CN108729887B - 粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，包括以下步骤：（1）在砾石充填防砂程序结束后，随即注入前置液，用于清洗充填层与油层；（2）泵注醇溶性成膜剂，用于在砾石充填层孔隙水湿表面自动析出生成粘性膜；所述醇溶性成膜剂为酰胺树脂的乙醇溶液，浓度为3～20%；（3）注入水或砾石充填用水基携砂液顶替进入底层，用量为醇溶性成膜剂用量的3倍以上，依靠水驱动力及成膜剂自身粘性促进薄膜铺展，成超薄粘性膜后，侵入充填层的微粒被粘附在充填砂周围，不会运移进而堵塞充填层孔隙，从而长期保持充填层的高渗透性及稳定性。本发明的工艺，既不伤害油层渗透率，保持较高导流能力，又显著提高充填砂体稳定性，方便施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，属于石油工程技术领域。
背景技术
储层微粒运移(如图1所示)伴随在采油工程的各阶段，当储层内流体流动速度大于孔隙内微粒运移的最大临界流速时，会造成从地层至地面的一系列严重问题，例如：储层产能递减迅速、滤砂管堵塞、卡泵、地面固体污染物增加等。自胜利油田开始区块大泵提液试点以来，由于储层内微粒运移堵塞砾石充填层导致的油井产能下降迅速(如图2所示)的问题更加突出，储层微粒流入井筒后堵塞滤砂管导致的油井产能下降的问题同样突出。可见，有效控制储层微粒运移堵塞砾石充填层是延长油井产能、提高防砂有效期的关键。
目前防砂充填工艺中广泛使用的阳离子聚合物抑砂剂由于结构和性能上的局限已经不能适应当前大泵提液、长效防砂及酸化对微粒运移控制的要求：其一、阳离子聚合物抑砂剂水溶性会随生产时间的延长再次溶解到地层水中，残留在孔隙表壁的有效成分受地层矿化度及剪切作用影响会变性断链，递减迅速致使抑砂性能锐减；其二、残留在孔隙及微粒表壁的阳离子聚合物仅靠静电吸附及氢键作用抑砂性能微弱，耐冲刷排量仅900ml/h；其三、阳离子聚合物在中低渗储层使用不当会造成受储层伤害。自固结支撑剂虽然预涂覆有机膜，但仅满足地下条件下自身固结产生强度，这种预涂覆有机膜不具有粘滞特性，因而不能粘附侵入充填层的地层微粒。因此，有必要提供一种新的粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，该工艺可以在砾石充填层孔隙表面生成粘性膜，稳定充填砂体，有效解决储层微粒运移堵塞砾石充填层导致的油井产能下降迅速的问题，显著提高防砂充填效果，推广应用前景广阔。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，步骤如下：
(1)在砾石充填防砂程序结束后，随即注入前置液，用于清洗充填层与油层；所述前置液，由微乳胶、氯化氢和水组成，其中，微乳胶占1.5～1.9％，氯化氢占13.3～22.5％，余量为水(按重量百分比计)；
所述微乳胶是由以下重量份的组分组成的(即：专利号为200610009675.8、授权公告号为CN 100336891C的文献中记载的微乳胶)：
进一步地，所述前置液的注入量，通过下式计算确定：
式中，ri——设计半径(单位：m)；rw——井眼半径(单位：m)；φ——油层的平均孔隙度；H——油层厚度(单位：m)；
所述设计半径，根据防砂油井出砂情况而定，通常为2.0～3.0m；
(2)泵注醇溶性成膜剂，用于在砾石充填层孔隙水湿表面自动析出生成粘性膜(醇溶性成膜剂注入量为前置液用量的1～4倍，注入压力小于地层破裂压力的80％)，保持充填砂体稳定性，同时有效解决储层微粒运移堵塞砾石充填层导致的油井产能下降迅速的问题；
所述醇溶性成膜剂，为酰胺树脂的乙醇溶液(酰胺树脂的重量浓度为3～20％)(3％是可以耐受冲刷排量达7000ml/h的最低浓度，20％是粘土含量大于10％的疏松砂岩地层使用上限，实验发现浓度超限存在析出后影响地层渗透率的影响，兼顾经济性最终确定上限浓度20％)；所述酰胺树脂选自低分子650酰胺树脂、600酰胺树脂、V115酰胺树脂、V125酰胺树脂、3650酰胺树脂、3155酰胺树脂(这些型号的酰胺树脂均可常规市场购买得到)；
进一步地，对于粘土含量5-10％的疏松砂岩地层，酰胺树脂的浓度为3～10％；对于粘土含量大于10％的疏松砂岩地层，酰胺树脂的重量浓度为10～20％；
进一步地，注入醇溶性成膜剂时，一次性注入或多段塞注入；多段塞注入时，段塞设计为醇溶性成膜剂与水等体积交替注入，一般3个段塞即可；
(3)注入水(比如油田污水)或砾石充填用水基携砂液顶替进入底层，用量为醇溶性成膜剂用量的3倍(体积倍数)以上(过量，可以使醇溶性成膜剂析出完全，从而有效利用)，依靠水驱动力及成膜剂自身粘性促进薄膜铺展，成超薄粘性膜后，侵入充填层的微粒被粘附在充填砂周围，不会运移进而堵塞充填层孔隙，从而长期保持充填层的高渗透性及稳定性。
本发明的粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，冲刷排量达7000ml/h，出***砂量＜0.5g/L(评价方法采用Q/SH1020 2377-2015中5.5项)；适用储层渗透＞10md，岩心渗透保留率＞90％(评价方法采用Q/SLCG0097-2014中4.7项)；延长防砂措施油水井有效期＞半年。
本发明的粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，通过段塞式泵注工艺促进生成粘性膜(醇溶性成膜剂水中析出成膜状态如图4所示，粘性膜原位固定微粒显微图片如图5所示。醇溶性成膜剂选用浓度为10％的650酰胺树脂的乙醇溶液时，粘性膜稳定砾石充填层微粒性能数据表如表1所示，对地层渗透率的影响数据表如表2所示)，既不伤害油层渗透率，保持较高导流能力，又显著提高充填砂体稳定性，方便施工，具有安全环保、施工简单、成膜快、耐冲刷能力强等特点，是油田开发中后期延长油井防砂充填稳产期的新工艺，推广应用价值大、适用性强。
表1粘性膜稳定砾石充填层微粒性能数据表
(评价方法采用Q/SH1020 2377-2015中5.5项)
表2醇溶性成膜剂对地层渗透率的影响数据表
(评价方法采用Q/SLCG0097-2014中4.7项)
附图说明
图1：孔隙内液流促使微粒运移示意图。
图2：微粒运移堵塞孔喉，导致油井产能下降示意图。
图3：空隙表面粘性膜原位粘附运移的微粒，始终保持充填层孔喉通畅示意图。
图4：醇溶性成膜剂水中析出成膜状态。
图5：粘性膜原位固定微粒显微图片。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
实施例1粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺
步骤如下：
(1)在砾石充填防砂程序结束后，随即注入前置液，用于清洗充填层与油层；所述前置液，由微乳胶、氯化氢和水组成，其中，微乳胶占1.7％，氯化氢占18.5％，余量为水(按重量百分比计)；
所述微乳胶是由以下重量份的组分组成的(即：专利号为200610009675.8、授权公告号为CN 100336891C的文献中记载的微乳胶)：
所述前置液的注入量，通过下式计算确定：
式中，ri——设计半径(单位：m)；rw——井眼半径(单位：m)；φ——油层的平均孔隙度；H——油层厚度(单位：m)；
所述设计半径为2.0～3.0m；
(2)泵注醇溶性成膜剂(醇溶性成膜剂注入量为前置液用量的1～4倍，注入压力小于地层破裂压力的80％)，用于在砾石充填层孔隙水湿表面自动析出生成粘性膜，保持充填砂体稳定性，同时有效解决储层微粒运移堵塞砾石充填层导致的油井产能下降迅速的问题；
所述醇溶性成膜剂，为酰胺树脂的乙醇溶液(酰胺树脂的重量浓度为3～20％)；所述酰胺树脂选自低分子650酰胺树脂、600、V115、V125、3650、3155；
(3)注入水(比如油田污水)或砾石充填用水基携砂液顶替进入底层，用量为醇溶性成膜剂用量的3倍(体积倍数)以上(过量)，依靠水驱动力及成膜剂自身粘性促进薄膜铺展，成超薄粘性膜后，侵入充填层的微粒被粘附在充填砂周围，不会运移进而堵塞充填层孔隙(如图3所示)，从而长期保持充填层的高渗透性及稳定性。
应用实例
1.选井
选井标准：
(1)粘土含量5～30％的疏松砂岩储层油区内的稠油井或一般稀油井及气井；
(2)施工井段3～20米，超过次油层厚度使用机械分段工具进行分段挤压；
(3)含有饱和度要大于40％，如果饱和度低，要考虑经济回报周期；
(4)适用井温范围在160℃之内。
2.施工设计
根据油井的完井基础数据、射孔状况(包括射孔井段、深浅、油层厚度等)、油层孔隙度、渗透率、油气饱和度、粘土含量、粉细砂含量等资料，精心设计，其格式与规范与砾石充填防砂设计类似。
3.施工工序和作业方法：
(1)施工作业准备
a.立井架，压井取出原井管柱及泵；
b.下冲砂管柱探砂面，如有砂，冲砂作业后洗井至人工井底，取出冲砂管柱；
c.下入带笔尖的普通油管至油层上部15～30m；
d.装好250型井口，做好粘性膜稳定砾石充填层防砂准备。
(2)粘性膜稳定砾石充填层防砂施工
a.连接地面管线试压25MPa，不刺不漏为合格，方可进行下步施工；
b.注入前置液阶段，注入排量控制在500～1000L/min，液体用量依据施工设计；
c.注入醇溶性成膜剂的阶段，注入排量控制在500～1000L/min，必须根据油层实际情况，实施一次性注入或多段塞注入，若多段塞注入，段塞设计为醇溶性成膜剂与油田污水等体积交替注入，一般3个段塞即可完全满足施工要求；
d.直接注入醇溶性成膜剂体积的3倍以上油田污水或砾石充填用水基携砂液。
(3)施工后的作业。
本发明的优势在于：粘性膜稳定砾石充填层防砂施工后，不用关井等待，直接可以下泵投产，从而节约了作业时间。
上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (1)
1.一种粘性膜稳定砾石充填层防砂工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在砾石充填防砂程序结束后，随即注入前置液，用于清洗充填层与油层；所述前置液，由微乳胶、氯化氢和水组成，其中，微乳胶占1.5～1.9％，氯化氢占13.3～22.5％，余量为水；
(2)泵注醇溶性成膜剂，用于在砾石充填层孔隙水湿表面自动析出生成粘性膜；
所述醇溶性成膜剂，为酰胺树脂的乙醇溶液；
所述酰胺树脂选自低分子650酰胺树脂、600酰胺树脂、V115酰胺树脂、V125酰胺树脂、3650酰胺树脂、3155酰胺树脂；
(3)注入水或砾石充填用水基携砂液顶替进入底层，用量为醇溶性成膜剂用量的3倍以上；
所述步骤(1)中，所述微乳胶是由以下重量份的组分组成的：
所述步骤(1)中，所述前置液的注入量，通过下式计算确定：
式中，ri——设计半径；rw——井眼半径；φ——油层的平均孔隙度；H——油层厚度；所述设计半径为2.0～3.0m；
所述步骤(2)中，醇溶性成膜剂注入量为前置液用量的1～4倍，注入压力小于地层破裂压力的80％；对于粘土含量5-10％的疏松砂岩地层，酰胺树脂的浓度为3～10％，所述浓度是重量浓度；对于粘土含量大于10％的疏松砂岩地层，酰胺树脂的重量浓度为10～20％；注入醇溶性成膜剂时，一次性注入或多段塞注入；多段塞注入时，段塞设计为醇溶性成膜剂与水等体积交替注入。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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