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青海涩北气田第四系疏松粉细砂岩气藏防砂工艺试验研究与评价

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青海 气田 第四系 疏松 细砂 岩气藏防砂 工艺 试验 研究 评价
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第1 7卷第2期 2006年4月 天然气地球科学 ;7 2006 气田开发 青海涩北气田第四系疏松粉细砂岩气藏 防砂工艺试验研究与评价 饶 鹏,冯胜利,谷晓峰,刘凡明,石振军,薛西武 (中国石油青海油田钻采工艺研究院,甘肃敦煌736202) 摘要:介绍了针对制约涩北气田高效开发的防砂技术难题,通过综合采用“稳、固、防”等配套工艺, 筛选出了较适合涩北气田高泥质粉细砂岩气藏防砂的高压一次充填防砂和纤维复合压裂防砂工 艺。截止2005年多数防砂井日产气量有了明显的提高,单 井日产气量平均增加4O 以上,防砂有效期最长已迭3年以上,满足了粉细砂岩气藏防砂和进一 步提高气井单井产能的开发需要。 关键词:涩北气田;第四系;疏松粉细砂岩;气藏;防砂技术 中图分类号:1 文献标识码:A 文章编号:005)02—05 1 涩北气田概况 涩北气田位于青海省柴达术盆地台吉乃尔湖、 涩聂湖、达布逊湖的一 湖地 :.探}气 积 1 30.5 累计探 768.56×10 m”, r}1)。 北 岩 以灰色粉砂 和泥质粉砂岩 图J 涩北气田地理位置及分布 收稿日期:2()05 5;修回日期:2()06.02 08. 基金项目:“青海省柴达木赫地涩北气 高雎充填防砂新二I‘岂咒导试骑研究”(编号:(20()4)青油科验宁第009呼)资助. 作者简介:饶鹏(1 )68),男,陕西城固八,高级工程师,主要从事洲砂和天然气开采研究.E—a:,263.“o.2 饶鹏等:青海涩北气田第四系疏松粉细砂岩气藏防砂工艺试验研究与评价 主.高粘土、高泥质、高矿化度、欠压实,气层易出 砂,地层砂粒度平均中值0.04~0.07质含量 40 ,粘土含量28 。储层连通孔隙度26 ~33 , 渗透率(23~l 54)×1 0。/平均孔喉半径5.76 孔基式胶结_藏平均单井无阻流量22.97 ×10 d,气藏产能差别较大,全气田应以11 类气藏居多,气藏单井产量中等。 2 防砂简况与技术难点分析 涩北气田大部分气井都存在出砂现象,只是出 砂程度不同而已,大部分气井需要防砂或采取措施 后,气井的单井产能才能接近或达到实施方案配产 的要求。气田先后丌展了管内机械防砂、改型呋喃树 脂化学防砂和高压一次充填、纤维复合压裂防砂等 砂工艺主要技术难点表现在以下力 而: )地层砂粒细(平均粒度0.04~0.07 机械挡 砂类工艺适应性 ;②防砂井段K(大于30 m),粘 土含鼍高,化学崮砂难以保证固砂剂的准确定位和 固结后的胶结湿度,且有效期受地层温度影响大,对 地层有一定的伤害,不利于提高气井单井产能;⑧ 裂 砂工艺在涩北气田储层物性条件较好、气外层 多和气水层问互的疏松粉细砂岩气藏应用,除难度大外,关键是确定压裂端部的脱砂工艺[1 2;① 涩北气田具有强水敏、强碱敏和较强的酸敏、压力敏 感性伤害,导致储层出砂;③气田处在开发初期,很 多『廿如气井见水后出水对的影 响、地层 力下降后地层骨架破坏导敛的套管变形 和气水层的 窜等问题,使得防砂难度逐年加大。 3 防砂工艺优选 经过十多年的现场防砂试验,采用高 充填 工 艺技术优势明显、防砂适应性强,管外充填砂体 高 压下一体化形成,防砂半径大,充实程度高,砂体连 续稳定,防砂有效期长。对气层薄、气水层间互的涩 北气田第四系疏松砂岩气藏具有较强的适应性 。 3.1高压一次充填防砂 封隔高压一次充填防砂技术。。 是:通过携砂液 以大排量将砾石带到气井产层管外地层和筛管与套 管的环形空间,经高J: 作用形成沉积、压实高效能挡 砂屏障带,达到防止气井出砂的作用(图2)。高压充 填砾石采J{砂实验结果如表1所示。 筛管要求与生产套管有较好的匹配关系,以保证挡 砂能力和稳定性挡砂效果。 表l 高压一次充填砾石挡砂实验 在不压开地层条件次允填防砂, 需要对施工加砂压力、排量、携砂液 、砂比浓度等 参数进行控制设计。以涩1 3井为例,泵注程序设计 如袁2所示 图2封隔高压一次充填防砂工艺原理示意 表2涩1—3井高压充填施工泵注程序 3.2纤维复合压裂防砂 涩北气田储层以高孔隙度、高渗透牢为特点。压 裂刘 地层的改造作用已不重要,关键是实现防砂工艺。采用纤维等材料拧制了高渗透软地层 裂防砂后支撑剂的回流,实现了 裂防砂后井筒 内无筛管的目的 3) 采川Fr~优化设 汁软彳,卜,以涩3—2行纤维压裂复合防砂 施工参数优化模拟计算,汁算结果见表3,泵汴程序 设计如表4。 】98 天 然 气地球科 学 7 表3涩3 2验确定的纤维复合体足主要由20~40目树脂 涂层砂+(1 ~2 的5给 出了不同闭合压力条件下纤维复合体的渗透率和抗 压强度数据。 3.3盐水基清洁携砂液 研制的盐水基清洁压裂液体系,配方为基液+ (3 ~4 )的.0 的2助排剂+2.5 的体 系具有良好的携砂性能,其粘温关系以及破胶后和 盐湖水的粘温关系如图4和图5所示。 表4 涩3—20井纤维压裂复台防砂施工泵注程序 图3纤维复合压裂防砂工艺原理示意 4 防砂简况与效果评价 笔者统计丫 北气田共47井次地层高压允填 防砂试验资料,高压一次充填防砂平均施工排量 1.57 m。/比14.6 、 m ,平均 每米充填砂量1.18 m。;纤维复合压裂防砂平均施 .71 排量2.2 m /比20.1 、加砂量13.3 m。, 平均每米充填砂量1.67 防砂典型井的施工曲 线如图6奄 篓 35 45 55 65 75 温度(℃) 图4清洁压裂液粘温曲线 图5体系破胶后粘温关系 黔 黔氍 靛} }辩錾黔 鞲 瓤 瓤 } 豁 }黔 } 豁黔嚣躲 暨 豁参黔 彗 蠹} 黔 靛豁擎黪鞋 釜量磬强§酚 £ 裁 燕 豁黔 畿 静 蟊蟊 戳 豁 群群 鞋豁黔 承黔 } 醚 黪 嚣鬈黔 饶鹏等:青海涩北气田第四系疏松粉细砂岩气藏防砂工艺试验研究与评价 199 表5纤维复合体渗透率和抗压强度实验 m。/)Pa m。/) Pa)图6 防砂典型井施工曲线 防砂后分析了生产中时问较长的27口井的防 砂效果,防砂后气井日产气量有了明显的提高,而且 大部分井具备生产制度优化和进一步提高单井产能 的潜力。其中,新井防砂后产气量保持在5.0×10 m。/井平均增产1.4×10 m。/d, 累计增气1.01×10 m ,防砂井最长有效期已达3 年以上,部分防砂井试验效果见表6。 5 结论 (1)涩北气田储层易出砂,出砂粒径为0+04~ 0.07 砂技术难度大。为了确保气井正常生 产,大部分气井需要控制压差生产,但控压生产不利 于气井产能的发挥。 (2)涩北气田主要形成了以高压一次充填和纤 维复合压裂防砂为主的工艺技术,进一步完善了防 砂工艺体系,初步解决了第四系生物成因气藏粉细 砂岩地层的出砂问题。 (3)防砂试验表明,防砂后气井产能平均增幅 4O%,最高达到了188 ,老井防砂平均单井日增产 1.4×10 m ,新井防砂后产气量可以保持在j.0× 1 O‘m /止目前单井防砂最长有 效期已达3年以上。有效地维护了气井的正常生产。 (4)涩北气田第四系长井段疏松粉细砂岩地层 天 然 气地球科 学 7 的出砂问题不但能够解决,而且可以通过防砂措施 进一步提高气井的单井产能。涩3—7井和涩4水同层井段防砂试验的成功,进一步拓宽了涩北 气田地层高压充填防砂工艺的应用前景。 表6 涩北气田防砂试验效果 注:增产数据截止2005年6月底 参考文献: [1]张祥,纪宗兰.杨银山,等.试论柴达木盆地第四系盖 的封盖 机理[J].天然气地球科学,2004.15(4);383 386. [2]周I『1..工琪.张怀文.等.压裂充填综合防砂技术综述[J].新描 石油科技,2001,11(4):8 1 3. 『3]1 W I B,J()N M H,.o ;c]//(),1 3 S~t 1996:5 5—57. 松.陈来平.陈广.等.封隔离 一次充填防砂技术及其应用 石油钻采。001,(5):67 70. [5]周福建,杨贤友,熊春明,等.涩北气田纤维复合高压充填无筛 管防砂技术研究与心崩[J]._犬然气地球科学,2005.1 6(2): 2l 3. N U an—i—’ , /,,,,36202,('of of 7 of f 40 up of of as
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