耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术

针对常规泡沫树脂体系耐温性较差和辽河油田疏松砂岩稠油油藏化学固砂储层伤害大与有效期短的问题,以环氧树脂、酚醛树脂、疏水纳米SiO_(2)、硅烷偶联剂等为原料制得纳米改性树脂基液,然后加入固化剂、乳化剂、起泡剂、稳泡剂等添加剂制得泡沫树脂固砂体系。评价了该体系的固化温度、固砂强度、渗透性能、耐温性能和非均质多层注入性能;研发了配套的泡沫发生器,形成了耐高温泡沫树脂低伤害均匀固砂技术,并在辽河油田进行了现场应用。结果表明,泡沫树脂固砂体系的最优配方为:20%~30%树脂基液+8%~12%酚醛胺类固化剂+0.3%乳化剂OP-10+0.5%起泡剂有机硅表面活性剂+0.1%固体稳泡剂纳米SiO_(2)+0.1%聚合物稳泡剂聚乙二醇+57%~71%清水。该体系的起泡体积约为发泡前的7倍、半衰期大于20 min,可在35℃以上固化,固化后耐温可达280℃,既具有低温固化的特点,又具有耐高温的特点。在不同温度下固化的泡沫树脂固结岩心的抗压强度达到5 MPa以上,固砂强度高,满足疏松砂岩固砂强度的要求。对用0.25~0.42 mm石英砂制得的固结岩心的固砂渗透率达到4.8μm2,优于常规树脂固砂剂(1.9μm~2)。在非均质多油层中可明显防止高渗透层突进,改善固砂剂注入剖面,实现均匀固砂。现场试验取得良好的防砂效果,验证了该技术可实现均匀固砂和低伤害特性。利用泡沫树脂流体特性实现非均质多油层均匀固砂,达到了提高化学固砂效果和防砂有效期的目的。

超高密度有机盐钻井液流变性和滤失量控制技术

针对中海油缅甸区块存在异常高压的特点,开展了超高密度钻井液技术研究。分析了超高密度水基钻井液技术难点以及超高密度水基钻井液流变性和滤失量的影响机理,提出超高密度水基钻井液性能调控思路,研究了有机盐weight3对高密度钻井液性能的影响,进行了无黏土有机盐体系中的降滤失剂和封堵剂的优选实验,室内优选出密度为2.80g/cm3的有机盐水基钻井液体系并对其进行室内评价。该体系的表观黏度小于100mPa·s,高温高压滤失量小于15mL,评价表明:体系的热稳定性好,可抗160℃高温;具有良好动力稳定性,室温下放置24h后,上下钻井液的密度差为0.03g/cm3;抗污染能力强,能抗5%NaCl、1%石膏和5%劣质土,体系的综合性能可满足现场需要。

高密度钻井液稳定性和流变性控制技术

从胶体化学原理以及微观流体力学的角度分析了水基固相悬浮液分散稳定机理及流变性机理,并由此提出了高密度钻井液稳定性和流变性调控技术思路,指出通过采用特殊处理剂吸附在加重剂颗粒表面,增大其表面斥力是改善高密度钻井液稳定性和流变性的重要方法。优选出了一种润滑分散剂GR,评价了该处理剂对加重剂表面Zeta电位的影响,以及对钻井液悬浮性和流变性的影响。评价结果表明,该处理剂可增大加重剂表面Zeta电位,并能改善高密度水基钻井液的悬浮性和流变性。根据所提出的调控高密度钻井液的技术思路,以GR为关键处理剂,优选出了密度为2.80 g/cm3的水基钻井液,该体系具有良好的稳定性和流变性,从而验证了该调控思路的可行性。

超高密度水基钻井液滤失造壁性控制原理

加重剂是影响超高密度水基钻井液滤失造壁性的重要因素。从理论上分析了加重剂沉降以及加重剂表面水化作用对钻井液滤失造壁性的影响,得出加重剂颗粒的沉降以及其表面水化能力是影响滤失造壁性的重要因素。由此提出了稳定超高密度水基钻井液静态滤失的技术思路,即通过改善加重剂的沉降稳定性和表面水化能力来控制钻井液的滤失造壁性。提出了采用一种能吸附在加重剂表面,增大其表面Zeta电位绝对值和水化能力的处理剂来改善超高密度水基钻井液滤失造壁性的技术方法。研究出一种润湿分散剂GR,室内实验评价了其对加重剂表面Zeta电位的影响,以及对超高密度水基钻井液沉降稳定性和滤失量的影响。研究结果表明,GR可显著提高加重剂的Zeta电位绝对值,并能明显改善钻井液的沉降稳定性和滤失造壁性,从而验证了该技术方法的可行性。

防砂筛管测试技术现状及发展探讨

防砂筛管是油井机械防砂完井最重要的工具之一。为了研究筛管防砂机理,评价防砂效果,优选合适的筛管类型和技术参数,需要对筛管进行测试。介绍了国内外筛管防砂模拟评价试验方法,并分析了筛管性能检测方法,提出筛管优选的基本流程。认为需要开展筛管性能检测方法的研究,以及筛管模拟试验评价和检测方法标准化研究。

防砂筛管测试技术现状及发展探讨

防砂筛管是油井机械防砂完井最重要的工具之一。为了研究筛管防砂机理,评价防砂效果,优选合适的筛管类型和技术参数,需要对筛管进行各种测试试验,筛管测试技术已变得越来越重要。在调研国内外文献的基础上,介绍了国内外筛管防砂模拟评价试验方法,并且分析讨论了筛管性能检测方法,提出筛管优选的基本流程,认为需要开展筛管性能检测方法的研究,以及筛管模拟试验评价和检测方法标准化研究。

筛管冲蚀磨损研究综述及预防措施

冲蚀磨损是导致油气井防砂完井中筛管失效的重要原因。为了防止或减小筛管冲蚀磨损对油气井生产造成的危害,许多研究者针对筛管冲蚀磨损开展了大量研究工作。结合这方面的研究工作,比较全面地阐述了筛管冲蚀磨损原因、影响因素、实验方法、预测模型,以及防冲蚀筛管方面的内容,并且总结了预防筛管冲蚀磨损的措施。

油井防砂筛管适应性试验评价方法研究

防砂筛管的种类繁多,选择合适的筛管类型、确定合理的筛管参数是机械防砂工艺设计的关键。提出了针对特定区块或油井进行筛管适应性评价的试验方法和筛管性能评价方法,并给出了试验结果的数学计算方法,建立了一套油井防砂筛管适应性试验评价方法。该方法能够定量反映筛管在特定储层条件下的过流性能、挡砂性能、挡砂粒径、抗堵塞性能和综合性能,为筛管优选和参数优化设计提供了更加准确、直观的指导。实际应用表明,该方法合理可行。

油井滤砂管挡砂精度测试方法探讨

挡砂精度是油井滤砂管最重要的技术参数之一。针对现有测试挡砂精度的局限性,分析比较过滤器过滤精度测试方法,结合滤砂管挡砂机理及自身特点,探讨一种可作为滤砂管挡砂精度测试的标准方法。

迪那2气田生产筛管失效分析及治理措施

井筒堵塞是塔里木油田迪那2气田面临的严重生产问题。射孔、改造、完井联作一体化管柱上的生产筛管失效是造成该问题的关键因素。从筛管堵塞、冲蚀破坏、挤压破坏和腐蚀破坏方面,分析了生产筛管失效机理。筛管孔眼、孔密和过流面积偏小是造成堵塞的重要原因。地层返排物和地层砂在生产过程中被筛管阻挡,不能顺利排出,造成了堵塞,同时,在结垢的作用下进一步加剧了堵塞。提出了生产筛管穿孔+挤注解堵液的治理方案,实际应用表明,该治理方案是解决迪那2气田井筒堵塞问题的有效手段。

辽河油田雷61储气库防砂筛管试验与应用

辽河油田储气库群的部分区块存在地层出砂风险,需要采用筛管防砂完井,而筛管评价及优选是筛管防砂完井的关键。为更好地满足气井防砂评价试验的需要,基于筛管防砂原理,研制出一套气井防砂试验装置。该装置采用具有侧部导气槽和下部出砂口的砂漏结构设计,实现高速气体缓慢混砂功能,真实模拟气井防砂过程。同时,针对雷61储气库的地层砂特征和生产条件,开展了金属滤网筛管和自洁缝隙筛管的试验研究。研究表明:①金属滤网筛管初始过流能力是自洁缝隙筛管的3.8倍,筛管表面形成砂层后,金属滤网筛管过流能力是自洁缝隙筛管的4.5倍;②金属滤网筛管的过流抗堵性能优于自洁缝隙筛管,而自洁缝隙筛管的挡砂性能优于金属滤网筛管;③随着筛管外侧砂层厚度增大,气井产量会出现下降,自洁缝隙筛管下降更明显;④在雷61储气库的储层砂样特征和生产条件下,自洁缝隙筛管的挡砂性能要明显优于金属滤网筛管,并且两种筛管均具有较好的抗堵塞性能;⑤为了平衡防砂和产量之间的关系,兼顾考虑成本因素,推荐产量高的水平井采用金属滤网筛管,产量低的定向井采用自洁缝隙筛管。

形状记忆膨胀颗粒防砂材料性能评价

针对油气井开采过程中的出砂问题,提出采用温敏性形状记忆聚合物材料填充射孔孔道的新型防砂方法,以达到简化施工程序、降低防砂成本和延长防砂有效期的目的。优选形状记忆聚氨脂泡沫作为原料,加工成粒径3~6 mm的不规则颗粒,并在颗粒外表面涂覆环氧树脂和固化剂,制备成膨胀颗粒防砂材料,试验评价了该防砂材料的膨胀性能、耐温性能、抗压强度、过流性能、挡砂性能和耐介质性能。试验结果表明:该防砂材料在温度60~70℃下开始膨胀,最高适应温度90℃;膨胀系数200%,在约束空间中膨胀胶结后可形成整体硬质挡砂屏障,抗压强度4.5 MPa,渗透率90 D,可阻挡粒径大于0.15 mm的地层砂;其过流性能和抗堵塞能力明显高于树脂涂覆砂防砂材料。该防砂材料防砂形成的挡砂屏障具有高渗透、高强度和抗堵塞的特点,利用该材料防砂具有成本低、施工简单和不留管柱等优点,具有很好的推广应用价值。

筛管抗挤毁强度测试装置研制及试验研究

筛管的抗挤毁强度是防砂工艺技术研究和应用中非常重要的技术参数。为了准确测试出不同类型筛管的抗挤毁强度,研制出了一套筛管抗挤毁强度测试装置。该装置采用泥砂封堵与清水打压相结合的方式,对筛管表面施加均匀的挤压力,测试结果更加合理。利用该装置对不同类型的筛管进行了抗挤毁强度测试试验,得到了不同筛管的抗挤毁强度值,以及挤压破坏形态。

射孔完井出砂量预测模型研究

油井出砂量预测是稠油冷采和出砂管理的关键。在分析地层出砂机理和出砂统计数据规律的基础上,综合考虑有效应力、流体拖拽力、岩石固有强度和生产时间对出砂量的影响,建立了射孔完井出砂量预测模型。应用该模型研究了不同生产压差、不同射孔密度和不同射开油层厚度下出砂量随生产时间的变化。结果表明,出砂量在油井生产初期迅速增大达到一个峰值,峰值过后,出砂量逐渐降低,最后达到稳定。该模型对稠油冷采和出砂管理具有一定的指导意义。

超高密度聚磺近饱和甲酸盐钻井液室内研究

缅甸区块存在异常高温高压特点。根据前期作业情况,井深在500m左右钻井液使用密度可达1.80～1.90g/cm3;当井深达到1700m时,钻井液使用密度高达2.30g/cm3,井深超过2300m钻井液密度达到2.50g/cm3甚至更高,同时地温梯度也达到5.2°/100m。为此,室内在合理控制膨润土量限、控制一定基浆浓度、优选优配处理剂的基础上,有针对性地配制了一套密度为1.80～2.80g/cm3的近饱和聚磺甲酸盐钻井液。经室内研究表明:该钻井液在1.80～2.80g/cm3范围内具有很好的流变性和抑制性、较强的抗盐、钙污染至少高达2.0%能力以及良好的润滑性和沉降稳定性,满足了缅甸区块异常高温高压地层钻探的需要。

克深13区块完井工艺评价与优化

塔里木油田克深13区块属于超深、超高压、高温气藏,地层易漏易喷,需要大规模储层改造,完井工艺难度大。总结了塔里木油田高压气井完井工艺现状,根据克深13区块的地质条件和工程要求,对比评价了射孔-改造-完井联作的一次完井工艺和先射孔、后改造-完井联作的两次完井工艺。一次完井工艺射孔枪耐温耐压满足不了要求,且存在井筒堵塞、射孔枪砂埋、生产测试受限等问题。二次完井工艺存在替浆不彻底,导致井筒堵塞和储层伤害的问题。为了解决二次完井替浆问题,开展了可溶筛管二次完井工艺研究。该工艺可以满足全井筒替浆、储层改造、生产测试的要求,同时避免了井筒堵塞和管柱砂埋,且有利于后期修井打捞。

克深气田压裂改造后地层出砂原因探讨

塔里木克深气田地层出砂严重,影响了气井的安全平稳生产。鉴于压裂改造后出砂井的比例非常高,探索压裂改造后地层出砂的主要原因,对于防止或减缓地层出砂具有重要指导意义。为此,利用地层出砂和压裂改造的岩石破坏机理,分析了压裂施工和油气生产过程中近井地层岩石受力状态及破碎情况,探索了压裂改造后地层出砂原因。研究表明,压裂改造施工过程中对地层岩石的挤压作用,不是造成地层出砂的主要原因;生产压差过大造成井壁岩石剪切破坏,是造成压裂后地层出砂的主要原因。研究结果为解释克深气田压裂改造后出砂提供了理论依据。

塔里木油田气井环空保护液密度优化及应用

为充分认识环空保护液密度对超高压低孔低渗油气井完整性的影响,解决目前高压气井环空保护液密度普遍过高的问题,针对塔里木油田低孔低渗储层关井井口油压高、开井生产油压低,采用密度过高的环空保护液会降低A环空最大许可带压值的难题,开展了超高压低孔低渗气井环空保护液密度优化研究。研究结果表明:①采用合适的环空保护液可以降低油管和环空之间的压差,缓解储层改造时油管承受的高压;②对于特低孔低渗储层,采用的环空保护液密度过高会降低A环空最大许可带压值,给后期的开发生产带来难题。结论认为:①选择合适的环空保护液密度,可以减小油管柱内外压差和封隔器的受力,提高气井井筒安全性,保证气井长期安全生产;②对于超高压低孔低渗气井,通过环空保护液密度优化,可以提高A环空许可带压值范围,使该类气井现场环空压力管理具有可操作性,能够有效提高气井的寿命,减少修井作业工作量。

防砂筛管冲蚀试验装置及方法

为了开展防砂筛管冲蚀试验研究和评价,研制出了一套防砂筛管冲蚀试验装置,并确定了试验方法。该装置能够准确控制磨料粒子冲蚀速度和粒子含量,可进行筛管的喷射冲蚀和过流冲蚀试验。测试试验表明,该装置性能稳定,试验结果重现性好。利用该试验装置和试验方法能够更加合理地开展筛管冲蚀试验研究和评价。

树脂砂人工井壁防砂模拟试验研究

树脂砂人工井壁防砂是目前较好的化学防砂方法,但由于井下条件较为复杂,长期以来对树脂砂在油层中的堆积、压实、固化及渗透率情况认识不清。根据人工井壁防砂技术原理,研制了人工井壁防砂模拟试验装置。利用该装置模拟了人工井壁防砂工艺的树脂砂充填、固化过程和防砂后油井的生产过程。试验研究表明:地层堵塞是造成人工井壁充填作业过程中施工压力急剧上升的重要原因;树脂砂形成的人工井壁在流速较高的流体冲刷下,容易发生表面砂粒剥离脱落,导致树脂砂回流;用玻璃管制作的树脂砂岩心的抗压强度和渗透率,并不能真实反映树脂砂在地层中的实际抗压强度和渗透率。