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防砂工艺在郑王庄油田稠油试油中的应用

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工艺 郑王庄 油田 试油 中的 应用
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  收稿日期 :2004 - 03 - 01 ;改回日期 :2004 - 09 - 16作者简介 :刘长 (1973 - ) ,男 ,工程师 ,1995年毕业于西北大学石油及天然气地质专业 ,现从事试油监督管理工作。电话 :13325052072 ;E - 章编号 : 1006 - 6535(2005) 02 - 0074 - 02防砂工艺在郑王庄油田稠油试油中的应用刘  长 ,赵  煊 ,崔滨源 ,李现民(中石化胜利油田有限公司 ,山东  东营   257000)摘要 :介绍和对比了郑王庄油田在试油过程中采用的各种防砂工艺及施工参数。根据不同方式防砂后试油的效果 ,以大量现场数据分析 ,筛选出最适合该区地层条件的防砂工艺 ,即绕丝筛管高压挤压充填防砂法 ,并对该工艺进行了配套完善和相应改进。关键词 :稠油试油 ;防砂工艺 ;应用效果 ;郑王庄油田中图分类号 : 文献标识码 :言郑王庄油田在构造上处于东营凹陷北部陡坡带西段 ,北部紧靠陈家庄凸起。南部的利津洼陷为其提供了丰富的油源 ,是一个太古界基岩古潜山油藏和第三系岩性 - 地层油藏的复合式油田。该区在中生代结束之前 ,一直遭受风化剥蚀 ,形成了沟梁相间的古残丘地貌 ,新生代才开始接受了河流相沉积 ,从而形成一套正旋回泥岩沉积覆盖全区 ,构造演化阶段上处于断陷稳定充填期至坳陷初始期的过渡阶段 ,即断 - 坳转换期。主要储集层系是馆陶组、沙一段、沙三段。沙一段是本区最为重要的含油层系 ,储层分布广泛 ,可分为 2 套含油小层 ,其一为底部的生物灰岩 ,其二为顶部的含砾砂岩。原油密度为 01952 5~ 11031 1 g/ 粘度 (80 ℃ ) 为194~ 46 586 s。生物灰岩层 ,原油较稠 ,粘度(80 ℃ )大于 5 367 s ;砂砾岩层原油性质差异较大。馆陶组为河流相沉积 ,砂层厚度 100 m 左右 ,油层厚度薄 ,单层平均 310 m ,岩性为砾状砂岩、含砾砂岩、泥质粉砂岩 ,油层埋藏浅、压力低、温度低、胶质沥青质含量高 ,孔隙度为 24197 %~31157 % ,渗透率为 100 × 10 - 3~ 3 000 × 10 - 3μ 原油密度为 0197~ 0199 g/ 粘度 (50 ℃ )为 3 375~7 095 s ,原油性质较好 ,为普通稠油。该套地层胶结疏松 ,主要为泥质胶结 ,形成油包砂的现象 ,生产过程中稠油携砂能力强 ,油层出砂严重 \[1 \]。1  绕丝筛管砾石挤压充填防砂原理针对该区原油密度大 、粘度高、容易出砂的特点 ,采用试油先期防砂技术 ,选择适应本区特殊的下泵、注蒸汽、井筒电加热等试油工艺。目前在该区主要采用 2 种防砂工艺 ,一种是绕丝筛管砾石挤压充填防砂工艺 ,另一种是压裂防砂一体化工艺。前一种防砂工艺在该区获得成功 ;后一种工艺仅在 3 口井做了试验 ,效果均不理想。绕丝筛管砾石挤压充填就是指一次性下入绕丝筛管组合防砂管柱 ,正循环挤压充填 ,实现防砂、丢封管柱一体化。该防砂方式先采用地层预处理 ,管柱一般采用正循环一次挤压充填防砂管柱 ,施工中一般先挤入前置液活性柴油作为地层预处理液及隔离液 ,防砂液加有防膨抑砂剂和降粘剂 ,循环充填多用本地区的采油泵站热污水。2  工具选择及性能211  绕丝筛管选择通过实验证实当砾石与地层砂的粒度中值比介于 5~ 6 倍时 ,砾石层的有效渗透率与地层渗透率之比最大。因此 ,议采用工业砾石的粒度中值为防砂井地层砂粒度中值的 5~ 6 倍 ,即 (5~ 6) 王庄油田石英砂粒度中值基本分布在 011第 12 卷第 2 期2005 年 4 月               特 种 油 气 藏il             005~ 012 根据以上优选理论 ,结合热采注汽对石英砂的溶蚀 ,该区大部分防砂井可以选用 016~ 112充填砾石。绕丝筛管缝隙根据 1/ 2~ 2/ 3 最小砾石尺寸选择 ,推荐采用的筛管缝隙为 013~ 014 2 \]。212  充填工具选择主要采用了胜利油田生产的 碗式充填工具。这类工具以单向密封皮碗作为封隔器组成 ,其中 工具为水力丢手 ,其余均为倒扣丢手。根据现场条件和用户需要 ,可分别选用。 工具的改型产品。其工作原理为 :工具与防砂管柱连接下入井内预定位置 ,正循环确认充填通路畅通后 ,将配制好的砂浆泵入油管 ,通过充填工具的转换内管自皮碗下方的转换孔流出 ,由于皮碗 (朝下 ) 的单向密封作用 ,迫使砂浆沿筛管、套管环形空间向下运动 ,并在环形空间内逐渐堆积 ,而脱砂液通过筛缝流入冲管上返至转换工具内、外管之间的夹壁腔 ,并从皮腕上方旁通孔流出 ,到达上部环形空间继续向上直至井口 ,完成砂浆的正循环 (转换 )充填。待油层筛管周围空间全部被砾石填满后 ,到达信号筛管时泵压急剧上升 ,可停止顶替。地面改反循环 ,洗井液从油井环形空间泵入 ,一直向下通过工具皮碗与套管的间隙 ,然后进入工具转换孔 (因为工具底部单流阀的作用 ,液流不能从旁通孔流入工具向下进入冲管 ) 。液流自转换孔进入转换内管再向上流入油管内 ,将管内多余的砂浆冲出 ,待井口返出液干净无砂时停止反洗。反洗后实施丢手 ,将筛管及工具部分零件留于井底 ,起出工具其余部分及冲管。丢手有 2 种方式 ,即倒扣丢手 (如 充填工具 )和液压丢手 (如 工具 ) 。3  防砂入井液选择挤压充填施工前一般先挤入活性柴油作为地层预处理液及隔离液 ,这样既不会污染地层 ,又能够降低原油粘度、清洗岩石颗粒 ,有利于防砂施工。为防止粘土颗粒的膨胀、分散和运移 ,防砂液采用的是与地层配伍性较好的本区热污水加防膨抑砂剂和降粘剂。4  应用效果分析通过 14 井次的高压循环充填防砂后试油情况来看 ,平均单井日增油 1015 t ,14 口井累计日增油147 t ,各井防砂效果都非常明显。(1) 馆陶组地层原油性质较好 ,为普通稠油。采用绕丝管砾石挤压充填防砂效果较好。因为高压挤压充填在井筒附近形成高渗透带 ,降低注汽压力、减小流体流速 ,能有效解除井筒附近的污染堵塞。(2) 沙一段主要储集层是本区最为重要的含油层系 ,其底部的生物灰岩与顶部的含砾砂岩原油性质差异较大 ,不适宜进行压裂一体化防砂施工。绕丝管砾石充填防砂在距离井筒较近的范围内形成了高效挡砂屏障 ,此为第 1 级 ,而绕丝管与绕丝配合 ,形成第 2 级挡砂屏障。充填的砾石既保留了较高的有效渗透率 ,为油流提供了流通通道 ,又将地层中粒径大小不一的颗粒阻挡在两级滤砂屏障之外 ,从而保证了良好的防砂效果 \[4 \]。5  建  议(1) 使用高压挤压循环充填方法必须注意目的层上下隔层及水层情况 ,避免压开水层 ,造成油水同出或者只出水不出油 ,影响油层产量。(2) 对夹层薄而且疏松 ,防砂后出水可能性大的试油层 ,可以先封堵水层 ,再进行油层射孔、排液、防砂。如水层隔层薄 ,可只考虑循环充填。(3) 对于该区的井 ,因在钻井过程中可能对储层造成了伤害 ,需要先对近井地带进行活性柴油解堵 ,再进行防砂施工。参考文献 :\[1 \]胜利油田地质科学研究院 1 郑王庄敏感性稠油油藏\[M\]1 东营 :石油大学出版社 ,20031\[2 \]胜利油田井下作业公司 1 试油作业技术 \[M\]1 东营 :锦霞出版社 ,2001 :10~ 111\[3 \]王玉纯 ,顾宏伟 1 油层出砂机理与防砂方法综述 \[J \]1特种油气藏 ,1998 ,5(4) 1\[4 \]郭省学 ,张紫军 1 王庄 - 宁海探区沙三段超稠油开采技术初探 \[A\]1 胜利油田勘探技术论文集 \[ C\]1 北京 :石油工业出版社 ,2003 :342~ 3461编辑   方   斌贝57第 2 期             刘  长等 :防砂工艺在郑王庄油田稠油试油中的应用 00083 , In is of , in a in of is . 63318 , 2. o. , 63318 , in be In to on of it is to is to to of is to of in o. , 57000 , in is of to i. e. of in 24010 , of of as of by by In of of is of of , 24010 , LB of 702 is by 1 is at
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