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。

水平井涡轮振荡冲砂工具设计与仿真

目前水平井常用于高渗透疏松砂岩油气藏的开发,在开发过程中经常面临出砂问题,即当油层出砂之后,砂粒会紧跟原油流进井筒中,随后逐渐沉积在水平段的较低位置处而产生砂床。砂床的存在会影响石油的开采,堵塞出油通道,增加流动阻力,甚至会损坏井下设备,造成井下砂卡事故。针对我国目前常规水平井冲砂效率低、效果差且易发生堵塞等问题,文中设计了一种水平井涡轮振荡冲砂工具,确定了冲砂工具的总体方案,对振荡与冲砂参数进行了计算,并对冲洗头进行了冲砂效果仿真。研究表明,该工具通过振荡、旋转方式破砂,使得砂粒不易在井筒沉积形成砂床,在不影响冲砂效率的前提下冲砂工具不易卡涩,且该冲洗头喷嘴的布置方式可使冲洗效果更为显著。

粉细砂岩油藏硅烷基改性控砂剂性能评价与应用

微粒运移是影响粉细砂岩油藏开发效果的主要原因,常规抑砂剂难以达到有效控制微粒运移的要求。为进一步提高药剂稳定储层微粒的性能,文章在计算机分子模拟基础上,设计引入硅烷基改性的新型控砂剂,对合成的控砂剂进行了结构表征和性能测试。新型控砂剂体系含有酰胺基、硅烷基等功能性官能团,与储层微粒通过氢键、共价键作用相互吸附,形成稳定均匀的分子膜,原位固定地层粉细砂或黏土颗粒。性能评价表明:新型控砂剂体系耐冲刷排量达8 500 mL/h,远高于常用抑砂剂900 mL/h的指标,对不同粒径微粒均具有良好的控砂作用,储层原位控砂作用显著。截至目前,现场应用60井次,措施有效率95%,延长稳产期1年以上,取得了显著效果。该技术在全国疏松砂岩油藏具有推广示范意义。

泥岩进水诱发地层滑移条件下的套变影响因素分析

吉林大情字油田注水开发过程中由于泥岩进水诱发地层上抬从而导致弱结构面滑移,进一步使油水井发生严重套变现象。为实现对油水井注水开发后套变情况的预测,基于有限元建立数值模型,结合油田现场资料,对泥岩进水滑移导致套变的影响因素进行分析。研究结果表明,泥岩层未进水时,套管壁厚增大到10.54 mm,或将套管钢级提升为TP140V时,能够有效避免套管失效;进水后,套管壁厚需增到14.27 mm,而套管钢级仍然选用TP140V才能避免套管失效;对于注CO_(2)的井,当泥岩层未进流体,套管屈服强度降至458 MPa时,套变量增大了82%;流体进入后,套管屈服强度降低到458 MPa时,套变量增大了125%。该研究结果对油田预防套变具有一定的指导意义。

南缘深层高温高压井出砂临界压差预测研究

深层超高压水平井出砂预测困难且针对性研究较少,难以制定合理有效的控砂和防砂措施,油田产量和经济效益受到较大的影响。综合考虑井筒内流体流动、高温差下井壁岩石的应力变化、流体渗流效应、地应力在井壁上的复杂分布、地层压力衰竭及水侵因素对出砂的影响,建立了适用于南缘深层高温高压井出砂临界压差的预测模型。分析表明,高生产压差是深井出砂的主导因素;高产造成的井筒与地层的温差会在井壁产生应力,影响井壁稳定性;生产后期地层孔隙压力下降会增大井筒周向应力,地层水侵会降低岩石强度,两者均会增大出砂风险;采用南缘实例井进行出砂压差验证后结果较吻合,研究成果可为类似深层高温高压井出砂临界压差预测和合理生产压差制定提供理论指导。

渤海特高孔渗储层控水防砂一体化完井技术

渤海BN油田的特高孔渗疏松砂岩油藏储层非均质性强,生产井出水、出砂问题严重,而现有各自独立设计实施的控水和防砂工艺存在设计实施繁琐、控水防砂效果差等问题。为此,在连续封隔体控水完井技术的基础上,根据地质工程一体化的思路,给出了优选连续封隔体颗粒粒径、设计ICD筛管控流强度及优化配置ICD筛管的方法,形成了适用于渤海特高孔渗储层的防砂控水一体化完井技术。BN油田3口井进行了控水防砂一体化完井技术试验,与邻井相比,单井无水采油期平均延长187 d,初期含水率远低于预期含水率,井口无砂时间明显增长,其中BN-D4H1井井口无砂时间长达889 d。现场试验结果表明,防砂控水一体化完井技术可以满足BN油田控水、防砂的双重需求。

MQ油田油井出砂原因分析与防砂对策研究

从地质因素、完井因素和生产因素等多角度分析了MQ油田出砂原因,对防砂治砂措施进行系统分类,重点介绍了形状记忆筛管防砂技术,科学分析防砂措施效果。现场试验表明:形状记忆筛管可以有效控制油井出砂,油井每米采液指数提高0.32m²/d/m,具有较好的应用前景。

旋转引鞋导向头结构参数对清砂性能的影响

为研究旋转引鞋导向头结构参数对清砂效果的影响,采用fluent软件(流体仿真软件)建立导向头模型,以导向头流向砂粒体积分数以及仿真模型各部分砂粒无因次质量作为评价指标,开展了导向头结构参数对清砂效果的影响研究,并完成了结构参数优选。研究表明:随着刀翼高度、长度、个数以及水眼直径的增大,旋转导向头清砂效果整体呈先增强后减弱的规律;随着刀翼宽度和刀翼螺旋角度的增大,旋转导向头清砂效果整体呈减弱的规律;最佳结构参数:刀翼高度为13 mm,刀翼宽度为15 mm,刀翼长度为60 mm,刀翼个数为5个,刀翼螺旋角度为40°,水眼直径为25 mm。研究结果可为旋转导向头的结构设计提供参考。

压裂井防砂技术应用与分析

某油田压裂后日产液量大、部分井压裂后裂缝吐砂严重,从而导致压裂效果降低,作业成本增加。为此,从压裂现场实践出发,分析确定可选用的压裂尾追支撑剂。目前常用的压裂尾追支撑剂有树脂砂、树脂液和耐碱树脂砂。树脂砂因其涂层韧性,可大大提高渗透率;树脂液能在井底附近形成一个渗透率较好且具有一定强度的挡砂屏障,从而达到防止地层出砂的目的;耐碱树脂砂具有固化强度高、化学稳定性好、导流能力高等优点,可根据现场实际情况按需求量使用。在某区块共压裂32口井,应用不同的尾追支撑剂压裂技术,平均单井日增油5.86t/d,平均有效期168天,平均增油强度0.60t/(d·m)。通过全过程分析,树脂砂可基本满足压后固砂要求,能有效增油增产,且单层加砂费用低,是目前性价比最优的压裂尾追支撑剂之一,应优先选用。树脂液的费用成本是树脂砂的12倍以上,目前无法大规模应用。耐碱树脂砂具有较好的防砂增产效果,且价格适中,但目前需求量较少。

疏松砂岩储层化学稳砂剂性能评价及抑砂机理研究

南海西部油田疏松砂岩储层自身胶结疏松易出砂,开发中后期随着含水的升高,敏感性矿物遇水膨胀、分散运移,尤其采取换大泵提液措施后,进一步加大生产压差,导致储层出砂影响油井产能。针对稳砂剂ZJ-1开展了相关实验研究,结果表明该体系具有较好抑砂性能:砂样经过稳砂剂处理后粒径增加幅度较大,稳砂剂处理后的粒径中值为空白样粒径中值的7.3倍;砂床滤失实验中,与空白样相比,稳砂剂处理后滤液澄清得多、浊度值小得多;填砂管驱替实验中,稳砂剂处理前出砂量较多,计算出砂率为3.873%,稳砂剂处理后出砂量较少,计算出砂率为0.045%,满足海上油田电泵井正产生产出砂要求。通过显微镜观察实验和扫描电镜实验,分析揭示了稳砂剂ZJ-1的抑砂机理。相关研究成果为类似储层化学防砂稳产具有重要指导意义。

鄂北工区压裂砂堵分析与对策

压裂是低渗油气藏开发的有效手段,砂堵严重影响了开发效果和作业周期。通过对鄂北工区气井压裂施工过程分析,认为储层泥质含量高、塑性强,近井地带裂缝发育或靠近断层、液体滤失量大、压裂目的层与上下隔层地应力差值小、缝高失控等地层因素是造成工区气井压裂砂堵的主要原因,此外也存在施工质量控制不严等问题,加剧了砂堵风险。提出了优化前置液类型和比例、采取多段塞降滤失和打磨裂缝及炮眼、渐进式加砂、优化控缝高和穿层改造等技术措施,并加强压裂现场施工监管,确保各项指令得到严格落实,现场应用取得了较好的效果,为有效解决该类问题提供借鉴。

井筒清砂作业技术难点分析及对策研究

随着油田开发的不断深入,井筒清砂作业在保障油田正常生产中发挥着越来越重要的作用。井筒内积砂不仅影响油井产量,还可能引发卡泵、砂埋等生产事故。因此,研究和应用高效的井筒清砂技术对于油田稳产和安全生产具有重要意义。本文旨在通过对常用清砂技术的分析,结合现场应用案例,探讨井筒清砂作业的技术难点和对策,为相关作业提供技术支持和参考。

油井出砂原因及防砂技术研究

随着油田开发的逐步深入,开发方式的不断变化,油井出砂问题变得日益凸显,成为采油工艺技术亟待解决的问题。对油井出砂原因进行了分析,介绍了常用的油井防砂技术,最后对油井地层出砂防砂进行了探究,以期为相关人员提供参考。

压裂充填防砂技术在M20-4井的应用

在油田开发过程中,随着油藏压力降低,油井出砂现象越来越严重。油井出砂不仅破坏地下岩石的骨架及结构,增大渗流阻力,堵塞油流通道,而且还会加速损坏抽油泵及地面设备仪器,造成油井减产停产。因此,研究油藏出砂机理,有针对性地选择合适、有效、经济的防砂技术变得越来越重要。本文通过介绍压裂充填防砂工艺原理以及在M20-4井的应用,提供一种既能有效防砂,又能解堵增产的防砂技术,为油田企业可持续发展、高质量发展奠定良好的基础。

防砂管金属丝编织过滤网堵塞-冲蚀破坏微观损伤机理研究

为了探明防砂管金属丝编织过滤网在防砂生产过程中的破坏机理,采用全尺寸防砂筛管冲蚀模拟装置,实验研究了一定含砂浓度条件下生产压差对筛网堵塞-冲蚀破坏的影响规律和微观损伤机制。结果表明:生产压差越大筛网防砂失效的时间越短,防砂失效时的筛网质量损失百分比临界值为0.45%,超过该临界值后挡砂失效;筛网多数过流孔被砂粒堵塞,导致含砂流体过流速度分布不均,造成筛网局部冲蚀破坏,形成破坏“热点”;SEM/EDS微观分析发现,编织网金属丝迎流外表面并未发生明显冲蚀损伤,而金属丝泄流面冲蚀损伤严重,认为堵塞滞留在编织网孔处的砂粒在流体压差的作用下会以较高的动能和一定的角度弹射撞击到编织网泄流面邻近金属丝隆起阻挡高速砂粒流动的区域、造成金属丝磨损、切削损伤,建议通过控制生产压差来降低编织网泄流侧的冲蚀程度,通过改变编织孔网三维结构来改善筛网的抗冲蚀破坏能力。本文研究结果对防砂筛管冲蚀破坏原因分析和长效防砂筛管设计有一定指导意义。

纳米SiO_(2)/酚醛树脂复合材料裂纹扩展行为分析及力学性能研究

油气井出砂是疏松砂岩油气藏开采面临的主要矛盾。树脂固结人工井壁防治细粉砂效果优良,可实现复杂井况下的无筛管防砂,是目前油田应用最广泛的化学防砂方法,决定其防砂成败的关键是树脂的固结性能。借助扩展有限元(XFEM)对裂纹经过单个粒子、一对粒子、均匀分布的多个粒子进行数值模拟,研究纳米粒子对裂纹扩展路径和损伤耗散能量的影响,发现纳米SiO_(2)对裂纹影响区间为5个纳米粒子直径,纳米SiO_(2)的最佳质量分数为树脂基体的3%。树脂样条的抗冲击强度和树脂防砂体的抗压强度的测定结果表明,纳米SiO_(2)质量分数为3%时,树脂样条抗冲击强度提高39%左右,树脂防砂体抗压强度提高36%左右,显著改善了酚醛树脂的力学性能。

天然气水合物储层出砂预测方法讨论

水合物储层通常是未固结、弱固结或者有裂隙发育地层,加上天然气水合物降压开采时生产压差较大,出砂问题是目前制约天然气水合物安全、高效开采的一个重要问题。基于岩石应力和孔隙变化两种出砂预测方法,分析开采过程中天然气水合物的出砂规律,讨论了分解区的半径和分解压力对于天然气水合物矿藏出砂量和出砂速度的影响,为天然气水合物安全、高效、经济化开采提供依据。

南缘白垩系清水河组超深层碎屑岩油气藏出砂预测研究

清水河组资源丰富,但储层易出砂,影响后续生产。为此,对出砂机理进行分析,认为其受胶结物、裂缝、压差等地质-工程因素影响,易发生剪切破坏。以此为基础,建立了临界生产压差模型,为后续勘探开发提供技术支撑。

大位移、大斜度井压裂充填工艺设计及应用

大位移、大斜度井压裂充填存在着防砂管柱下入困难、现场作业风险高,难度大等特点。文章以渤海某油田为例,针对大位移大斜度井压裂充填工艺设计、管柱下入模拟分析、摩阻计算三方面进行设计。并将井斜为84.12°,水垂比为3.13的A1井进行应用案例分析,选用3.88大通径一次多层充填防砂管柱,大大提高了作业效率;采用Landmark软件对防砂筛管下入摩阻进行计算,分析下入的可行性,优化钻杆方案,使充填效率较设计提升30%;针对层温度低的特点,提出了使用低温酶破胶剂来提高反排效率;最后对相关压裂充填施工工艺参数进行设计,采用低砂比,大排量充填,从而形成短宽缝,达到很好的充填效果。

出砂油井组合举升排砂工艺的实验与应用

油井出砂是油井生产过程中导致油井维护周期短,增加维护成本的重要因素之一。通过防砂手段可有效抑制油井出砂,但对于出泥浆或细粉砂无法防砂的油井,可通过排砂手段恢复油井正常生产,通过实施一种组合举升工艺有效解决生产难题,具有一定的推广价值。