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国外防砂技术及发展趋势

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国外 技术 发展趋势
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万方数据环球石油射孔防砂联作技术是在大孔径射孔弹前放置一个有助推火药及防砂材料的前仓,利用射孔弹起爆射流产生的高温高压,引燃助推火药,将防砂材料在毫秒级范围推入射孔孔道,并形成永久固结的防砂塞,实现防砂射孔作业一次完成…。2.适用范围——麓孔防砂一体化管桂。本技术适于新井第一次射孔,且射孔井段内无闭射夹层;适用于老井(试油井)上返补孔,且为单采、单注(单试)补孔段,射孔段内无闭射夹层;油井井筒斜度小于60℃。射孔防砂一体化管柱施工流程见图l。图1 射孑技术适用于出砂情况较轻的防砂井,需要射孔完图2射孔防砂联作技术施工流程图40 石油科技论坛 2007年第6期井的油水井。射孔防砂联作技术施工流程见图2。3.施工程序射孔防砂一体化管柱的施工程序是:在对油水井井筒试压合格后,下入油水井射孔防砂一体化管柱。管柱下到位后,下入磁定位器对管柱校深,以达到射孔深度精度要求。然后油管加压,射孔启爆器工作,完成射孔。小排量试挤射孔液,验证射孔弹是否发射。射孔成功后,立即下放管柱,使防砂管正对油层,最后进行防砂施工。射孔防砂联作技术的施工程序是:在对油水井做好射孔前期准备之后,用电缆或油管下入射孔防砂联作器材。器材下到井筒后,磁性定位,电缆或液压引爆射孔防砂器材,在射孔的同时完成射孔孔道的固结工作,达到射孔和防砂施工一次完成。二、新型滤砂管防砂技术在机械防砂工艺技术中,由于滤砂管防砂具有施工工艺简单,不进行砾石充填作业,无需大型防砂设备以及施工成功率高等特点,近十年来发展很快,新产品、新技术不断涌现,以适应不同地质条件和不同油井类型防砂的需要。目前最新研制并在现场工业应用的防砂筛管有下面几种。1。高强度防砂筛管井和水井,既可单独使用,也可结合砾石充填和压裂充填完井使用;可用于直井、斜井和水平井的裸眼完井;目前,在裸眼井中下入单立柱防砂筛管完井已经成为水平井的重要技术之一。特的紧缩式绕丝加工;中心管承力;筛管承受扭矩、拉伸、挤压和弯曲的能力与套管相当;所用绕丝是特种合金材质及剖面独特的异型不锈钢丝;绕丝与中心管之间没有焊接;作业时无需特殊工具;可用于小曲率半径的万方数据 万方数据环球石油不易堵塞,滤砂管渗透率高,生产压差小,生产能力强。抗腐蚀性能好,可承受较高的拉应力,适合不同类型的油、气、水井防砂。易斯安那的海上,以及陆地进行了大量的现场应用,取得了良好的防砂效果o。三、化学防砂技术1。烷基聚硅酸酯固砂常规的砾石充填技术在防止地层砂流入井筒方面是十分成功的,但有时这种砾石充填不能阻止细粉砂的运移,从而造成井底砂堵,不得不进行修井作业,开支昂贵的油井维修费用。采用烷基聚硅酸酯固砂能够解决上述问题。该方法的工艺原理是:将含水有机铵硅酸盐、碱金属或铵的硅酸盐溶液注入砾石充填层,使硅酸盐水溶液饱和整个层段;然后注入一定体积的烃段塞作隔离液(烃段塞隔离液可以是石蜡和芳烃液体);再注入含有烷基聚硅酸酯的可与水互溶的有机溶剂。当该溶液与保留在砂粒上的以及滞留在砂粒之间接触点上的有机铵硅酸盐、碱金属或铵的硅酸盐溶液接触时发生反应,在充填层段形成硅化物水泥。所形成的硅化物水泥在时稳定,且能耐约1000℃的高温。以上处理步骤可重复进行,直至控制住细砂粒的位移。各种用剂的浓度、用量及注入速度与地层特性有关,因此,在施工前要从被处理的层段取岩心样品来进行试验,以得出最佳参数。为了获得较高的固结强度,可以采取以下两种途径:一是增大水段塞中硅酸盐的浓度,或者增大水溶有机溶剂段塞中所含烷基聚硅酸酯的浓度来提高胶结强度的目的;二是降低硅酸盐水溶液及烷基聚硅酸酯溶液的注入速度来提高胶结强度。硅酸盐水溶液段塞及含烷基聚硅酸酯的水溶有机溶剂段塞的注入可以反复进行,直到地层的胶结强度达到一定程度、井壁不至于坍塌、不至于造成地层伤害为止。具有M,~4的硅酸盐适于生成稳定的碱性硅化物水泥。其中或好的M,酸盐溶液浓度质量比为0%~60%,最好为20%~50%,精确的浓度视应用井况来定。但一般情况下,愈浓的硅酸盐水溶液愈黏,固含量愈高,生成的硅化物水泥胶结强度也就愈高。以水溶液形式用的有机铵硅酸盐中的有机基团,包括那些含C,一C。烷基或芳基和杂原子的基团,最好是四甲基铵硅酸盐酯。有机溶剂中的烷基聚硅酸酯(是烷基正硅酸酯的水解缩合产物,四甲基正硅酸酯也可以使用。制得的烷基聚硅酸酯门>0.5,最好妇>1,当量增加,胶结强度也越来越大。烷基聚硅酸酯中量应大于30%,最好在50%左右,为了和含在水中的硅酸盐充分反应,90%(质量浓度),最好为20%~80%(质量浓度)。2.混纤维砂浆充填防砂混纤维砂浆充填防砂最初是在压裂过程中应用的一项技术,它能够防止压裂后返排时支撑剂大量回流(吐砂),并减少支撑剂在压裂过程中的破碎率。将一定量的纤维材料混入支撑剂中,随压裂液一起挤入地层,使纤维在颗粒之间构成网络,限制支撑剂的移动,减少支撑剂之间的碰撞,达到理想的压裂充填效果。国外混纤维。孙辉,王登庆等.防砂工艺技术水平调研.中国石化胜利油田有限公司年情报调研课题,2002,03:41~48。42 石油科技论坛 2007年第6期 万方数据砂浆充填技术是水力压裂施工中防止返排过程中支撑剂大量倒流入井筒的一项主要技术。其作用原理如图5所示,当纤维随充填砂进入地层后,相互缠绕、重叠,形成一种三维网状结构,将充填砂包裹、拖曳住,从而大大减少随产出液排出的砂量。充填砂分为两种,一种是普通陶粒或石英砂,另一种则是覆膜砂,其中混有纤维的覆膜砂在地下固结后形成的挡砂屏障与普通覆膜砂相比强度加大,渗透率提高。图5形成的3够有效减少返排过程中支撑剂的倒流,增加液流通道,并能降低对循环系统造成的磨损。该防砂技术的施工程序是:用地层预处理液处理目的层一挤入前置液造缝一加大砂比,用压裂液携带混有纤维的支撑剂挤入裂缝,进行充填一继续挤入携砂液,砂比降为零,顶替一压后关井。混纤维砂浆充填防砂在美国科罗拉多州的.003~0.05密砂岩气层的水力压裂作业中应用,排液过程中逐步放大油嘴,返排速度高达320L/裂液返排量平均增加24%,气井产量提高55%~60%。四、发展趋势目前,防砂技术总的发展趋势:一是朝着技术集成、采油技术一体化、系统化方向发展,如压裂防砂、射孔防砂一体化、防砂解堵一体化等;二是朝着解决油田开发后期开采高含水地层剩余储量和难动用储量(如超稠油、超深井等)过程中防砂问题的方向发展;三是朝着深入研究水平井和特殊井身结构的水平井(台阶、多分枝、侧钻、大井眼)防砂的方向发展。根据防砂技术发展这一总的趋势,目前研究的问题主要有:射孔防砂一体化;防砂解堵一体化;防砂抽油泵一体化;油田高含水期防砂规律和防砂措施;超稠油油藏防砂工艺技术;多轮次抽油井防砂工艺技术;水平井分段防砂、分段采油工艺技术;特殊井身结构的水平井防砂技术(台阶、多分枝、侧钻、大井眼);海上油田开发后期防砂工艺技术;深井、超深井防砂技术;套管变型井的防砂技术等等。参考文献[1]史慧生.复合射孔一防砂技术[J].爆炸与冲击,2001,21(2):1 44~1 49[2] i J|n 4398, 20002007年第6期 石油科技论坛 43 万方数据国外防砂技术及发展趋势作者: 邓广渝, 衣春霞, 张义刚, 龙碧英作者单位: 中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院刊名: 石油科技论坛英文刊名: (期): 2007,26(6)被引用次数: 0次参考文献(3条)砂工艺技术水平调研 合射孔刊论文]001(02)4398] 2000相似文献(10条)砂射孔新技术 2003在射孔作业的同时,利用射孔器材自身的作用完成防砂的效果,出了在射孔作业的同时起到防砂作用的防砂射孔新技术,并成功地研制了超高孔密射孔器系列产品;井眼射孔与防砂连作技术研究及应用 应的1029砂材料装填量无法达到防砂要求的问题,开发研究了一种全新结构的对称式复合射孔防砂枪,使得枪内空间得到充分应用。地面打靶实验和现场试验证实,对称式复合射孔防砂技术可以将射孔和防砂2个工艺过程一次施工完成的,取得良好的防砂试验效果,项技术参数满足生产要求,是一种非常有效的油井射孔防砂方法。作庆 油井复合防砂射孔器研究 2005本文主要通过理论分析和实验对油井复合防砂射孔器进行深入细致的研究,目的在于为油井的射孔及防砂提供一个新的方法。复合防砂射孔器的防砂材料是耐蚀、耐高温的不锈钢丝,它直接填充在射孔孔道中,具有渗透率高、防砂效果好等优点,并且用复合防砂射孔器完井可以一次完成射孔和防砂两项作业,所以该射孔器的研究对油田具有重要的意义。防砂身抒器在原理上应用了火药的推进作用和射流的携带作用,两者在速度和能量上有机结合,将作为防砂材料的不锈钢丝填充到孔道中形成防砂填充层,实现油井的防砂目的。文中比较详细地论述了射孔弹、推进火药及防砂材料等的设计及实验过程。防砂材料及其填充层作为油井防砂的主体,其性能非常重要,文中也进行了详细的论述。射孔枪及前仓作为射孔器其它部件的载体,它的性能关系到射孔防砂过程的安全性及防砂材料输送的可靠性,所以也是本论文研究的主要内容。论文的最后是射孔器的现场应用部分,通过井下应用证明了所研究的防砂射孔器防砂效果好,研究和实验取得了成功。型防砂射孔设计方案 (4)防砂材料推入孔道,孔弹的结构和各部分的作用,砂材料的填充率达到80%孔防砂技术研究 9(2)出砂、技术克服了砾石充填等先期防砂技术的缺点,具有成本低、高效、可应用于修复井后期防砂,井出砂率,砂的射孔要求 1(1)位、孔密和射孔弹类型)必要在流量变化(压差)、论模型、为它能产生较小孔径的射孔孔道,且知道应力方向,可以使用定向射孔增加孔道的稳定性(特别是在压差增加、油藏衰竭的情况下)位论文 翟宏涛 射孔孔眼内砾石填充程度对防砂效果及油井产能的影响 2008在油气开采过程中,油井出砂具有很大的危害性,严重的可以使油井报废,因此在生产过程中,必须采取有效的防砂措施。目前,对射孔井最常用的防砂完井方式是管内井下砾石充填,这一方法具有良好的防砂效果、平均防砂有效期也比较长。油井下入筛管并进行砾石充填后,在筛套环空、射孔炮眼内填满了砾石,形成了筛套环空砾石层,射孔孔眼内砾石层和射孔孔眼外砾石层三个附加流动阻力区。分析砾石充填井筒附近的压降,对产能预测,从而进行防砂优化设计,具有重要意义。本文重在对砾石充填实际作业中的已知的工艺进行机理研究和分析,利用一维物理模拟实验装置对井筒附近的压降进行了模拟,验证了射孔孔眼内的压降是井筒附近压降的主要部分;同时模拟了射孔孔眼中砾石填充层被地层砂侵入、破坏,形成砂—砾混合带的过程进行了模拟,测量了不同地层砂粒度、不同砾石填充度下射孔孔眼内的压降、渗透率的变化数据,分析了地层砂侵入射孔孔眼内的砾石层后,造成砾石充填井产能降低的机理。孔油气井测试2005,14(2)通过测试,明防砂填充层的渗透性很好,择不同粒径的砂样进行防砂实验得出,140~200 慧生 具有射孔和防砂两种功能的复合射孔器 1(2)复合射孔用射孔弹装药爆轰和助推药爆燃的能量,将在油层中射孔和把防砂材料推入射流打出孔道以形成永久性防砂塞两项作业在千分之几秒的瞬间完成,省略了重复起下管柱、下防砂筛管等作业,使完井工艺大为减化,同时节省作业费用30%~50%地防砂等特点,适用于多种出砂地层、各种苛刻的施工条件(如高温热采)刊论文 孔径、高孔密防砂射孔技术在草13块的应用 0(1)大孔径、高孔密防砂射孔技术主要适用于砾石充填防砂的油井,它有利于降低充填防砂井的充填压力,孔密防砂射孔作业9井次,降低施工压力8~14孔径、高孔密防砂射孔对套管和水泥环未造成损害,:中国石油大学(北京)(授权号:011年1月22日
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