán)形空間;c、反洗井,洗出油管內多余石英砂;d、倒扣丟手,起出防砂管柱;e、下入生產管柱,恢復生產。三、機械防砂施工效果好(一)工藝簡化:沖砂完后上提管柱至油層上界30米,用泡沫車與水泥車同時正混排,使油層大量吐砂,下入防砂管柱后再大量填砂提高防砂效果,優(yōu)化了油井機械防砂結構,有利地促進了機械防砂工藝水平的提高。(二)防砂效果好:通過泡沫混排掏空井筒周圍地層,下防砂管柱再填砂,地層內與套管內的砂體在高壓下形成,充填砂相互擠壓,緊密相連,成為一個完整的整體,并保持了一定的內應力,充填砂與地層砂界面清楚。所以,防砂體系更牢固,防砂期更長。也有增加油層近井地段滲透率的作用,完善了注采井網,為難動用儲量的挖潛工作提供了技術保障。(三)生產周期延長:該工藝實施后,能有效延長作業(yè)免修期,降低作業(yè)成本,大大提高了油井利用率。(四)增油效果明顯:由于該工藝具有壓裂作用,所以增油效果明顯。四、復合填充材料井壁防砂技術泡沫混排再防砂在油井開采上發(fā)揮較好效果,可以有效解決低滲透率高粘度油井的開采問題。2005年1月——2006年9月,單井加砂量由8-10m3提高到30-40m3以上。2005年1月——至今,由于措施到位和質量過關,泡沫混排再防砂井,成功率均達到100%。油井特別是出砂嚴重油井開采的難度比較大,此技術的填砂功能具有油井人造井壁防砂工藝技術;在施工過程中由于施工壓力比較大,同時具有了壓開地層的壓裂措施,另外具有壓裂后填充砂可以順壓裂間隙進入地層,使填充砂有了支撐作用,形成了一定強度和滲透率的人工井壁。利用該工藝技術既可獲得良好的防砂效果,又可以減輕地層傷害,使油層滲透率有所提高,有利增產穩(wěn)產。五、油砂防膨措施(一)污水水溫是至關重要的措施。因草橋地區(qū)原油粘度高(80000Mpa.s以上),入井液體溫度低,原油在井內不溶化,是直接影響混排質量的原因,在沒有85℃熱水的地區(qū)需要備有專用鍋爐,在源頭上保證混排的施工質量。(二)采取粘土防膨措施。所有入井液都必須加有KCL保護油層,防止粘土膨脹。(三)大排量吞吐,使油層內的粉細砂排出地層。油層虧空加大,有利于增加填砂量,充實地層,增加滲透率,有利于提高原油產量。(四)在施工過程中要結合新技術的應用,進一步了解充填砂在地下沉積情況,掌握地下動態(tài),以完善泡沫混排的防砂理論,為減少作業(yè)周期、增加原油產量提供翔實的理論基礎。(五)從源頭將油砂擋于地層內,減少油氣集輸站對油砂的處理成本,防止