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        高強(qiáng)度深部防砂技術(shù)研究與應(yīng)用

        2019-10-21 20:53:24王星棋
        關(guān)鍵詞:樹(shù)脂砂

        王星棋

        【摘??要】遼興油氣開(kāi)發(fā)公司出砂區(qū)塊主要集中在曙三區(qū)、曙四區(qū)、馬19塊、洼52塊、興28等區(qū)塊,共有油井296口,氣井70口,目前油井開(kāi)井68口,氣井開(kāi)井23口。承擔(dān)公司全部氣井產(chǎn)量及20%以上的油井產(chǎn)量。但隨著出砂狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變,常規(guī)壓裂防砂達(dá)不到生產(chǎn)的需求。針對(duì)上述問(wèn)題,立項(xiàng)研究“高強(qiáng)度深部防砂技術(shù)”,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施已取得多項(xiàng)突破,達(dá)到了油田先進(jìn)技術(shù)水平,有效穩(wěn)定并提高了防砂井的防治效果,為曙三區(qū)、曙四區(qū)、興28塊等區(qū)塊油氣井穩(wěn)產(chǎn)增效提供了有力的技術(shù)支撐和保障。

        【關(guān)鍵詞】防砂思路;樹(shù)脂砂;固化原理;包覆原理

        一、概況

        1.1曙三區(qū)

        該區(qū)塊位于遼河斷陷盆地西部凹陷西斜坡中段杜32斷層上升盤,開(kāi)發(fā)目的層為下第三系沙河街組四段杜家臺(tái)油層,油層埋深950-1700m,含油面積19.0km2,地質(zhì)儲(chǔ)量2244×104t,可采儲(chǔ)量758×104t,最終采收率33.8%,平均油層有效厚度12.7m,是一具有邊底水的構(gòu)造巖性油藏。

        1.2?曙四區(qū)

        該區(qū)塊位于遼河斷陷盆地西部凹陷西斜坡中段,開(kāi)發(fā)目的層為下第三系沙河街組四段杜家臺(tái)油層,油層埋深950-1430m,含油面積23.2km2,地質(zhì)儲(chǔ)量1620×104t,平均有效厚度6.9m。

        1.3?馬19塊

        該區(qū)塊位于遼河斷陷盆地西部凹陷興隆臺(tái)斷裂背斜構(gòu)造帶的南部,東臨冷東斷階帶,西接雙臺(tái)子構(gòu)造帶,北靠馬20斷塊,南部向清水洼陷傾沒(méi)。

        二、研究?jī)?nèi)容

        由于覆膜砂防砂技術(shù)領(lǐng)域廣泛,而防砂的最終目標(biāo)是最大限度地穩(wěn)定并提高油井產(chǎn)量、延長(zhǎng)防砂井有效期。我們根據(jù)其防砂難點(diǎn)擬制定如下技術(shù)對(duì)策:

        2.1防砂存在問(wèn)題

        隨著區(qū)塊開(kāi)發(fā)的不斷深入,出砂出泥漿區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,油井層間接替能力下降,油井多輪次措施、重復(fù)防砂頻繁,有的油井甚至進(jìn)行了10輪次以上壓防。目前防砂思路主要以近井地帶熱塑性樹(shù)脂砂防砂為主,通過(guò)物理交結(jié),固化強(qiáng)度范圍在5.0MPa—7.0MPa,在套管外形成人工井壁擋砂屏障,實(shí)現(xiàn)擋砂、防砂,但隨著多輪次防砂的進(jìn)行,效果逐年變差,技術(shù)人員急需結(jié)合近些年技術(shù)及工藝的改進(jìn),進(jìn)行防砂的優(yōu)化升級(jí),同時(shí)嘗試新的防砂思路,實(shí)現(xiàn)更高效的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

        2.2防砂設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)

        2.2.1?優(yōu)化防砂技術(shù)路線

        優(yōu)化設(shè)計(jì)地層深部防砂工藝技術(shù),地層深部防砂技術(shù)以全新的理念將水力壓裂和礫石充填技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合在一起,利用壓裂車組在高于或接近地層破裂壓力的條件下,將石英砂填入地層深部并壓實(shí),然后在末端填入一定量的樹(shù)脂覆膜砂,在地層溫度下,樹(shù)脂砂表面的樹(shù)脂固化,在井筒周圍形成擋砂層,而石英砂在地層內(nèi)形成高滲帶。具有緩解出砂和增產(chǎn)的雙重作用。

        2.2防砂用樹(shù)脂砂的優(yōu)選

        成樹(shù)脂砂的材料主要有兩部分:一部分是支撐劑(如石英砂、陶粒、桃殼粒料等),另一部分為樹(shù)脂(包括酚醛樹(shù)脂、尿醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、糠醛樹(shù)脂等)。樹(shù)脂砂的特性是由包覆它表面的樹(shù)脂決定的,因此其膠結(jié)固化原理也就是樹(shù)脂等材料的固化原理。

        以熱固性酚醛樹(shù)脂為例,熱固性酚醛樹(shù)脂合成反應(yīng)定性表示如下:

        它含有可以繼續(xù)反應(yīng)的羥甲基活性基團(tuán)—CH2OH,可繼續(xù)反應(yīng),固化為不溶不熔的三維體型結(jié)構(gòu)。

        樹(shù)脂固化后,將原來(lái)松散的樹(shù)脂砂彼此粘接在一起,具有很高的抗壓強(qiáng)度,同時(shí)滲透性能好,達(dá)到防砂的目的。

        2.3防砂用攜砂液的優(yōu)化

        通過(guò)添加表面活性劑來(lái)達(dá)到前期洗油疏通地層的目的。增稠劑采用了羥丙基改性瓜爾膠,加入復(fù)合型防膨劑以來(lái)抑制黏土水化膨脹,黏土膨脹平均值僅為3.45。該攜砂液室溫下,粘度<40mPa·s,攜砂液在24H內(nèi)可分解,無(wú)需返排。

        3.實(shí)施過(guò)程

        3.1典型井例分析

        3.1.1曙3-10-6C井

        (1)油井基本數(shù)據(jù)

        完鉆井深:1202m

        人工井底:1186m

        固井質(zhì)量:合格

        油?補(bǔ)?距:3.08m

        套?補(bǔ)?距:3.4m

        套管規(guī)范:Φ139.7mm×830m+Φ101.6mm×470m

        懸掛器位置:829.9m

        油層數(shù)據(jù):1095.5-1165.2m???19.4m/14層

        (2)生產(chǎn)井史及措施目的

        該井為出砂嚴(yán)重井,先后多次因出砂停產(chǎn)關(guān)井,已進(jìn)行10輪周期防砂,采用高強(qiáng)度深部防砂技術(shù)對(duì)該井實(shí)施壓防。

        (3)防砂施工程序及效果

        該井為間抽井,停3天抽1天,間抽開(kāi)井日日產(chǎn)液0.68噸、油0.5噸、含水27%,該井2018年9月實(shí)施第11輪周期防砂,應(yīng)用高強(qiáng)度防砂技術(shù),截止2019年10月,累計(jì)生產(chǎn)404天,累計(jì)產(chǎn)油1067.9噸。

        4.效果評(píng)價(jià)

        自2018年以來(lái),在盆地曙光、馬圈子等地區(qū)出砂油井當(dāng)中,推廣應(yīng)用高強(qiáng)度深部防砂技術(shù)32井次,施工成功率95%。截止2019年10月,累計(jì)增油15918.3噸,平均單井增油497.4噸,目前平均單井生產(chǎn)時(shí)間327天,保證出砂井的正常生產(chǎn)。

        5.經(jīng)濟(jì)效益分析

        自2018年以來(lái),在盆地曙三區(qū)、曙四區(qū)、馬圈子等出砂油氣井中,推廣應(yīng)用低成本防砂技術(shù)32井次,施工成功率95%,截止2019年10月,累計(jì)增油15918.3噸,累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益2517.1萬(wàn)元。

        經(jīng)濟(jì)效益E為(2018年):

        E?=(1-30%)×分成系數(shù)×提高原油產(chǎn)量×(原油單位價(jià)格-原油單位生產(chǎn)成本)

        =?0.7×0.9×10852.7×(3388.55–839.57)

        =1742.8萬(wàn)元

        經(jīng)濟(jì)效益E為(2019年):

        E?=(1-30%)×分成系數(shù)×提高原油產(chǎn)量×(原油單位價(jià)格-原油單位生產(chǎn)成本)

        =?0.7×0.9×5065.6×(3189.22–763)

        =774.3萬(wàn)元

        6.結(jié)論與認(rèn)識(shí)

        (1)通過(guò)優(yōu)選熱固性樹(shù)脂砂,改變樹(shù)脂砂的交結(jié)方式,提高樹(shù)脂砂的固化強(qiáng)度,延長(zhǎng)壓裂防砂施工有效期,提升了覆膜砂防砂技術(shù)的水平,對(duì)遼河油田解決多輪次出砂井的出砂難題具有一定的指導(dǎo)意義和借鑒作用。

        (2)通過(guò)轉(zhuǎn)變防砂技術(shù)思路,優(yōu)化技術(shù)路線,升級(jí)壓裂車組等施工設(shè)備,實(shí)現(xiàn)地層深部防砂技術(shù),挖掘油井生產(chǎn)潛能,提高防砂井增油效果,維持油井長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)。

        (3)通過(guò)應(yīng)用攜砂性能良好的無(wú)固相清潔攜砂液,有效降低攜砂液對(duì)地層的傷害,成功做到低殘?jiān)?、低污染、摩阻小、破膠徹底、返排率高等特點(diǎn),保證了防砂施工效果。

        (4)2018年以來(lái)在出砂油井當(dāng)中,推廣應(yīng)用防砂技術(shù)32井次,累計(jì)產(chǎn)油15918.3噸??蔀槭锕狻⑴d隆臺(tái)等出砂井穩(wěn)產(chǎn)增效提供了有力的技術(shù)支撐和保障。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陶亮,周志華;夾層槍壓扁理論與彈性分析[J];測(cè)井技術(shù);2005年S1期

        [2]李宗田,劉應(yīng)紅;采油工藝技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J];斷塊油氣田;2000年01期

        (作者單位:中國(guó)石油遼河油田公司遼興油氣開(kāi)發(fā)公司地質(zhì)工藝研究所)

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