CN105952420A - 一种油气井的防砂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油气井的防砂方法。该方法包括以下步骤：将密度为1.2‑2.3g/cm3的第一携砂液与填充材料混合，得到第一混砂液；向油气井内注入第一混砂液和储层配伍流体，注入过程中控制油层中的填充压力为5‑25MPa，地面填充压力为1‑8MPa；当地面填充压力达到界限压力时，停止泵入第一混砂液，继续注入储层配伍流体对井下的第一携砂液进行稀释；洗井，完成油气井的防砂作业。该方法无需依靠压裂泵车即可实现对油气井的防砂作业，操作简单，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气井的防砂方法，属于油气井防砂技术领域。
背景技术
在石油开采技术领域，特别是在对疏松油气藏进行开采时，由于在开采过程中普遍存在出砂现象，严重影响了油气井的正常生产，而采取防砂措施是解决油气井出砂的主要途径。
目前主要使用的防砂措施为高压砾石充填防砂和人工井壁防砂这两种防砂工艺。
这两种防砂措施主要是依靠压裂泵车的高压柱塞泵将混砂液(传统防砂工艺中使用的携砂液是由储层配伍流体和增粘剂配制得到的，其密度为1.0-1.1g/cm3)加压后泵入井口，然而压裂泵车的生产技术由国外掌握，其核心部件均被国外垄断，售价高昂，使用其防砂作业成本十分高昂。
鉴于压裂泵车在防砂作业中所起的决定性作用，其设备的好坏将会直接影响施工效果，作业过程中一旦压裂车出现故障将会导致施工的失败。除此之外，压裂车由于占地面积大，在进行海上平台作业时会受到限制。
此外，传统防砂工艺要求地面填充压力较高(一般为10-30MPa)，施工的安全性能需要予以考虑。
因此，提供一种能够不依赖于压裂车，简单有效的防砂工艺成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于油气井的防砂方法，该方法无需依靠压裂泵车即可实现对油气井的防砂作业，操作简单，成本低廉。
为达到上述目的，本发明提供了一种用于油气井的防砂方法，其包括以下步骤：
步骤一：将密度为1.2-2.3g/cm3的第一携砂液与填充材料混合，得到第一混砂液；
步骤二：向油气井内注入第一混砂液和储层配伍流体，注入过程中调节第一混砂液和储层配伍流体的注入比例以控制油层中的填充压力为5-25MPa，地面填充压力为1-8MPa；
步骤三：当地面填充压力达到界限压力时，停止泵入第一混砂液，继续注入储层配伍流体对井内的第一携砂液进行稀释；其中，8MPa<所述界限压力≤10MPa；
步骤四：洗井，完成油气井的防砂作业。
本发明提供的技术方案将携砂液的密度控制为1.2-2.3g/cm3，使携砂液能够在自身重力的在作用下自动往地层中渗流，并通过控制油层中的填充压力和地面填充压力使携砂液能够顺利地携带填充材料进入地层亏空带或筛管与套管的环形空间，无需借助昂贵的压裂泵车即可实现油气井的防砂作业。
上述步骤一中，将携砂液的密度控制为1.2-2.3g/cm3，该密度条件能够使携砂液具有较高的液柱压力，使填充材料能够顺利通过射孔炮眼，并在地层亏空带中堆积压实。
上述步骤二中，在向油气井内注入第一混砂液的同时，向油气井内注入储层配伍流体，其能够调节第一携砂液的密度，从而改变第一携砂液的液柱压力，使油气井内油层中的填充压力始终保持为5-25MPa，控制油层中的填充压力在这一范围内能够使填充材料顺利通过炮眼，并进入地层亏空带中压实，形成挡沙屏障。
在本发明提供的技术方案中，所述油气井内油层中的填充压力＝第一携砂液的液柱压力+地面填充压力。
在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述第一携砂液的原料组成包括水和加重剂；其中，所述加重剂为无机盐和/或有机盐；更优选地，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、硝酸钠、溴化钠、溴化钙中的一种或几种的组合；所述有机盐包括甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、乙酸钾、柠檬酸钾、酒石酸钾、乙酸铵、柠檬酸铵、酒石酸铵中的一种或几种的组合。
本发明提供的携砂液与储层的配伍性好、抑制性强，并且由于所述携砂液与填充材料之间的密度差值较小，利于填充材料在其中悬浮，因而携砂能力较好；其中，本发明提供的加重剂在防砂作业过程中能够有效提高携砂液的密度，增大携砂液的液柱压力，从而增大油层中的填充压力，减小地面填充压力；与此同时，采用本发明提供的加重剂在防砂作业过程中不容易发生因流体通道堵塞而导致填充失败的现象，并且能够有效保护油气层。
在上述方法中，优选地，在步骤二中，采用螺杆泵向油气井内注入第一混砂液。螺杆泵具有很好的输砂性能，使用时可根据井况将多个螺杆泵并联使用。所述螺杆泵为现有装置。
本发明所述的储层配伍流体可以为水，也可以为含有少量油田化学助剂的水溶液，对于具体的油田化学助剂的种类并没有特别限制。
在上述方法中，优选地，在步骤二中，所述第一混砂液和储层配伍流体的总注入量为0.5-2.5m3/min；所述第一混砂液和储层配伍流体的总注入量即为所述第一混砂液和储层配伍流体混合后的注入量。
在上述方法中，优选地，在步骤三中，停止泵入第一混砂液，继续注入储层配伍流体对井内的第一携砂液进行稀释能够使填充材料充分沉降压实，稀释时将第一携砂液的密度稀释至1.0g/cm3左右。
在上述方法中，优选地，在步骤三结束后，步骤四开始前，该方法还包括采用第二混砂液对油气井进行管内循环充填的步骤，所述管内循环充填为本领域的常规技术手段；其中，所述第二混砂液是由第二携砂液和填充材料混合得到的。
在上述方法中，优选地，在步骤一中，所述第一混砂液的砂比为5-40％，砂比低于这一范围，会造成填砂速度低，施工时间长，作业成本增加；砂比高于这一范围，则会超出地面填充设备的能力，并且同一在井下发生堵塞。
在上述方法中，优选地，所述填充材料包括砾石、陶粒、树脂砂中的一种或几种的组合。
在上述方法中，优选地，该方法包括以下步骤：
步骤一：将储层配伍流体与加重剂混合得到第一携砂液，所述第一携砂液的密度为1.2-2.3g/cm3；
步骤二：将第一携砂液由第一液罐车泵入混砂车，与混砂车中的填充材料混合后，得到砂比为5-40％的第一混砂液；
步骤三：利用螺杆泵将第一混砂液由混砂车泵入油气井内，同时利用水泥车将储层配伍流体泵入油气井内，调节第一混砂液和储层配伍流体的泵入比例以控制油气井内油层中的填充压力为5-25MPa，地面填充压力为1-8MPa；
步骤四：当地面施工压力明显增大，达到界限压力时，停止向井内泵入第一混砂液，继续利用水泥车将储层配伍流体泵入油气井内将井内的第一携砂液充分稀释，直至其密度稀释为1.0g/cm3；其中，8MPa<所述界限压力≤10MPa；
步骤五：洗井，完成油气井的防砂作业。
在上述方法中，步骤五所述的洗井为本领域的常规技术手段。
在上述方法中，优选地，在步骤四结束后、步骤五开始前，该方法还包括将第二携砂液与填充材料混合后得到第二混砂液，采用所述第二混砂液对所述油气井进行管内循环充填的步骤；所述第二携砂液可以采用常规携砂液，更优选地，第二携砂液的组成为水和胍胶；其中，以第二携砂液的质量百分比计，所述胍胶的含量为1-5％；所述管内循环填充为本领域的常规工艺。
本发明所述的砂比是指加砂量(堆体积)与所用携砂液的体积之比，以百分数表示；其中，“砂”指的是填充材料。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的技术方案无需依靠压裂泵车即可实现油气井的防砂作业，大大降低了施工成本；
2)与传统依赖于压裂泵车的防砂工艺相比，本发明提供的技术使用的设备简单、体积小，便于在海上平台或其它场地受限的地面进行操作；
2)与传统防砂工艺相比，本发明提供的技术方案对地面填充压力要求较低，施工更加安全；
3)本发明提供的第一携砂液与储层的配伍性好、抑制性强、利于保护油气层，且该携砂液具有优异的携砂能力，避免了填充过程中因流体通道堵塞引起填充失败。
附图说明
图1为地面防砂填充装置的结构示意图；
主要附图标号说明：
1：第一液罐车；2：混砂车；3：螺杆泵；4：第二液罐车；5：水泥车。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例中所使用的地面防砂填充装置如图1所示。
该地面防砂填充装置包括第一液罐车1、混砂车2、螺杆泵3、第二液罐车4、水泥车5；其中，
第一液罐车1的输出端与混砂车2的输入端相连，混砂车2的输出端与螺杆泵3的输入端相连，螺杆泵3的输出端与油气井的井口相连；
第二液罐车4的输出端与水泥车5的输入端相连，水泥车5的输出端与油气井的井口相连。
实施例
本实施例提供了一种油气井的防砂方法，该方法包括以下步骤：
①本实施例使用的第一携砂液的密度为1.5g/cm3，其是由水和甲酸钾(加重剂)组成的，以第一携砂液的质量百分比计，甲酸盐的含量为70％；第一携砂液的制备过程具体包括：
在循环搅拌的条件下，向水中加入甲酸钾，循环搅拌至甲酸钾完全溶解，得到密度为的第一携砂液，然后将第一携砂液加入第一液罐车1中；
②将第一携砂液泵入混砂车2，在混砂车2中与砾石混合配制得到砂比为5-40％的第一混砂液；
③利用螺杆泵3将第一混砂液泵入井口，同时利用水泥车5向井口注入水，注入过程中调节第一混砂液和水的注入比例以改变第一携砂液的密度及其液柱的压力，从而控制油层中的填充压力为5-25MPa，地面填充压力为1-8MPa；其中，
第一混砂液和水的注入比例根据地面实验确定，第一混砂液和水混合后的注入排量为1.0-2.5m3/min；
这一阶段砾石会在高密度携砂液(也即第一携砂液)液柱压力的作用下进入地层亏空带，形成挡砂屏障；
④当地面填充压力明显增大，达到界限压力(8MPa<所述界限压力≤10MPa)时，停止泵入第一混砂液，继续注入水，将井下的第一携砂液充分稀释至接近于水的密度(1.0g/cm3)，使砾石充分沉降压实；
⑤在第一液罐车1中加入第二携砂液，第二携砂液的组成为水和胍胶，以第二携砂液的质量百分比计，胍胶的含量为1-5％，将其与砾石混合后得到第二混砂液(第二混砂液的砂比为5-15％)进行管内循环充填；该步骤主要针对之前是采用砾石充填防砂工艺作业的井，如果之前是采用人工井壁防砂工艺作业的井，则可以不进行该步骤的操作；
⑥进行洗井，施工结束。
上述实施例提供的携砂液与储层的配伍性好、抑制性强，并且由于携砂液与填充材料之间的密度差值较小，利于填充材料在其中悬浮，因而携砂能力较好；其中，加重剂在防砂作业过程中能够有效提高携砂液的密度，增大携砂液的液柱压力，从而增大油层中的填充压力，减小地面填充压力；与此同时，加重剂在防砂作业过程中不容易发生因流体通道堵塞而导致填充失败的现象，并且能够有效保护油气层。
对于本发明提供的其它加重剂(例如：氯化钠、氯化钾、氯化钙、硝酸钠、溴化钠、溴化钙、甲酸钠、甲酸铯、乙酸钾、柠檬酸钾、酒石酸钾、乙酸铵、柠檬酸铵、酒石酸铵)制备得到的第一携砂液，制备时控制第一携砂液的密度为1.2-2.3g/cm3，然后按照上述实施例中的步骤进行操作，同样能够获得和实施例相同的防砂效果；本发明提供的加重剂在使用时，可以单独使用，也可以多个混合使用，混合使用时没有配比要求，只需将最终的第一携砂液的密度控制为1.2-2.3g/cm3即可。
对比例
本对比例提供了一种油气井的防砂方法，该方法包括以下步骤：
将储层配伍液体(主要为水)与增粘剂(所用增粘剂为本领域常用产品)混合配制得到携砂液，携砂液的密度为1.0-1.1g/cm3；
将携砂液与砾石混合后得到混砂液(混合砂液的砂比为5-40％)；
利用压裂泵车的高压柱塞泵直接将混砂液加压后泵入井口，采用压裂泵车在管外进行充填的过程中地面承受的填充压力为10-30MPa。
与对比例相比，本发明提供的实施例无需使用压裂泵车即可实现油气井的防砂，并且在防砂过程中有效降低了地面施工压力(对比例中地面填充压力为10-30MPa，而实施例中地面填充压力为1-8MPa)，施工更加安全。
Claims (10)
1.一种用于油气井的防砂方法，其包括以下步骤：
步骤一：将密度为1.2-2.3g/cm3的第一携砂液与填充材料混合，得到第一混砂液；
步骤二：向油气井内注入第一混砂液和储层配伍流体，注入过程中控制油层中的填充压力为5-25MPa，地面填充压力为1-8MPa；
步骤三：当地面填充压力达到界限压力时，停止泵入第一混砂液，继续注入储层配伍流体对井内的第一携砂液进行稀释；其中，8MPa<所述界限压力≤10MPa；
步骤四：洗井，完成油气井的防砂作业。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述第一携砂液的原料组成包括水和加重剂；其中，所述加重剂为无机盐和/或有机盐；
优选地，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、硝酸钠、溴化钠、溴化钙中的一种或几种的组合；所述有机盐包括甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、乙酸钾、柠檬酸钾、酒石酸钾、乙酸铵、柠檬酸铵、酒石酸铵中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤二中，采用螺杆泵向油气井内注入第一混砂液。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在步骤二和步骤三中，所述储层配伍流体为水或含有油田化学助剂的水溶液。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤二中，所述第一混砂液和储层配伍流体的总注入量为0.5-2.5m3/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，当停止泵入第一混砂液，继续注入储层配伍流体对井内的第一携砂液进行稀释时，将所述第一携砂液稀释至密度为1.0g/cm3。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三结束后，步骤四开始前，该方法还包括采用第二混砂液对油气井进行管内循环充填的步骤；其中，所述第二混砂液是由第二携砂液和填充材料混合得到的。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述第一混砂液的砂比为5-40％。
9.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括砾石、陶粒、树脂砂中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：将储层配伍流体与加重剂混合得到第一携砂液，所述第一携砂液的密度为1.2-2.3g/cm3；
步骤二：将第一携砂液由第一液罐车泵入混砂车，与混砂车中的填充材料混合后，得到砂比为5-40％的第一混砂液；
步骤三：利用螺杆泵将第一混砂液由混砂车泵入油气井内，同时利用水泥车将储层配伍流体泵入油气井内，控制油气井内油层中的填充压力为5-25MPa，地面填充压力为1-8MPa；
步骤四：当地面施工压力达到界限压力时，停止向井内泵入第一混砂液，继续利用水泥车将储层配伍流体泵入油气井内将井内的第一携砂液充分稀释，直至其密度为1.0g/cm3；其中，8MPa<所述界限压力≤10MPa；
步骤五：洗井，完成油气井的防砂作业；
优选地，在步骤四结束后，步骤五开始前，该方法还包括将第二携砂液与填充材料混合后得到第二混砂液，采用所述第二混砂液对所述油气井进行管内循环充填的步骤；
更优选地，所述第二携砂液的组成为水和胍胶；其中，以第二携砂液的质量百分比计，所述胍胶的含量为1-5％；
进一步优选地，所述第二混砂液的砂比为5-15％。
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