MYD-2胶结砂用于粉细砂防砂

资源类型:pdf 资源大小:598.00KB 文档分类:工业技术 上传者:王贯中

文档信息

【作者】 罗丽 

【关键词】胶结砂 水化体 产液剖面 防砂 适应性 

【出版日期】2005-03-25

【摘要】孤东油田先后应用了多种化学防砂方法,取得了一定的效果。但是,对于近年来大量油井出现的粒径小于0 10mm的粉细砂甚至粘土砂,一直没有较好的防砂方法。文中主要介绍了胶结砂的防砂机理和现场应用情况,并且进行了适应性分析,说明胶结砂能够有效地防住粉细砂和粘土砂,并且具有明显的降水增油效果。

【刊名】断块油气田

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引言  孤东油田是一个被断层复杂化的河流相沉积的稠油疏松砂岩油藏,油层埋藏浅,压实程度差,泥质含量高,非均质严重 [1, 2]。开发以来,由于强注强采,造成油井大量出砂,防砂作业频繁,严重制约着油田的整体开发水平及效益的提高。为了缓解开发矛盾,实现控水稳油,油田加大了化学防砂技术的试验,先后应用了干灰砂、涂料砂、固结砂等防砂工艺技术,取得了明显的效果。*近年来,由于油水井状况的复杂性及工艺本身的局限性,使得这些工艺措施的效果逐年下降,特别是对于粒径小于 0 10mm的粉细砂甚至粘土砂,没有针对性的防砂方法,防砂效果不理想。为此,孤东油田成功地引进了胶结砂防砂技术,在实施过程中经过几次成分配比的改进和粒度的调整工作,逐步形成了一种成熟稳定的防砂技术,基本上满足了现阶段防砂工作的要求 [3, 4]。1 主要技术指标和防砂机理MYD-2胶结砂由无机硅酸粒熟料 (氧化钙、硫酸铝、硅酸钙、少量的体膨剂等成分 )复合而成 [5]。首先把无机硅酸粒熟料加工成规定粒径组成的颗粒,然后高温烧制成一种亲水固化物,最后在其表面涂裹上一层高分子表面活性剂 [6],就形成了一种新型的防砂材料。1 1 主要技术指标配方:氧化钙∶硫酸铝∶硅酸钙∶体膨剂∶表面活性剂 =10∶40∶40∶5∶5。粒径范围 0 3 ~1 2mm,粒径组合: 20%的 0 3 ~0 5mm砂 +50%的0 6~0 8mm砂+30%的 0 9~1 2mm砂。相对密度 1 52。颗粒初凝时间 8 ~10h,终凝时间 48h。形成的挡砂体抗压强度 4 5 ~6 0MPa,抗折强度 2 0~3 0MPa,渗透率不低于 7μm2 [7]。1 2 水化体的基本结构该防砂材料水化后,形成的基本结构单元为{Ca3 [Al(OH)6 ] (SO4 )3 }3-β3+ (β为交联因子 ),呈菱形,柱状排列。通过对该水化体的扫描电镜分析,可以看出,其网状或枝状晶体具有巨大的空隙,吸附了大量的水。随着离子的规则化,多余的水会被迅速地释放出来;而处于网状或枝状间隙内的结晶水缔结得非常稳定,使得水固比能够达到 2 5以上,这种性质使得更容易施工。1 3 防砂机理MYD-2胶结砂在常温和干燥条件下呈均匀的松散颗粒状,颗粒之间不发生交联。施工时用水做携砂液,将胶结砂携带填入地层。在地层条件下,砂粒中的胶结成分发生复杂的化学反应,生成具有上述结构的水化体,它具有较高的强度和适当的渗透能力(渗透率不低于 7μm2,能够防住粉细砂),起到了挡砂屏障的作用。同时,由于胶结砂里加入了少量的体膨剂,而该体膨剂可以优先进入渗透率高的层位,从而抑制了高渗透层的产液水平,启动了低渗透层。因此,MYD-2胶结砂防砂能够改善产液剖面,某油井的产液剖面变化情况见图 1。图 1 某油井防砂前后的产液剖面2 现场应用及效果分析2 1 应用情况在孤东油田 6区、7区、8区等多个主力区块中,选取出粉细砂和粘土砂的井,进行了胶结砂的防砂堵水试验。共实施 20井次,开井 20井次。从防砂角度分析,防砂有效 19井次 (其中有一口井无效,分析原因为聚合物的影响 ),防砂有效率达 95%,平均单井防砂有效期 154d。从堵水角度分析,堵水有效 17井次,有效率85%。这 17口井在措施前产液量 1 797 9t/d,产油量 30 5 t/d,含水率 98 3%;措施后产液量1 601 7t/d,产油量 67 3t/d,含水率 95 8%;增油量 74 8t/d,含水率下降 2 5%,平均单井堵水有效期 125d。2 2 典型井例分析7-40-5235井,层位 6262+3,井段 1 328 1~1 337 0 m,有效厚度 6 7 m,渗透率为 ( 627 ~705)×10-3 μm2,于 1991 -10 -28投产,采用单一涂防生产,产液量 127 6t/d,产油量 7 4t/d,含水率 95 8%。至 1994年 1月砂埋油层,采用干灰砂防砂,亦未见到较好效果。 1994年 10月至1999年 10月该井曾采用涂防 +滤、绕丝管等防砂措施,产液量 169 4t/d,产油量 1 7t/d,含水率99 0%,生产周期平均为 96d,于 1999 -10 -07砂卡关井。2001年 11月作业冲出砂量 0 6m3,出砂粒径中值 0 094mm,呈粉状。  2002-01-25采用MYD-2胶结砂试验,挤入胶结砂 20t,施工压力由 6 0MPa上升到 13 0MPa,处理半径 1 8m。于 2002-02-05开井,产液量 153 6t/d,产油量 4 5t/d,含水率 96 6%,累积生产 239d,产油量 875 8t,见到了较好的防砂效果。措施后增油量 2 8 t/d,含水率下降2 4%,累积增油量 582 5t。8-33 -041井,层位Ng下,井段 1 538 0 ~1 549 0m,有效厚度 6 8m,渗透率 1 147×10-3μm2。于 1996-12 -28投产,采用涂料砂防砂,产液量 76 5 t/d, 产油量 15 6 t/d, 含水率79 4%。1997年 3 月采用涂防下滤,产液量102 5t/d,产油量 7 3t/d,含水率 92 9%。1999年 8月该井产液量 93 4t/d,产油量 11 0t/d,含水率 88 2%。2001年 10月含水率突然上升,至2002-01-29,产液量 75 6t/d,产油量 1 8t/d,含水率 97 5%。历次作业累积冲出砂量 3 4m3,砂粒粒径中值 0 086mm。经分析该井馆下层边水活跃,造成暴性水淹,含水率异常升高。2002-03-01采用MYD-2胶结砂施工,挤入胶结砂 20m3,施工压力 6 ~8MPa,处理半径2 1m。3月 5日开井,产液量 71 6t/d,产油量7 5t/d,含水率 89 5%,增油量 5 7t/d,含水率下降 8 0%。该井累积增油量 731 3t,累积减水量1 847 6m3,累积增油有效期 139d,目前该井仍然有效。从该井试验成功可以看出,胶结砂对含水率突然上升的井具有很好的防砂堵水效果。3 适应性分析3 1 单井层数试验 20井次中,单层实施 13井次,多层实施7井次。在多层防砂堵水上,产液量和含水率都有一定程度的下降,但是在防砂有效期和增油方面没有单层的效果好(见表 1)。3 2 油层厚度油层厚度小于 5m的 3井次, 5 ~10m的 12井次,大于 10m的 5井次。可以看出,油层厚度对防砂堵水效果没有直接的影响(见表 2)。3 3 处理半径处理半径在 1 5m之内的 6井次,在 1 5 ~2 5m的 7井次,大于 2 5m的 7井次。可以看出,处理半径越大,防砂和堵水的效果越明显 (见表 3)。643 4 施工压力升幅施工压力升幅小于 2MPa的 5井次,在 2~4MPa的 7井次,在 4MPa以上的 8井次。可以看出,施工压力升幅越高,防砂堵水效果越好。而施工压力的变化与挤入的剂量有关,一般情况下,剂量越大(封堵半径也越大 ),压力上升的幅度相应越大,效果也越好(见表 4)。通过以上分析,可以得出:层数、处理半径和施工时的压力变化等三方面的因素直接影响着胶结砂的防砂堵水效果。表 1 层数对防砂效果的影响层数措 施 前产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%措 施 后产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%含水率下降,%单井防砂有效期 /d单井增油 /t单层 81 7 1 1 98 6 74 2 2 9 96 1 2 5 187 447 7多层 94 7 1 9 98 0 83 7 3 9 95 3 2 7 113 399 7表 2 油层厚度对防砂效果的影响油层厚度 /m措 施 前产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%措 施 后产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%含水率下降,%单井防砂有效期 /d单井增油 /t<5 60 4 0 8 98 7 54 3 1 7 96 9 1 8 110 423 65~10 70 5 2 1 97 1 61 4 4 2 93 2 3 9 159 400 7>10 110 8 2 7 97 6 97 6 3 9 96 1 1 5 134 407 8表 3 处理半径对防砂效果的影响处理半径 /m措 施 前产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%措 施 后产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%含水率下降,%单井防砂有效期 /d单井增油 /t<1 5 86 9 1 3 98 5 77 7 2 4 97 0 1 5 107 298 41 5~2 5 95 9 1 8 98 2 87 4 3 3 96 3 1 9 113 393 3>2 5 80 2 2 2 97 3 60 1 4 1 93 2 4 1 195 739 3表 4 施工压力升幅对防砂效果的影响压力升幅 /MPa措 施 前产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%措 施 后产液 /(t/d) 产油 /(t/d) 含水率,%含水率下降,%单井防砂有效期 /d单井增油 /t<2 92 3 1 3 98 6 84 5 2 3 97 3 1 3 101 359 72~4 81 9 2 1 97 4 70 4 3 6 94 9 2 5 183 418 4>4 86 1 1 9 97 9 77 9 5 1 93 5 4 4

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