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防砂技术在曙三区杜家台油藏的应用

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技术 曙三区杜家台 油藏 应用
资源描述:
出 砂 是 指 在 油 气 生 产 过 程 中 砂 粒 随 流 体 从 地 层中 运 移 出 来 的 现 象 , 是 影 响 油 气 井 产 能 的 一 个 重 要 因素 , 制 约 着 油 气 田 的 高 效 开 发 。 油 井 出 砂 危 害 极 大 , 主要 表 现 为 : 使 地 面 和 井 下 设 备 严 重 磨 蚀 , 甚 至 造 成 砂卡 , 砂 埋 油 层 或 井 筒 砂 堵 造 成 油 井 停 产 , 出 砂 严 重 时还 会 引 起 井 壁 坍 塌 而 损 坏 套 管 。 这 些 危 害 既 提 高 了 原油 的 生 产 成 本 , 又 增 加 了 油 田 的 开 采 难 度[ 1 ]。 因 而 采取 有 效 的 防 砂 措 施 不 仅 可 以 降 低 生 产 成 本 , 减 少 工作 量 , 还 可 以 快 速 高 效 地 开 发 油 气 藏 。针 对 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 储 层 岩 石 胶 结 疏 松 、 油井 出 砂 严 重 的 问 题 , 采 取 压 裂 防 砂 技 术 有 效 地 减 缓了 出 砂 的 速 度 , 使 油 藏 开 发 效 果 得 到 了 极 大 好 转 。1 曙 三 区 杜 家 台 油 层 出 砂 状 况曙 三 区 位 于 辽 河 断 陷 盆 地 西 部 凹 陷 西 斜 坡 中段 , 开 发 目 的 层 为 下 第 三 系 沙 河 街 组 四 段 杜 家 台 油层 , 是 一 边 底 水 的 构 造 岩 性 油 藏 。 油 层 埋 藏 较 浅( 9 5 0 ~ 1 7 0 0 m ) , 储 层 平 均 孔 隙 度 为 2 7 % , 平 均 渗 透 率为 1 . 0 7 μ 为 高 孔 高 渗 透 的 疏 松 砂 岩 油 藏 。 自 油 藏开 发 2 0 多 年 以 来 , 出 砂 现 象 一 直 伴 随 着 整 个 开 发 过程 , 对 油 藏 的 开 发 效 果 影 响 极 大 。 随 着 油 藏 进 入 开发 后 期 , 油 藏 出 砂 现 象 趋 于 加 剧 , 具 体 表 现 为 出 砂 井增 多 , 单 井 出 砂 量 增 大 , 因 出 砂 导 致 的 修 井 频 率 加 大( 见 表 1 ) 。2 油 藏 出 砂 机 理 及 影 响 因 素 分 析油 井 出 砂 通 常 是 由 于 井 底 附 近 地 带 的 岩 层 结 构遭 受 破 坏 引 起 的 , 从 力 学 角 度 分 析 油 层 出 砂 有 两 个机 理 , 即 剪 切 破 坏 机 理 和 拉 伸 破 坏 机 理[ 2 ]。 前 者 是 炮孔 周 围 应 力 作 用 的 结 果 , 后 者 则 是 开 采 过 程 中 流 体作 用 于 炮 孔 周 围 地 层 颗 粒 上 的 拖 曳 力 所 致 , 这 两 个机 理 相 互 作 用 , 相 互 影 响 。 除 上 述 两 个 机 理 外 , 还 有微 粒 运 移 出 砂 机 理 , 包 括 地 层 中 粘 土 颗 粒 的 运 移 。 综合 各 种 因 素 , 导 致 油 井 出 砂 的 原 因 大 体 划 分 为 两 大类 , 即 地 质 因 素 和 开 采 因 素[ 3 ]。2 . 1 地 质 因 素影 响 油 藏 出 砂 的 地 质 因 素 包 括 : 地 层 应 力 状 态 、岩 石 的 胶 结 状 态 、 渗 透 率 、 孔 隙 中 流 体 压 力 、 毛 管 力等 。 曙 三 区 沙 四 段 杜 家 台 油 藏 断 块 多 , 地 层 倾 角 仅 有1 1 ~ 1 3 ° , 地 层 应 力 场 分 布 不 均 衡 , 地 层 中 容 易 产 生 局部 应 力 过 大 , 破 坏 岩 石 的 原 始 结 构 , 使 岩 石 的 强 度 下降 而 导 致 出 砂 。研 究 区 储 层 为 一 套 中 细 碎 屑 的 扇 三 角 洲 沉 积 ,油 藏 埋 深 较 浅 , 成 岩 作 用 较 差 。 碎 屑 颗 粒 成 分 成 熟 度较 低 , 一 般 在 0 . 5 ~ 0 . 7 , 颗 粒 间 主 要 以 点 - 线 接 触 , 胶结 类 型 以 孔 隙 式 及 接 触 式 胶 结 为 主 , 胶 结 物 含 量 较低 , 主 要 为 泥 质 胶 结 物 , 胶 结 程 度 较 差 , 岩 性 松 散 易碎 , 是 造 成 油 藏 出 砂 的 主 要 原 因 。压 裂 防 砂 技 术 在 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 的 应 用顾 艳 秋1欧 家 强2王 小 蓉2伍 志 敏3( 1 . 中 油 辽 河 油 田 曙 光 采 油 厂 , 盘 锦 1 2 4 0 1 0 ; 2 . 西 南 石 油 大 学 , 成 都 6 1 0 5 0 0 ;3 . 中 油 辽 河 油 田 金 马 公 司 , 盘 锦 1 2 4 0 1 0 )摘 要 : 针 对 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 易 出 砂 的 特 点 , 从 地 质 、 开 发 因 素 方 面 对 影 响 油 藏 出 砂 的 原 因 进 行 分 析 , 并 结 合 压 裂 防砂 技 术 的 机 理 , 对 研 究 区 采 用 压 裂 防 砂 措 施 进 行 防 砂 。 现 场 应 用 效 果 表 明 : 压 裂 防 砂 技 术 不 仅 可 以 有 效 地 减 缓 地 层 出砂 的 速 度 , 增 加 单 井 产 能 , 而 且 可 以 减 少 因 出 砂 导 致 的 管 理 工 作 量 , 降 低 生 产 成 本 , 改 善 油 藏 开 发 效 果 。关 键 词 : 压 裂 防 砂 ; 疏 松 砂 岩 ; 出 砂 ; 曙 三 区 杜 家 台中 图 分 类 号 : T E 3 5 7 . 1 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 6 7 3 - 1 9 8 0 ( 2 0 0 7 ) 0 2 - 0 0 0 4 - 0 3收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 0 1 - 0 4作 者 简 介 : 顾 艳 秋 ( 1 9 7 8 - ) , 男 , 辽 宁 建 昌 人 , 辽 河 油 田 曙 光 采 油 厂 , 从 事 油 藏 地 质 动 态 工 作 。表 1 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 出 砂 状 况 对 比 表内 容出 砂 井 数 / 口年 累 计 出 砂 量 / 年 平 均 出 砂 量 / 修 井 频 率 / ( 井 次 / 年 )1 9 9 9 年1 6 81 5 30 . 9 11 . 62 0 0 6 年2 2 12 5 71 . 1 62 . 2第 9 卷 第 2 期 重 庆 科 技 学 院 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2 0 0 7 年 6 月4· ·2 . 2 开 发 因 素在 生 产 过 程 中 , 流 体 流 动 剪 切 破 坏 和 拉 伸 破 坏都 会 影 响 砂 粒 间 的 内 聚 力 , 导 致 油 井 出 砂 。影 响 出 砂 的 开 发 因 素 主 要 有 : 1 ) 地 层 压 力 下 降使 地 层 的 胶 结 强 度 进 一 步 下 降 , 储 层 砂 体 颗 粒 承 载砂 粒 的 负 荷 逐 渐 增 加 , 致 使 砂 粒 间 的 应 力 平 衡 状 态遭 到 破 坏 , 当 地 层 应 力 超 过 砂 岩 地 层 承 受 强 度 时 , 岩石 颗 粒 碎 裂 剥 离 而 出 砂 ; 2 ) 油 井 生 产 时 存 在 生 产 压差 , 流 体 流 动 过 程 中 对 砂 粒 形 成 较 强 的 拖 曳 力 容 易使 砂 粒 与 岩 石 骨 架 脱 离 而 出 砂 ; 3 ) 油 藏 投 入 开 发 后 ,受 边 底 水 或 注 入 水 的 影 响 , 含 水 逐 渐 上 升 , 使 得 水 敏地 层 岩 石 膨 胀 和 泥 质 胶 结 物 强 度 下 降 , 松 散 解 体 造成 出 砂 。另 外 影 响 油 藏 出 砂 的 因 素 还 包 括 固 井 质 量 、 射孔 质 量 、 油 井 工 作 制 度 及 其 它 作 业 ( 不 适 当 的 压 裂 、酸 化 措 施 、 低 质 量 的 修 井 作 业 ) 等 。3 压 裂 防 砂 技 术3 . 1 技 术 原 理针 对 曙 三 区 地 层 埋 深 浅 、 成 岩 作 用 较 差 、 地 层骨 架 颗 粒 胶 结 疏 松 、 容 易 出 砂 的 特 点 , 采 用 压 裂 防砂 技 术 进 行 防 砂 。 压 裂 防 砂 技 术 是 一 种 比 较 新 的防 砂 技 术 , 它 采 用 添 加 了 相 关 化 学 剂 的 活 性 水 或稠 化 水 做 为 压 裂 液 , 用 压 裂 车 产 生 的 高 压 压 开 地层 , 采 用 专 用 支 撑 剂 支 撑 压 裂 产 生 的 裂 缝 , 专 用 支撑 剂 表 面 涂 敷 了 一 种 在 地 层 温 度 下 可 以 自 行 交 联固 化 的 特 种 改 良 树 脂 。 支 撑 剂 不 仅 有 效 地 填 补 了近 井 地 带 因 出 砂 产 生 的 地 层 亏 空 , 而 且 由 于 支 撑剂 表 面 涂 敷 了 特 种 改 良 树 脂 , 在 地 层 温 度 下 , 支 撑剂 与 地 层 骨 架 能 够 交 联 固 化 在 一 起 , 形 成 比 原 状地 层 骨 架 更 为 紧 密 , 强 度 更 大 的 人 工 井 壁 , 使 得 岩石 颗 粒 与 地 层 骨 架 不 易 脱 落 , 有 效 地 减 缓 了 出 砂的 速 度 。 同 时 压 裂 产 生 的 裂 缝 使 渗 透 率 有 所 提 高 ,油 流 从 压 裂 产 生 的 裂 缝 进 入 井 底 , 胶 结 的 支 撑 剂起 到 人 工 井 壁 的 作 用 , 发 挥 防 砂 效 果 , 从 而 保 证 油井 的 正 常 生 产 。3 . 2 技 术 特 点该 技 术 有 以 下 特 点 :( 1 ) 与 常 规 防 砂 技 术 相 比 , 压 裂 防 砂 技 术 可 减 轻防 砂 对 地 层 造 成 的 伤 害 , 而 且 可 以 提 高 油 层 渗 透 率 ;( 2 ) 该 技 术 具 有 压 裂 效 果 , 改 变 了 油 流 通 道 ;( 3 ) 压 裂 液 中 添 加 的 相 关 化 学 剂 具 有 防 蜡 、 降 粘等 效 果 ;( 4 ) 支 撑 剂 表 面 涂 敷 的 树 脂 固 化 适 应 温 度 范 围 广( 3 0 ~ 1 5 0 ℃ ) ;( 5 ) 固 结 后 抗 油 、 抗 水 性 好 。3 . 3 适 用 范 围高 压 人 工 井 壁 防 砂 技 术 做 为 一 种 油 井 防 砂 新 技术 , 适 宜 各 类 出 砂 油 井 , 尤 其 适 宜 以 下 几 类 油 井 :( 1 ) 检 泵 周 期 短 , 出 砂 特 别 严 重 的 油 井 ;( 2 ) 地 层 因 出 砂 亏 空 严 重 的 油 井 ;( 3 ) 携 砂 生 产 难 以 奏 效 的 油 井 ;( 4 ) 地 层 骨 架 胶 结 疏 松 、 地 层 坍 塌 , 含 砂 大 于0 . 1 % 的 油 井 ;( 5 ) 油 井 有 高 产 史 , 因 地 层 伤 害 导 致 产 量 大 幅 度下 降 , 并 出 砂 的 油 井 ;( 6 ) 地 层 温 度 在 4 5 ~ 7 0 ℃ 之 间 的 油 井 ;( 7 ) 出 砂 砂 粒 粒 度 中 值 在 0 . 0 5 m m 以 上 的 油 井 。4 实 施 效 果压 裂 防 砂 技 术 是 一 项 比 较 新 的 防 砂 技 术 , 自2 0 0 0 年 以 来 共 实 施 了 7 7 井 次 , 其 中 有 效 6 3 井 次 ,有 效 率 达 8 0 % 以 上 , 平 均 单 井 累 计 增 油 3 0 0 t 以 上 ,取 得 了 较 好 的 防 砂 效 果 。曙 三 区 杜 家 台 油 藏 开 发 历 程 将 始 终 伴 随 防 砂 、治 砂 工 作 , 通 过 加 强 对 压 裂 防 砂 措 施 选 井 的 论 证 力度 , 2 0 0 6 年 1 月 至 9 月 共 实 施 压 裂 防 砂 措 施 6 井次 , 其 中 有 效 5 井 次 , 措 施 增 油 量 比 较 明 显 , 平 均 单表 2 压 裂 防 砂 措 施 实 施 效 果 对 比 表3 0 4 0 53 0 4 0 0 33 0 4 0 53 0 9 0 0 8 6 33 0 7 6平 均日 产 液 量 / ( t / d )1 6 . 90 . 06 . 51 . 74 . 80 . 05 . 0日 产 油 量 / ( t / d )1 . 00 . 00 . 10 . 40 . 80 . 00 . 4含 水 率 / %9 4 . 19 8 . 57 6 . 58 3 . 39 2 . 3日 产 液 量 / ( t / d )5 . 91 4 . 53 . 41 1 . 71 9 . 81 7 . 51 2 . 1日 产 油 量 / ( t / d )0 . 91 . 52 . 47 . 21 2 . 54 . 44 . 8含 水 率 / %8 5 . 38 9 . 62 8 . 93 8 . 23 6 . 97 4 . 96 0 . 3- 0 . 11 . 52 . 36 . 81 1 . 74 . 44 . 4措 施 前 措 施 后增 油 量 / ( t / d )井 号顾 艳 秋 , 欧 家 强 , 王 小 蓉 , 伍 志 敏 : 压 裂 防 砂 技 术 在 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 的 应 用5· ·井 日 增 油 量 为 4 . 4 t ( 见 表 2 ) 。自 2 0 0 0 年 在 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 实 施 压 裂 防 砂措 施 以 来 , 因 出 砂 导 致 的 修 井 作 业 明 显 减 少 。 2 0 0 6年 1 月 至 9 月 因 油 井 出 砂 而 进 行 修 井 作 业 7 0 井 次 ,对 比 2 0 0 5 年 同 期 下 降 1 5 井 次 , 平 均 修 井 周 期 延 长2 1 d ; 因 出 砂 导 致 油 井 套 管 变 形 而 停 产 2 井 次 , 对 比2 0 0 5 年 同 期 减 少 4 井 次 ; 因 出 砂 严 重 导 致 砂 卡 管 柱3 井 次 , 对 比 2 0 0 5 年 同 期 减 少 3 井 次 。开 发 指 标 上 : 2 0 0 6 年 1 月 至 9 月 油 井 开 井 数1 2 9 口 , 对 比 2 0 0 5 年 同 期 增 加 5 口 ; 老 井 自 然 递 减率 为 1 6 . 7 % , 对 比 2 0 0 5 年 同 期 下 降 7 . 3 % , 油 藏 因 出砂 造 成 高 递 减 开 发 形 势 有 所 好 转 。压 裂 防 砂 措 施 的 实 施 不 仅 有 效 地 减 缓 了 出 砂 的速 度 , 增 加 了 单 井 产 能 , 而 且 还 极 大 地 减 少 了 因 出 砂导 致 的 管 理 工 作 量 , 降 低 了 生 产 成 本 , 提 高 了 油 藏 的开 发 效 果 。5 结 论针 对 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 埋 深 浅 、 成 岩 作 用 较 差 、地 层 骨 架 颗 粒 胶 结 疏 松 、 容 易 出 砂 的 特 点 , 结 合 压 裂防 砂 技 术 的 机 理 , 对 研 究 区 实 施 压 裂 防 砂 措 施 进 行防 砂 。 现 场 应 用 表 明 : 压 裂 防 砂 技 术 不 仅 有 效 地 减 缓了 出 砂 的 速 度 , 增 加 了 单 井 产 能 , 而 且 极 大 地 减 少 了因 出 砂 导 致 的 管 理 工 作 量 , 降 低 了 生 产 成 本 , 改 善 了油 藏 的 开 发 状 况 , 提 高 了 开 发 效 果 。参 考 文 献[ 1 ] 王 治 中 , 田 红 , 邓 金 根 , 等 . 利 用 出 砂 管 理 技 术 提 高 油 井 产 能[ J ] . 石 油 钻 采 工 艺 , 2 0 0 6 , 2 8 ( 3 ) : 5 9 - 6 3 .[ 2 ] 陈 树 营 . 沙 河 街 组 疏 松 砂 岩 油 藏 出 砂 规 律 与 开 发 对 策 [ J ] 油 气 藏 , 2 0 0 6 , 1 1 ( 1 ) : 3 2 - 3 6 .[ 3 ] 伊 向 艺 , 卢 渊 , 周 林 然 . 疏 松 砂 岩 储 层 防 砂 技 术 新 思 路 [ J ] . 内蒙 古 石 油 化 工 , 2 0 0 6 ( 9 ) : 1 3 0 - 1 3 2 .T h e A p p l i c a t i o n o f F r a c t u r i n g a n d S a n d P r e v e n t i o n i n S h u 3A r e a D u j i a t a i O i l R e s e r v o i Y a n - q i J i a - q i a n N G X i a o - r o n Z h i - m i n 1 . S h u g u a n g O i l P r o d u c t i o n P l a n t o f L i a o h e O i l f i e l d o f C N P C , P a n j i n 1 2 4 0 1 0 ;2 . S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y , C h e n g d u 6 1 0 5 0 0 ;3 . J i n m a C o m p a n y o f L i a o h e O i l f i e l d o f C N P C , P a n j i n 1 2 4 0 1 0 )A b s t r a c t : A c c o r d i n g t o S h u 3 a r e a D u j i a t a i o i l r e s e r v o i r 's s a n d p r o d u c t i o n f e a t u r e , t h i s p a p e r a n a l y z e s t h e r e a s o nf r o m g e o l o g i c a l a n d d e v e l o p m e n t a l f a c t o r s . B a s e d o n t h e m e c h a n i s m o f t h e f r a c t u r i n g a n d s a n d p r e v e n t i o n t e c h -n o l o g y , i t i s u s e d t o p r e v e n t s a n d . F i e l d a p p l i c a t i o n i n d i c a t e s t h a t t h e f r a c t u r i n g a n d s a n d p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y n o to n l y c o u l d s l o w d o w n t h e v e l o c i t y o f s a n d p r o d u c t i o n , a n d e n h a n c e t h e p e r w e l l p r o d u c t i o n , b u t a l s o c o u l d d e -c r e a s e t h e a m o u n t w o r k i n g , c u t d o w n t h e m a n u f a c t u r i n g c o s t , a n d i m p r o v e c u r r e n t s t a t u s o f e x p l o i t a t i o n o f o i lr e s e r v o i r .K e y w o r d s : f r a c t u r i n g a n d s a n d p r e v e n t i o n ; u n c o n s o l i d a t e d s a n d ; s a n d p r o d u c t i o n ; S h u 3 a r e a D u j i a t a 秋 , 欧 家 强 , 王 小 蓉 , 伍 志 敏 : 压 裂 防 砂 技 术 在 曙 三 区 杜 家 台 油 藏 的 应 用6· ·
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