專利名稱：一種油水井復(fù)合防砂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到油田從井中開(kāi)采油、氣、水的方法，屬于油、水井防砂技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是一種油水井復(fù)合防砂方法。
背景技術(shù)：
在石油開(kāi)采中，油、水井出砂危害極大，若砂埋油、氣、水層，則使油、氣井停產(chǎn)，水井停注，井下作業(yè)、設(shè)備維修或更換頻繁，生產(chǎn)成本增大。若大量出砂，則使地層嚴(yán)重虧空，在儲(chǔ)層套管外易形成空穴，引起地層坍塌、套管破裂變形，甚至使井報(bào)廢。因此，對(duì)出砂井進(jìn)行防砂是保證油田正常生產(chǎn)的首要措施。目前油、氣、水井防砂主要分為化學(xué)防砂、機(jī)械防砂和復(fù)合防砂等幾大類?；瘜W(xué)防砂主要是向出砂層擠各類固砂劑、阻砂物而達(dá)到防砂目的，適用于少量出砂井的早期防砂，大部分效果不理想，有效期短，對(duì)儲(chǔ)層堵塞較嚴(yán)重，目前已很少單獨(dú)采用化學(xué)防砂。機(jī)械防砂具有適應(yīng)范圍較廣、成功率較高、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但其施工復(fù)雜，不適用于跨度大于50米、出細(xì)砂的儲(chǔ)層，一旦施工失敗，后期處理復(fù)雜，作業(yè)成本高。復(fù)合防砂是近幾年發(fā)展起來(lái)的新的防砂工藝技術(shù)，具有化學(xué)防砂和機(jī)械防砂的雙重優(yōu)點(diǎn)，克服了某些缺點(diǎn)。檢索發(fā)現(xiàn)3篇相關(guān)專利文獻(xiàn)“疏松的巖地層的防砂工藝方法”(96115681)、“油井人造井壁防砂工藝技術(shù)”(00110413)、“復(fù)合陶粒人造巖層防砂技術(shù)”(96120794)。這些專利技術(shù)雖然各有所長(zhǎng)，但不適用于超過(guò)1500米的中、深井和40℃～55℃的低溫井，只適用少數(shù)油、水井的防砂。

發(fā)明內(nèi)容鑒于已有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足之外，本發(fā)明的目的就在于提供一種與眾不同的PCS油水井復(fù)合防砂方法。其中“P”代表“高壓充填”，“C”代表“化學(xué)劑”，“S”代表“人工砂”。也可稱為“高壓充填化學(xué)劑和人工砂防砂技術(shù)”。
上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的①施工方法先通過(guò)大排量泵擠入前置液，利用水力能量，在儲(chǔ)層形成人工裂縫、微裂縫，或把近井的污染帶沖洗干凈，或通過(guò)化學(xué)解堵和溶蝕加混氣水強(qiáng)排的方法，把近井地帶的砂層骨架結(jié)構(gòu)部分溶蝕、破壞，形成若干條高滲通道。再用攜砂液攜入覆膜砂及石英砂(或直接攜入覆膜砂)，使覆膜砂在近井地帶的通道中及井壁周圍堆積。然后再泵入復(fù)合致孔劑，形成具有高強(qiáng)度、高滲透性的多道阻砂屏障，防止了儲(chǔ)層虧空造成的邊緣剝蝕出砂，同時(shí)又把地層深部的流砂阻擋在人工井壁以外，既起到了防砂作用，又達(dá)到了增產(chǎn)油、氣的目的。針對(duì)不同的井況，上述施工方法可作適當(dāng)調(diào)整，但基本工藝特征不變。
上述前置液是由活性水、防膨劑和表面活性劑復(fù)配的一種油層保護(hù)液。
上述攜砂液是防膨劑和表面活性劑的復(fù)合液。
上述復(fù)合致孔劑是表面活性劑、酸、三羥甲基苯酚及其衍生物復(fù)配而成。
上述覆膜砂是在經(jīng)酸洗后的石英砂表面涂敷一層樹(shù)脂及添加劑。
上述防膨劑為聚二甲基二烯丙基氯化胺或其它聚陽(yáng)離子。表面活性劑為OP系列或其它非離子表面活性劑。樹(shù)脂為酚醛樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂。添加劑為六次甲基四胺等可提供醛基之物質(zhì)。
②施工工序本發(fā)明的施工工序依次是探?jīng)_砂、通井、套管試壓、下防砂管柱、安裝井口裝置、防砂施工、關(guān)井候凝、鉆沖砂、恢復(fù)生產(chǎn)。
探?jīng)_砂——要求至防砂層以下一定位置或人工井底(灰面)。
通井——下小于套管內(nèi)徑6～10m的通井規(guī)通井至預(yù)防層以下。
套管試壓——對(duì)預(yù)防層以上所下的封隔器試壓，壓力小于等于施工限壓。
下防砂管柱——下光油管至預(yù)防層以上10～200米，或下水力錨及封隔器至預(yù)防層以上2～20米。
安裝井口裝置——安裝耐壓為施工限壓1.2倍的高壓井口，并用鋼絲繩加固在地錨上。
防砂施工——這是本發(fā)明的核心關(guān)鍵工序。本工序又可分為五道工序地面流程試壓(壓力為施工限壓加5Mpa)、擠(泵入)前置液、擠(泵入)攜砂液、擠(泵入)復(fù)合致孔劑、擠(泵入)頂替液(清水或地層污水)。
關(guān)井候凝——關(guān)井4～6天候凝。
鉆、沖砂——要求鉆、沖砂至預(yù)防層以下或人工井底(灰面)。
恢復(fù)生產(chǎn)——生產(chǎn)初期1-15天，采液強(qiáng)度控制在0.5～1.0m3/d.m內(nèi)；16-30天，采液強(qiáng)度控制在1.0～2.0m3/d.m內(nèi)；31天以后正常生產(chǎn)，每天做一次含砂分析、觀察防砂效果。
③施工設(shè)備本發(fā)明所用的注入設(shè)備為油田專用的700型水泥車及以上的高壓車組，或符合以上要求的其它泵組。主要由儲(chǔ)液罐組、砂罐組、混砂車、高壓泵組、低壓管匯、高壓管匯和調(diào)節(jié)閥組成。儲(chǔ)液罐組包括前置液罐、攜砂液罐、復(fù)合致孔劑罐和頂替液罐，各罐經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)閥用低壓管匯與混砂車連接。砂罐組由1～4個(gè)裝有覆膜砂的罐組成，也各經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)閥用低壓管匯與混砂車連接。混砂車的出口用低壓管匯與高壓泵組每臺(tái)泵的進(jìn)口連接。每臺(tái)高壓泵的出口都用高壓管匯與井口裝置連接，并受一個(gè)調(diào)節(jié)閥控制。
上述注入設(shè)備中的高壓泵組由2～6臺(tái)高壓柱塞泵組成，總排量大于1.5m3/min，工作壓力0～60Mpa?；焐败嚬┮耗芰Υ笥?.5m3/min。
本發(fā)明與已有技術(shù)對(duì)比，其主要優(yōu)點(diǎn)是1、適用于出粗、中、細(xì)砂粒的各種深度的油、水井。
2、解決了40～55℃之間低溫覆膜砂固結(jié)強(qiáng)度低的難題。
3、施工后在井筒內(nèi)不留任何井下工具，減少了后期處理的作業(yè)費(fèi)用。
4、適用于原油粘度小于6000厘泊并嚴(yán)重出砂井、斜井、裸眼井、老井及套管損壞井的防砂。
5、解決了多油層、非均質(zhì)地層、大跨度、側(cè)鉆井防砂的難題。
6、成功率高、有效期長(zhǎng)，一般在1～5年，有的長(zhǎng)達(dá)10年。


附圖1是本發(fā)明的施工工序方框圖。
附圖2是本發(fā)明的施工設(shè)備布局及流程圖。
附圖2中，1是儲(chǔ)液罐組，2是砂罐組，3是混砂車，4是高壓泵組，5是低壓管匯，6是高壓管匯，7是調(diào)節(jié)閥，8是井口裝置。
具體實(shí)施方式
針對(duì)不同井況，介紹三個(gè)實(shí)施例如下實(shí)施例1對(duì)于膠結(jié)疏松的砂巖地層，先通過(guò)直接泵(擠)入前置液的方法，利用水力沖擊能量，沖洗近井地帶；再用攜砂液攜入一定量的覆膜砂(或其它人工砂)，使其在井壁附近的空穴中堆積；最后泵入復(fù)合致孔劑，在其強(qiáng)化固結(jié)作用下，形成具有高強(qiáng)度、高滲透性的人工砂拱，達(dá)到防砂增產(chǎn)目的。
實(shí)施例2對(duì)于儲(chǔ)層污染嚴(yán)重或膠結(jié)致密的井，先采用化學(xué)解堵和溶蝕加混氣水強(qiáng)排、前置解堵液預(yù)處理地層措施，疏通近井地帶的堵塞，并形成一定的空穴；再利用液體攜砂的能量，使人工砂在井壁附近形成高滲透性的砂拱，達(dá)到既防砂又增產(chǎn)增注的目的。
實(shí)施例3對(duì)于膠結(jié)很致密并且出砂的儲(chǔ)層，先通過(guò)水力壓裂的方法使儲(chǔ)層形成人工裂縫；再泵入覆膜砂充滿裂縫和炮眼之間，使以前的徑向流變?yōu)橹绷骶€(流體先流入裂縫，后從裂縫注入井筒)；最后在復(fù)合致孔劑的作用下，固結(jié)在裂縫中的砂墻不但擋住了地層砂，又能提高地層的導(dǎo)流能力。
如附圖1所示，本發(fā)明的施工工序依次是探?jīng)_砂、通井、套管試壓、下防砂管柱、安裝井口裝置、防砂施工、關(guān)井候凝、鉆沖砂、恢復(fù)生產(chǎn)。其中“防砂施工”是本發(fā)明的核心關(guān)鍵工序，該工序又分為五道工序地面流程試壓、擠前置液(A液)、擠攜砂液(B液)、擠復(fù)合致孔劑(C液)、擠頂替液(D液)。
如附圖2所示，本發(fā)明的施工設(shè)備主要由儲(chǔ)液罐組1、砂罐組2、混砂車3、高壓泵組4、低壓管匯5、高壓管匯6和若干調(diào)節(jié)閥7組成。儲(chǔ)液罐組1包括前置液罐(A)、攜砂液罐(B)、復(fù)合致孔劑罐(C)和頂替液罐(D)，各罐經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)閥(7)用低壓管匯(5)與混砂車(3)連接。砂罐組(2)由兩個(gè)裝有覆膜砂的罐組成，也各經(jīng)一個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)閥(7)用低壓管匯(5)與混砂車(3)連接?；焐败?3)的出口用低壓管匯(5)與高壓泵組(4)每臺(tái)泵的進(jìn)口連接。每臺(tái)高壓泵的出口都用高壓管匯(6)與井口裝置(8)連接，并受一個(gè)調(diào)節(jié)閥(7)控制。施工過(guò)程中，儲(chǔ)液罐組1的攜砂液(B液)是與砂罐組2的覆膜砂同時(shí)進(jìn)入混砂車3，進(jìn)行攪拌混合后再由高壓泵組4從井口8擠入井下。其余A、C、D液都經(jīng)混砂車3單獨(dú)進(jìn)入高壓泵組4，再由泵注入井下。
權(quán)利要求
1.一種油水井復(fù)合防砂方法，是高壓充填化學(xué)劑和人工砂的特殊防砂工藝技術(shù)，其特征體現(xiàn)在三個(gè)方面①施工方法先通過(guò)大排量泵擠入前置液，利用水力能量，在儲(chǔ)層形成人工裂縫、微裂縫，或把近井的污染帶沖洗干凈，或通過(guò)化學(xué)解堵和溶蝕加混氣水強(qiáng)排的方法，把近井地帶的砂層骨架結(jié)構(gòu)部分溶蝕、破壞，形成若干條高滲通道，再用攜砂液攜入覆膜砂及石英砂(或直接攜入覆膜砂)，使覆膜砂在近井地帶的通道中及井壁周圍堆積，然后再泵入復(fù)合致孔劑，形成具有高強(qiáng)度、高滲透性的多道阻砂屏障，防止了儲(chǔ)層虧空造成的邊緣剝蝕出砂，同時(shí)又把地層深部的流砂阻擋在人工井壁以外。②施工工序其施工工序依次是探?jīng)_砂、通井、套管試壓、下防砂管柱、安裝井口裝置、防砂施工、關(guān)井候凝、鉆沖砂、恢復(fù)生產(chǎn)，其中防砂施工是本發(fā)明的核心關(guān)鍵工序，又可分為五道工序，即地面流程試壓、擠(泵入)前置液、擠(泵入)攜砂液、擠(泵入)復(fù)合致孔劑、擠(泵入)頂替液。③施工設(shè)備主要由儲(chǔ)液罐組(1)、砂罐組(2)、混砂車(3)、高壓泵組(4)、低壓管匯(5)、高壓管匯(6)和若干調(diào)節(jié)閥(7)組成，儲(chǔ)液罐組包括前置液罐(A)、攜砂液罐(B)、復(fù)合致孔劑罐(C)和頂替液罐(D)，各經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)閥(7)用低壓管匯(5)與混砂車(3)連接，砂罐組(2)由1～4個(gè)裝有覆膜砂的罐組成，也各經(jīng)一個(gè)調(diào)節(jié)閥(7)用低壓管匯(5)與混砂車(3)連接，混砂車(3)的出口用低壓管匯(5)與高壓泵組(4)每臺(tái)泵的進(jìn)口連接，每臺(tái)高壓泵的出口都用高壓管匯(6)與井口裝置(8)連接，并受一個(gè)調(diào)節(jié)閥(7)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水井復(fù)合防砂方法，其特征是前置液是由活性水、防膨劑和表面活性劑復(fù)配的一種油層保護(hù)液，攜砂液是防膨劑和表面活性劑的的復(fù)合液，復(fù)合致孔劑是表面活性劑、酸、三羥甲基苯酚及其衍生物，覆膜砂是在經(jīng)酸洗后的石英砂表面涂敷一層樹(shù)脂及添加劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油水井復(fù)合防砂方法，其特征是防膨劑為聚二甲基二烯丙基氯化胺或其它聚陽(yáng)離子，表面活性劑為OP系列或其它非離子表面活性劑，樹(shù)脂為酚醛樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂，添加劑為六次甲基四胺等可提供醛基之物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水井復(fù)合防砂方法，其特征是高壓泵組由2～6臺(tái)高壓柱塞泵組成，總排量大于1.5m3/min，工作壓力為0～60Mpa，混砂車供液能力大于1.5m3/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種油水井復(fù)合防砂方法，是一種高壓充填化學(xué)劑和人工砂的特殊防砂新技術(shù)。其主要技術(shù)特征是用高壓泵在大排量化學(xué)劑和水的攜帶作用下，把覆膜砂泵入油水井虧空帶或已經(jīng)過(guò)前置處理而形成的裂縫及微裂縫的出砂儲(chǔ)層中，然后泵入能夠強(qiáng)化覆膜砂在儲(chǔ)層相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下固結(jié)的復(fù)合致孔劑，在井筒外形成具有高強(qiáng)度、高滲透性的多層阻砂屏障，達(dá)到防砂增產(chǎn)增注的目的。其主要優(yōu)點(diǎn)是適用出粗、中、細(xì)砂的各種深度的油水井，解決了40～55℃低溫覆膜砂固結(jié)強(qiáng)度低的難題和多油層、非均質(zhì)地層、大跨度、側(cè)鉆井防砂的難題，施工后井筒內(nèi)不留任何井下工具，減少了后期處理作業(yè)費(fèi)用，還可用于斜井、裸眼井、老井及套管損壞的井，成功率高、有效期長(zhǎng)。
文檔編號(hào)E21B33/10GK1414209SQ0213570
公開(kāi)日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者韓榮山, 李文生, 陳造峰, 孟維斌, 白明友, 李勇林, 王維剛, 隋廣海 申請(qǐng)人:勝利油田方圓科工貿(mào)有限責(zé)任公司化工分公司