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端部脱砂压裂防砂工艺在滨南油区的应用

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端部脱砂压裂防砂 工艺 油区 应用
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端 部 脱 砂 压 裂 防 砂 工 艺 在 滨 南 油 区 的 应 用 强 , 宋 洁 娴 , 孙   宁 , 刘 先 勇(胜 利 石 油 分 公 司 滨 南 采 油 厂 , 山 东 滨 州   256600)摘   要 : 针 对 滨 南 油 区 开 发 中 后 期 出 砂 严 重 的 问 题 , 根 据 压 裂 防 砂 机 理 在 近 井 筒 带 形 成 高 渗 的 短 而宽 的 裂 缝 跨 越 侵 入 带 的 原 理 , 沟 通 原 本 渗 透 率 很 高 的 地 层 。 解 决 了 油 井 近 井 地 带 的 污 染 问 题 , 提 高 了 油田 的 开 发 水 平 , 为 油 田 高 水 平 开 发 出 砂 油 藏 提 供 了 技 术 支 持 。关 键 词 : 压 裂 ; 防 砂 ; 原 理 ; 施 工 工 艺 ; 滨 南 油 区常 规 水 力 压 裂 一 般 是 低 渗 透 油 藏 的 增 产 技 术 ,它 形 成 的 是 长 裂 缝 、 中 等 裂 缝 导 流 能 力 ; 对 于 中 高 渗透 油 田 , 滤 失 量 大 〔 2〕 ; 这 种 类 型 的 油 田 进 行 压 裂 实 际需 要 短 、 宽 裂 缝 、 高 的 裂 缝 导 流 能 力 。 压 裂 防 砂 就 是采 用 了 能 产 生 短 、 宽 裂 缝 的 端 部 脱 砂 (T )〔 1〕 压 裂技 术 , 形 成 高 效 合 理 的 裂 缝 , 提 高 油 井 的 产 能 。 胜 利石 油 分 公 司 滨 南 采 油 厂 通 过 对 中 高 低 渗 油 藏 、 低 渗透 油 田 进 行 压 裂 防 砂 工 艺 的 应 用 , 形 成 了 成 熟 的 压裂 防 砂 工 艺 , 为 同 类 型 油 藏 的 防 砂 生 产 及 合 理 开 发提 供 了 借 鉴 。1  端 部 脱 砂 压 裂 防 砂 工 艺 原 理111  端 部 脱 砂 机 理端 部 脱 砂 压 裂 技 术 是 有 意 在 一 定 缝 长 的 前 端 形成 砂 堵 , 阻 止 裂 缝 延 伸 , 同 时 以 一 定 排 量 继 续 泵 入 不同 支 撑 剂 浓 度 的 压 裂 液 , 迫 使 裂 缝 膨 胀 , 获 得 较 宽 的裂 缝 和 较 高 的 砂 浓 度 , 提 高 裂 缝 导 流 能 力 〔 1〕 。常 规 压 裂 施 工 的 整 个 过 程 中 , 裂 缝 的 长 、 宽 、 高一 般 都 是 不 断 增 长 的 , 因 此 井 底 压 力 基 本 稳 定 , 而 在端 部 脱 砂 压 裂 施 工 时 , 脱 砂 前 裂 缝 增 长 规 律 及 压 力特 征 与 常 规 压 裂 相 同 , 当 缝 长 延 伸 到 所 规 定 的 长 度时 , 此 时 前 置 液 几 乎 完 全 滤 失 于 地 层 , 后 到 的 携 砂 液到 达 此 地 后 , 由 于 液 体 的 迅 速 滤 失 , 形 成 难 以 流 动 的砂 堆 , 随 即 发 生 砂 堵 , 继 续 泵 入 不 同 支 撑 剂 浓 度 的 携砂 液 , 由 于 缝 端 被 堵 没 有 出 路 , 迫 使 裂 缝 加 宽 、 膨 胀 ,而 缝 长 和 缝 高 不 再 增 长 , 同 时 缝 中 填 满 支 撑 剂 , 形 成高 导 流 能 力 的 支 撑 带 , 此 过 程 中 泵 压 急 剧 升 高 (见 图1、 图 2)。图 1  股 砂 压 裂 泵 入 过 程 中 的 输 砂 剖 面 示 意 图                 图 2  压 裂 施 工 中 的 压 力 变 化 曲 线112  端 部 脱 砂 压 裂 技 术 的 特 点11211  改 变 流 体 流 动 模 式 , 缓 解 近 井 地 带 压 降 漏斗 , 释 放 应 力 集 中 以 缓 和 或 避 免 岩 石 结 构 的 进 一 步破 坏 ; 控 制 地 层 深 部 的 微 粒 运 移 , 缓 解 或 解 除 出 砂 趋势 和 深 部 伤 害 趋 势 。将 原 有 径 向 性 流 改 变 为 “ 双 线 性 流 动 模 式 ” (图902  2009 年 第 8 期                       内 蒙 古 石 油 化 工X 收 稿 日 期 : 2009- 01- 10作 者 简 介 : 李 志 强 (1979— ) , 山 东 滨 州 , 2002 年 7 月 毕 业 于 中 国 石 油 大 学 (华 东 ) 石 油 工 程 学 院 , 现 主 要 从 事 油 气 藏 开 发工 作 , 工 程 师 。3) , 降 低 流 动 阻 力 , 延 长 地 层 原 油 的 泄 流 区 域 , 使 其达 到 地 层 深 部 , 从 而 使 得 井 底 周 围 压 降 变 化 趋 于 平缓 , (压 裂 防 砂 后 压 降 变 化 情 况 见 图 4)导 致 压 裂 井 比未 改 造 井 的 压 力 梯 度 降 低 许 多 , 有 效 地 缓 解 压 降 漏斗 , 减 小 了 岩 石 上 的 作 用 力 , 从 而 达 到 抑 制 地 层 出 砂的 目 的 〔 4〕 。11212  能 够 对 近 井 地 带 解 堵 、 穿 透 油 层 深 部 污 染 带模 拟 结 果 显 示 , 端 部 脱 砂 压 裂 充 填 造 缝 长 度 达到 30~ 50m , 不 仅 能 穿 透 近 井 污 染 带 , 还 能 解 除 地 层深 部 污 染 。 这 是 由 于 通 过 压 裂 造 缝 , 增 大 了 原 油 泄 流区 域 , 减 小 了 原 油 流 阻 , 抑 制 地 层 深 部 微 粒 运 移 堵塞 , 达 到 解 堵 增 产 的 目 的 (见 图 5)。图 3  压 裂 前 后 液 体 流 动 模 式 图                             图 4  压 裂 前 后 压 力 剖 面 图图 5  压 裂 充 填 示 意 图图 6  环 空 充 填 示 意 图施 工 过 程 采 用 M im u r 压裂 模 拟 软 件 结 合 现 场 , 对 回 放 数 据 实 施 压 裂 模 拟 以检 验 施 工 是 否 正 常 及 能 否 达 到 设 计 要 求 〔 3〕 。2  现 场 应 用 情 况 及 实 施 效 果主 要 施 工 工 艺 :(1)重 复 射 孔 : 为 避 免 高 砂 比 压 裂 时 在 射 孔 孔 眼处 发 生 砂 堵 , 同 时 提 高 炮 眼 处 渗 流 面 积 , 对 老 井 进 行重 复 射 孔 。(2)酸 洗 管 柱 , 清 除 油 管 及 套 管 壁 的 脏 物 。(3)压 裂 防 砂 施 工① 阶 梯 排 量 试 验 : 按 以 下 步 骤 及 排 量 向 井 内 注入 完 井 液 , 目 的 是 取 得 地 层 吸 水 状 况 , 裂 缝 延 伸 压力 、 延 伸 排 量 等 资 料 。② 小 型 压 裂 施 工 : 用 压 裂 加 砂 时 的 压 裂 液 及 注入 排 量 , 进 行 小 型 压 裂 测 试 , 测 出 停 泵 后 的 压 力 递 减数 据 , 根 据 压 力 递 减 数 据 求 出 裂 缝 长 度 、 宽 度 、 闭 合时 间 、 压 裂 液 效 率 、 滤 失 系 数 、 裂 缝 延 伸 压 力 等 参 数 ,根 据 参 数 修 改 压 裂 设 计 。阶 梯 排 量 测 试 步 骤 表步 骤 排 量 m 3 m 间 m . 3 2. 52 0. 5 2. 53 1. 0 2. 54 1. 5 2. 55 2. 0 2. 56 2. 5 2. 5总 计 17. 5③ 充 填 加 砂 施 工 : 挤 前 置 液 (液 量 由 压 裂 软 件 模012 内 蒙 古 石 油 化 工                     2009 年 第 8 期  拟 确 定 , 约 5~ 8m 3) , 开 始 加 砂 , 砂 比 由 12% 逐 渐 提高 到 90% 以 上 , 加 砂 快 结 束 时 降 排 量 至 0. 5m 3 左 右 ,此 时 裂 缝 端 部 脱 砂 , 压 力 急 剧 升 高 , 加 砂 施 工 结 束后 , 开 套 管 闸 门 放 压 至 零 , 地 层 及 油 管 压 力 通 过 充 填 工 具 〔 5〕 内 部 通 道 进 入 套 管 而 泄 压 , 地 层 及油 管 内 充 填 砂 进 入 环 空 , 达 到 对 环 空 充 填 的 目 的 。(4)释 放 封 隔 器 , 反 洗 井 , 正 转 丢 手 。(5)下 铅 封 封 隔 器 , 封 隔 环 空 。典 型 井 例 : 郑 853- 23 井853- 23 压 前 模 拟 图                             853- 23 压 后 模 拟 图853- 23 井 施 工 曲 线拟 合 结 果 表 明 , 顶 部 两 个 射 孔 层 段 生 成 裂 缝 与设 计 相 符 。 2940. 0- 2947. 0 m 层 段 裂 缝 发 育 不 好 ,2980. 0- 2984. 1m 段 裂 缝 发 育 , 但 该 层 段 裂 缝 过 度向 下 延 伸 , 造 成 更 多 压 裂 液 滤 失 并 且 最 终 导 致 该 裂缝 端 部 脱 砂 。现 场 应 用 情 况 :2007 年 1- 12 月 , 我 们 在 尚 店 油 田 、 林 樊 家 油田 、 利 津 油 田 王 庄 油 田 共 实 施 油 井 压 裂 防 砂 24 口 ,施 工 成 功 率 95. 8% , 初 期 平 均 单 井 日 液 21. 9t d, 日产 油 5. 8t d, 目 前 平 均 单 井 日 液 16. 8t d, 平 均 单 井日 油 5. 1t d, 截 止 2007 年 12 月 底 , 累 计 产 油 17656t。3  认 识 与 结 论3. 1  压 裂 防 砂 技 术 改 善 了 原 油 的 渗 流 条 件 , 流 体 由径 向 流 变 为 线 性 流 , 降 低 了 原 油 流 动 阻 力 , 增 大 了 原油 的 渗 流 面 积 。3. 2  造 缝 产 生 高 导 流 能 力 的 支 撑 带 , 降 低 了 生 产 压差 , 减 少 了 地 层 砂 的 受 力 , 从 而 起 到 稳 定 地 层 砂 的 作用 ; 而 端 部 脱 砂 充 填 工 艺 利 用 缝 面 正 压 力 的 提 高 及高 浓 度 支 撑 剂 充 填 进 一 步 稳 定 了 地 层 结 构 。3. 3  压 裂 防 砂 工 艺 造 缝 长 度 平 均 达 到 40m 左 右 ,能 有 效 减 轻 地 层 深 部 伤 害 , 达 到 增 产 的 目 的 。3. 4  压 裂 防 砂 技 术 是 具 有 增 产 和 防 砂 双 重 功 效 的新 技 术 。〔 参 考 文 献 〕[ 1 ]  卢 宗 平 , 王 昌 龄 . T 防 砂 技 术 在 胜 利 油 田的 应 用 [J ]. 石 油 钻 探 技 术 , 2006, 34 (6) , 642 ]  杨 树 栋 , 李 权 修 , 韩 修 廷 编 著 . 采 油 工 程 [M ] : 石 油 大 学 出 版 社 , 2001.[ 3 ]  卢 宗 平 . 压 裂 防 砂 在 埕 岛 油 田 的 应 用 [J ]. 海 洋石 油 . 2006, 26 (4) , 47~ 51.[ 4 ]  刘 鹏 等 . 压 裂 充 填 技 术 在 疏 松 地 层 中 的 应 用[J ]. 石 油 钻 采 工 艺 , 2006, 28 (4) , 56~ 59.[ 5 ]  顾 海 红 等 . 压 裂 防 砂 工 艺 的 研 究 与 应 用 [J ]. 油气 地 质 与 采 收 率 , 2003, 10 (3) , 75~ 2009 年 第 8 期       李 志 强 等   端 部 脱 砂 压 裂 防 砂 工 艺 在 滨 南 油 区 的 应 用
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