油气井防砂技术(三版).ppt

1、油气井防砂技术,2002-8-8,油气井防砂技术,2,油气井防砂技术,油井出砂原因油井出砂的危害出砂预测及出砂规律研究防砂工艺技术防砂优化设计防砂配套工艺效果预测及产能预测国外防砂新工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,3,油井出砂原因,地层先天条件地质年代新油层埋藏浅压实程度低，胶结疏松胶结矿物含量低,人为开发因素高速开采或频繁作业油层压力下降注水开发和边水推进生产压差、采油速度过大,2002-8-8,油气井防砂技术,4,油井出砂的危害,造成砂堵、砂卡、砂埋油层井下设备冲蚀严重，如井下衬管、泵、筛管等导致地层亏空，坍塌，套损，油井报废地面管线、阀门等冲蚀严重环境污染及运输处理等问题,200

2、2-8-8,油气井防砂技术,5,出砂预测、出砂规律研究,区块分析对比试油及生产资料分析井口含砂监测声波时差数据分析地层孔隙度与出砂关系出砂指数计算数值计算地层出砂模拟试验,2002-8-8,油气井防砂技术,6,出砂预测、出砂规律研究,区块分析对比地质条件对比岩芯分析对比流体特性对比,试油及生产资料分析试采测试资料分析生产数据分析作业、检泵、冲砂情况分析,2002-8-8,油气井防砂技术,7,出砂预测、出砂规律研究,井口含砂监测,砂蚀监测技术 原理：采用高精度砂蚀探头（金属损耗量为纳米级10-9m）对油、气井进行出砂监测。,2002-8-8,油气井防砂技术,8,出砂预测、出砂规律研究,井口含砂监

3、测含砂监测仪器图,2002-8-8,油气井防砂技术,9,声波时差（t）,用声波在地层中的传播时差（t）可以进行出砂情况预测，经验表明：当t295us/m时，油井在生产过程中会出砂，应采取防砂措施。,2002-8-8,油气井防砂技术,10,孔隙度,地层的孔隙度大于30%，地层出砂较为严重，完井过程中必须考虑防砂措施；地层的孔隙度在20-30%之间，地层出砂减缓，也须考虑防砂；地层的孔隙度小于20%，地层出砂轻微，油井是否需要防砂可根据有关测试资料而定。,2002-8-8,油气井防砂技术,11,出砂指数,式中：B出砂指数，104MPaK体积弹性模量，104MPaG切变弹性模量，104MPa泊松比t

4、s,tp声波时差，us/m,2002-8-8,油气井防砂技术,12,出砂指数判定经验,当出砂指数B大于2X104MPa时，在正常生产中油层不会出砂；当出砂指数B大于1.4X104MPa但小于2X104MPa时，油层轻微出砂；当出砂指数B小于1.4X104MPa ，油井生产过程中出砂量较大。,2002-8-8,油气井防砂技术,13,极限生产压差Pwmax,数值计算,式中：H平均有效地应力E.岩石弹性模量v.泊松比B0,B1.岩石的材料常数,2002-8-8,油气井防砂技术,14,数值计算,根限流速v,出砂量Sc,2002-8-8,油气井防砂技术,15,出砂流动试验,不同生产压差、流速下出砂规律不

5、同含水阶段出砂规律,2002-8-8,油气井防砂技术,16,防砂工艺技术,机械防砂技术化学防砂技术复合防砂技术压裂防砂技术,2002-8-8,油气井防砂技术,17,绕丝筛管砾石充填,工艺原理图,2002-8-8,油气井防砂技术,18,绕丝筛管砾石充填,工艺特点及适用范围具有成功率高，有效期长，适应性强，防砂效果好，油井产量高等优点，而且不受井段长短、井底温度和压力等条件限制。可用于直井、斜井、水平井防砂。,2002-8-8,油气井防砂技术,19,绕丝筛管砾石充填,下冲法充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,20,绕丝筛管砾石充填,反循环充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,21,绕

6、丝筛管砾石充填,正循环充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,22,绕丝筛管砾石充填,正循环挤压充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,23,绕丝筛管砾石充填,“两步法”充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,24,绕丝筛管砾石充填,振动充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,25,特殊滤砂管,双层预充填筛管环氧树脂胶结砂粒滤砂管金属粉末滤砂管金属棉滤砂管金属毡滤砂管陶瓷滤砂管割缝衬管,2002-8-8,油气井防砂技术,26,双层预充填筛管,工艺特点具有施工简单，一次下入即可完成防砂施工，减少施工用液，对地层伤害小等优点。,2002-8-8,油气井防砂技术,27,环氧树脂胶结砂

7、粒滤砂管,工艺特点具有施工简单，成本低，处理方便等优点。,2002-8-8,油气井防砂技术,28,金属粉未滤砂管,工艺特点除具有树脂滤砂管的特点外，还具有强度高，渗透性好，适应性强等特点。,2002-8-8,油气井防砂技术,29,金属棉滤砂管,工艺特点具有强度高，弹性好，渗透率高，使用方便，用液少，对地层污染小等优点。,2002-8-8,油气井防砂技术,30,金属毡滤砂管,工艺特点具有强度高，弹性好，渗透率高，使用方便，用液少，对地层污染小等优点。,2002-8-8,油气井防砂技术,31,陶瓷滤砂管,工艺特点具有对地层伤害小，施工简单等优点。,2002-8-8,油气井防砂技术,32,割缝衬管,

8、工艺特点具有对地层伤害小，施工简单等优点。,2002-8-8,油气井防砂技术,33,施工程序图,2002-8-8,油气井防砂技术,34,滤砂管适用范围,泥质含量低于5%地层砂粒度中值0.1mm地层砂分选性好,2002-8-8,油气井防砂技术,35,化学防砂技术,酚醛溶液地层胶结主要以苯酚、甲醛为原料按比例配制，加适量固化剂混合均匀，形成低粘度的酚醛溶液，用泵挤入地层，固结疏松砂岩，防砂地层出砂。该方法适用于先期和早期防砂。最近几年，为解决低温、高含水油井出砂问题，又研究开发出了脲醛树脂溶液防砂，并已应用现场，见到良好的防砂效果。,2002-8-8,油气井防砂技术,36,化学防砂技术,树脂溶液地

9、层胶结,2002-8-8,油气井防砂技术,37,化学防砂技术,树脂涂敷砂防砂,2002-8-8,油气井防砂技术,38,复合防砂,该项防砂技术利用化学和机械防砂的双重作用，进一步提高了油、气井防砂效果。该项防砂技术适应于粉细砂、地层亏空严重、高含水、高采液强度油、气井防砂。,2002-8-8,油气井防砂技术,39,复合防砂,2002-8-8,油气井防砂技术,40,压裂防砂工艺技术,原理:减缓岩石破坏,压后双线性流,压前平面径向流,径向流变为双线性流，,压裂解堵，阻力下降，,减缓岩石破坏,2002-8-8,油气井防砂技术,41,压裂防砂工艺技术,原理:降低了流体冲刷和携带作用,压前径向流,压后双线

10、性流,因xfr，即使QQr，使vvr,流速下降，减轻冲刷和携带能力，减缓出砂。,压后压前流速比,2002-8-8,油气井防砂技术,42,压裂防砂工艺技术,端部脱砂压裂与传统压裂对比,2002-8-8,油气井防砂技术,43,压裂防砂工艺技术,端部脱砂压裂与常规压裂砂比对比图,2002-8-8,油气井防砂技术,44,压裂防砂工艺技术,端部脱砂压裂与常规压裂施工参数对比图,2002-8-8,油气井防砂技术,45,压裂防砂工艺技术,端部脱砂压裂 压裂充填,二者都存在泵注、滤失速度的平衡点。TSO保持泵注速度，实现膨胀；FracPack则减少泵注，保持二者平衡。,压裂充填与端部脱砂压裂比较:泵注速度及滤

11、失速度,2002-8-8,油气井防砂技术,46,压裂防砂工艺技术,端部脱砂压裂 压裂充填,压裂充填与端部脱砂压裂比较:缝宽,TSO缝宽不断膨胀；FracPack可以实现缝宽的稳定，达到裂缝内支撑剂浓度的基本一致。,2002-8-8,油气井防砂技术,47,压裂防砂工艺技术,主 要 结 论1.压裂充填包含了端部脱砂工艺。2.压裂充填容易实现缝内支撑剂的高密度铺设。3.压裂充填更适用于渗透率较高而裂缝效率较低的地层。4.端部脱砂压裂可以实现过量膨胀，更适用于中等渗透率而较“坚硬”的地层。,2002-8-8,油气井防砂技术,48,压裂防砂应用及前景,应用: 国外：在美国阿拉斯加海上及墨西哥湾大量应用,

12、占防砂井的50%。此外，在北海、印尼、马来西亚、越南等国应用较多。 国内：日益受到重视。前景：1、疏松砂岩稠油、粉细砂岩油藏资源丰富；2、存在较为普遍的地层污染问题；3、压裂防砂有不可替代的技术优势。,2002-8-8,油气井防砂技术,49,防砂优化设计,充填砂尺寸设计地层砂筛析曲线,2002-8-8,油气井防砂技术,50,计算公式,选择标准D50=(56)d50,2002-8-8,油气井防砂技术,51,筛管缝隙及尺寸设计,筛隙S（1/22/3)Dmin筛管尺寸D7in套管21/24in筛管51/2in套管221/2筛管,2002-8-8,油气井防砂技术,52,入井液及携砂液设计,地层岩芯矿物

13、组份、含量分析试验岩芯膨胀试验岩芯分散试验设计与地层配伍性好、伤害小的入井液和携砂液。,2002-8-8,油气井防砂技术,53,射孔参数设计,射孔方式射孔参数7in套管127枪、127弹，36孔/m 1220mm，孔深3060cm51/2套管102枪、102弹，36孔/m1220mm，孔深3060cm,2002-8-8,油气井防砂技术,54,射孔参数设计,炮眼压降计算公式,式中：P孔单孔眼的压降,MPaL.炮眼长度,m.流体粘度，mPa.sQ单个炮眼通过液量，m3/dA.孔眼截面积,m2K充填砾石渗透率,m2.紊流系数,10(7.01-0.95lgK)m-1.液体密度，Kg/m3,2002-8

14、-8,油气井防砂技术,55,射孔参数设计,射孔与产能关系,2002-8-8,油气井防砂技术,56,管柱结构设计,底部桥塞选择信号筛管设计生产筛管设计扶正器距离设计光管长度设计充填工具选择,2002-8-8,油气井防砂技术,57,砾石充填量设计,计算公式VV1V2V3,2002-8-8,油气井防砂技术,58,充填工艺及充填参数设计,充填方式选择充填参数设计垂直井参数设计斜井参数设计水平井参数设计,2002-8-8,油气井防砂技术,59,防砂配套工艺,井眼准备刮管洗井,2002-8-8,油气井防砂技术,60,防砂配套工艺,射孔,2002-8-8,油气井防砂技术,61,防砂配套工艺,反冲法,炮眼清洗

15、负压射孔,2002-8-8,油气井防砂技术,62,防砂配套工艺,炮眼清洗炮眼清洗,2002-8-8,油气井防砂技术,63,防砂配套工艺,解堵处理化学解堵机械解堵防膨抑砂降粘洗井、压井,2002-8-8,油气井防砂技术,64,防砂配套工艺,入井液、携砂液配制入井液、射孔液清水（污水）防膨剂破乳剂清洗剂携砂液,2002-8-8,油气井防砂技术,65,防砂配套工艺,液体过滤入井液、携砂液过滤精度25m,桶式过滤器,DE过滤器,2002-8-8,油气井防砂技术,66,防砂效果及产能预测,防砂后产能计算公式,式中：Q1防砂后产能Q.防砂前产能Kavg.平均渗透率Ke地层渗透率re.泄油半径，英尺rw.井

16、眼半径rs.筛管内半径,2002-8-8,油气井防砂技术,67,国外新的防砂工艺技术,新型防砂筛管美国Pall公司新型筛管,2002-8-8,油气井防砂技术,68,国外新的防砂工艺技术,新型防砂筛管美国膨胀筛管,2002-8-8,油气井防砂技术,69,国外新的防砂工艺技术,充填工具多功能挤压充填工具,2002-8-8,油气井防砂技术,70,国外新的防砂工艺技术,压裂充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,71,国外新的防砂工艺技术,射孔防砂综合工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,72,国外新的防砂工艺技术,带砂采油工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,73,国外新的防砂工艺技术,过油管充填工艺,2002-8-8,油气井防砂技术,74,国外新的防砂工艺技术,下转法防砂工艺,谢谢！,欢迎各位同仁指正与交流,