CN107575187A - 一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，属于石油与天然气开采工业用充填防砂的技术领域，所述方法包括：在机械防砂筛管和粉细砂储层之间设置多级挡砂屏障，所述多级挡砂屏障包括：沿机械防砂筛管依次径向外扩设置的：第四级挡砂屏障、第三级挡砂屏障、第二级挡砂屏障和第一级挡砂屏障；第一至三级挡砂屏障分别包含相应粒径的颗粒，本发明使用三级段塞形成的四级挡砂屏障，解决了目前疏松砂岩油藏采用单一粒径砾石进行充填防砂无法满足粉细砂储层开采后期油井高含水率条件下的防砂需求，本方法在保证防砂效果、延长防砂有效期的基础上，降低了油井含水率，最大限度提高了粉细砂储层中高含水油井的产量。

Description

一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法

技术领域

本发明涉及一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，属于石油与天然气开采工业用充填防砂的技术领域。

背景技术

我国及世界上的常规石油与天然气储层中，70％以上是弱胶结疏松砂岩油气藏，在开采过程中地层出砂严重。所谓出砂，是指石油与天然气疏松砂岩储层以及天然气水合物储层在开采过程中，地层砂粒随地层流体产出到井筒或地面的现象；防砂是目前解决出砂问题的主要途径。目前常用的防砂工艺是使用单一粒径的砾石通过循环充填或挤压充填的方式在防砂筛管和油层之间形成一个挡砂屏障，用于阻挡地层砂。这种防砂方式由于砾石层孔喉类型相对单一，粉细地层砂容易侵入砾石层内部发生堵塞，导致油井产液能力短期内大幅度下降。针对目前粉细砂储层开采面积逐年增多且各大油田逐渐进入开采后期油井含水量迅速上升的情况，单一粒级砾石充填防砂方式已经无法完全适应油田开采的防砂需求。

发明内容

针对现有油井和产水气井开采防砂工艺技术的不足，本发明提供了一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法。

本发明的技术方案为：

一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述方法包括：

在机械防砂筛管和粉细砂储层之间设置多级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述多级挡砂屏障包括：沿机械防砂筛管依次径向外扩设置的：

第四级挡砂屏障、第三级挡砂屏障、第二级挡砂屏障和第一级挡砂屏障；所述第三级挡砂屏障、第二级挡砂屏障和第一级挡砂屏障包含相应粒径的颗粒。

此处设计的优势在于，多级挡砂屏障可有效增加降水能力和防砂强度，在保证油井良好防砂效果及较长防砂有效期的基础上，降低油井含水率提高粉细砂储层高含水油井的产量。

根据本发明优选的，所述机械防砂筛管的标称精度为地层砂粒度中值的1-1.5倍，形成第四级挡砂屏障。

根据本发明优选的，在所述机械防砂筛管外设置有套管，在所述机械防砂筛管和套管之间设置有第三级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述第三级挡砂屏障为烧结陶粒。

根据本发明优选的，在机械防砂筛管和粉细砂储层之间为近井亏空地带，在所述近井亏空地带设置有第二级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述第二级挡砂屏障为石英砂。

根据本发明优选的，在所述近井亏空地带设置有第一级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述第一级挡砂屏障为防砂降水支撑剂颗粒。

根据本发明优选的，在机械防砂筛管和粉细砂储层之间设置多级挡砂屏障的具体方法如下：

步骤一、由外至内依次制备第一级挡砂屏障、第二级挡砂屏障、第三级挡砂屏障，所述机械防砂筛管为第四级挡砂屏障；

步骤二、启动抽油泵，石油依次透过第一级挡砂屏障、第二级挡砂屏障，层层过滤，通过套管上设置的射孔炮眼，进入第三级挡砂屏障，通过第四级挡砂屏障进入抽油泵。

根据本发明优选的，所述第一级挡砂屏障的制备方法，进行挤压充填作业：向套管外的近井亏空地带挤压充填防砂降水支撑剂颗粒，形成第一级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述第二级挡砂屏障的制备方法，进行高饱和充填作业：待防砂降水支撑剂颗粒完全固结后，向套管外剩余的近井亏空地带高饱和充填石英砂，形成第二级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述第三级挡砂屏障的制备方法，进行循环充填作业：向套管内循环充填烧结陶粒，形成第三级挡砂屏障。

根据本发明优选的，所述防砂降水支撑剂颗粒的粒径为地层砂粒度中值的4～5倍。

此处设计的优势在于，粒径为地层砂粒度中值4～5倍的防砂降水支撑剂颗粒具有很强的亲水性且自身可固结，可以封堵水流优势通道，从而降低油井含水率，同时阻挡大部分地层粉细砂及其他微粒。

根据本发明优选的，所述石英砂的粒径与所述防砂降水支撑剂颗粒的粒径相同，所述防砂降水支撑剂颗粒总体积与所述石英砂颗粒总体积的比值为1:2。

根据本发明优选的，所述石英砂的填充密实度为98％-100％，施工砂比为25％-45％、施工排量为1.5-3.0m³/min。

此处设计的优势在于，此种填充方式可有效降低石英砂填充层颗粒的孔喉直径，有利于阻挡地层粉细砂并使地层砂的泥质通过孔喉排出，可降低石英砂填充层堵塞概率，有效阻挡通过第一级挡砂屏障的地层粉细砂。

根据本发明优选的，所述石英砂粒径比所述烧结陶粒的粒径小一级，所述烧结陶粒的的总体积根据油井实际尺寸参数计算得到，所述计算方法属于石油与天然气开采工业用充填防砂技术领域的现有技术，并不是本发明所保护的内容，对本领域的技术人员来说都是熟知的技术方案。

此处设计的优势在于，烧结陶粒相比石英砂具有较高的分选型和圆球度，因此可以显著提高近井挡砂屏障的渗透性，并为产出的泥质和不能被阻挡的超细粉细砂提供入井通道并最终携带至地面。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过该技术建立的强降水能力、高防砂强度、高渗透性的挡砂屏障，在保证油井良好防砂效果及长防砂有效期的基础上，通过有效降低油井含水率最大限度提高了粉细砂储层高含水油井的产量。

2、本发明中第一级挡砂屏障与第二级挡砂屏障相结合，能够有效防止井液冲刷导致的挡砂屏障失去稳定性的问题发生。

3、本发明方法提供的高强度挡砂屏障，可耐高流速油井产出液的冲击以及热采高温蒸汽的多轮次交替冲刷，可满足海上高产油井以及热采井注蒸汽对防砂工艺的要求。

附图说明：

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明模型图；

图1至图2所示，1、粉细砂储层；2、第一级挡砂屏障；3、第二级挡砂屏障；4、第三级挡砂屏障；5、机械防砂筛管；6、套管；7、射孔炮眼。

具体实施方式：

下面结合说明书附图和实施例对本发明进一步限定，但不限于此。

如图1至图2所示。

实施例1

一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述方法包括：

在机械防砂筛管5和粉细砂储层1之间设置多级挡砂屏障。

实施例2

如实施例1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述多级挡砂屏障包括：沿机械防砂筛管5依次径向外扩设置的：

第四级挡砂屏障、第三级挡砂屏障4、第二级挡砂屏障3和第一级挡砂屏障2；所述第三级挡砂屏障4、第二级挡砂屏障3和第一级挡砂屏障2包含相应粒径的颗粒。

实施例3

如实施例1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述机械防砂筛管5的标称精度为地层砂粒度中值的1.25倍，所述机械防砂筛管5形成第四级挡砂屏障。

实施例4

如实施例3所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，在所述机械防砂筛管5外设置套管6，在所述机械防砂筛管5和套管6之间设置有第三级挡砂屏障4。

实施例5

如实施例4所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述第三级挡砂屏障4为烧结陶粒。

实施例6

如实施例3所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，在机械防砂筛管5和粉细砂储层1之间为近井亏空地带，在所述近井亏空地带设置有第二级挡砂屏障3。

实施例7

如实施例6所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述第二级挡砂屏障3为石英砂。

实施例8

如实施例6所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，在所述近井亏空地带设置有第一级挡砂屏障2。

实施例9

如实施例8所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述第一级挡砂屏障2为防砂降水支撑剂颗粒。

实施例10

如实施例1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，在机械防砂筛管5和粉细砂储层1之间设置多级挡砂屏障的具体方法如下：

步骤一、由外至内依次制备第一级挡砂屏障2、第二级挡砂屏障3、第三级挡砂屏障4，所述机械防砂筛管5为第四级挡砂屏障；

步骤二、启动抽油泵，石油依次透过第一级挡砂屏障2、第二级挡砂屏障3，层层过滤，通过套管6上设置的射孔炮眼7，进入第三级挡砂屏障4，通过第四级挡砂屏障进入抽油泵。

实施例11

如实施例9所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述第一级挡砂屏障2的制备方法，进行挤压充填作业：向套管外的近井亏空地带挤压充填防砂降水支撑剂颗粒，形成第一级挡砂屏障2。

实施例12

如实施例7所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述第二级挡砂屏障3的制备方法，进行高饱和充填作业：待防砂降水支撑剂颗粒完全固结后，向套管6外剩余的近井亏空地带高饱和充填石英砂，形成第二级挡砂屏障3。

实施例13

如实施例5所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述第三级挡砂屏障4的制备方法，进行循环充填作业：向套管6内循环充填烧结陶粒，形成第三级挡砂屏障4。

实施例14

如实施例9所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述防砂降水支撑剂颗粒的粒径为地层砂粒度中值的4倍。

实施例15

如实施例7所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述石英砂的粒径与所述防砂降水支撑剂颗粒的粒径相同，所述防砂降水支撑剂颗粒总体积与所述石英砂颗粒总体积的比值为1:2。

实施例16

如实施例12所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述石英砂的充填密实度为99％，施工砂比为35％、施工排量为2m³/min。

实施例17

如实施例1-16任意一项所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其区别在于，所述烧结陶粒的总体积根据油井实际尺寸参数计算得到，所述石英砂粒径比所述烧结陶粒的粒径小一级。

Claims (10)

1.一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述方法包括：

在机械防砂筛管和粉细砂储层之间设置多级挡砂屏障。

2.根据权利要求1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述多级挡砂屏障包括：沿机械防砂筛管依次径向外扩设置的：

第四级挡砂屏障、第三级挡砂屏障、第二级挡砂屏障和第一级挡砂屏障；所述第三级挡砂屏障、第二级挡砂屏障和第一级挡砂屏障包含相应粒径的颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述机械防砂筛管的标称精度为地层砂粒度中值的1-1.5倍，所述机械防砂筛管形成第四级挡砂屏障。

4.根据权利要求1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，在所述机械防砂筛管外设置套管，在所述机械防砂筛管和套管之间设置有第三级挡砂屏障。

5.根据权利要求1所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，在机械防砂筛管和粉细砂储层之间为近井亏空地带，在所述近井亏空地带设置有第二级挡砂屏障。

6.根据权利要求5所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，在所述近井亏空地带设置有第一级挡砂屏障。

7.根据权利要求2所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述第三级挡砂屏障为烧结陶粒，所述第二级挡砂屏障为石英砂，所述第一级挡砂屏障为防砂降水支撑剂颗粒。

8.根据权利要求7所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，所述防砂降水支撑剂颗粒的粒径为地层砂粒度中值的4-5倍；所述石英砂的粒径与所述防砂降水支撑剂颗粒的粒径相同；所述石英砂的填充密实度为98％-100％，施工砂比为25％-45％、施工排量1.5-3.0m³/min；所述防砂降水支撑剂颗粒总体积与所述石英砂颗粒总体积的比值为1:2。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，在机械防砂筛管和粉细砂储层之间设置多级挡砂屏障的具体方法如下：

步骤一、由外至内依次制备第一级挡砂屏障、第二级挡砂屏障、第三级挡砂屏障，所述机械防砂筛管为第四级挡砂屏障；

步骤二、启动抽油泵，石油依次透过第一级挡砂屏障、第二级挡砂屏障，层层过滤，通过套管上设置的射孔炮眼，进入第三级挡砂屏障，通过第四级挡砂屏障进入抽油泵。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种粉细砂储层多段塞高饱和充填控水防砂方法，其特征在于，各级挡砂屏障的制备方法如下：

所述第一级挡砂屏障的制备方法，进行挤压充填作业：向套管外的近井亏空地带挤压充填防砂降水支撑剂颗粒，形成第一级挡砂屏障；

所述第二级挡砂屏障的制备方法，进行高饱和充填作业：待防砂降水支撑剂颗粒完全固结后，向套管外剩余的近井亏空地带高饱和充填石英砂，形成第二级挡砂屏障；

所述第三级挡砂屏障的制备方法，进行循环充填作业：向套管内循环充填烧结陶粒，形成第三级挡砂屏障。