人工井壁防治细粉砂技术研究黄文民(中油辽河油田分公司,辽宁盘锦124010)摘要:为了解决辽河油田油井细粉砂防治问题,从分析地层出砂机理入手,探讨了地层出砂的表现形式和防治细粉砂的机理,并进行了室内实验及现场试验。试验结果证明,所研制的人工井壁防砂技术具有防治细粉砂的能力。截至2002年,该技术在现场应用了50多井次,施工成功率及有效率达90%以上,使一些长期停产井恢复了正常生产,取得了较好的防砂效果。关键词:细粉砂;防治;人工井壁;室内实验;现场试验;辽河油田中图分类号:TE357文献标识码:A是,人工井壁挡砂层既要有足够的渗透率,允许油水通过,又可阻止地层砂钻入其孔隙内。经过室内挡砂实验,根据地层砂粒度不同,胶结砂配方不同的原则,确定了不同粒度地层砂的防砂方法,当地层砂粒度中值>0106mm时,均可防治。1细粉砂防治原理一般来说,地层应力超过地层强度就有可能出砂。地层的内因条件与开发生产的外因共同作用,导致地层应力的变化,造成地层层面砂剥落或坍塌,进入井筒,造成油井出砂1,2。目前防砂方法可分成两大类:机械防砂和化学防砂。机械防砂主要是筛管砾石充填防砂和单纯管内防砂;化学防砂主要是固砂剂固砂和胶结砾石充填防砂。实践证明,单纯管内防砂等方法不能防细粉砂,必须采取往地层填充“砂”的方法才有可能防住细粉砂。往地层填充砂的目的,是将地层砂固定在原处不动。也就是说,使人工井壁挡砂层紧贴在地层层面上,防止地层层面砂剥落、移动。除了能在地层孔隙内自由移动的微粒外(这些微粒对油井生产无碍,防砂不考虑),即使是细粉砂,也会因为地层砂的相互钳制作用,不会自行发生位移,地层基本上保持原结构不变,地层液体会沿着自己的原孔道进入人工井壁挡砂层流入井底。而人工井壁能否将地层砂固定不动是防砂效果好坏的关键。人工井壁挡砂层渗透率太小,会影响生产;渗透率太大,地层砂粒可能会钻入人工井壁挡砂层内,堵塞挡砂层,造成油井产量逐渐下降,或者细粉砂通过人工井壁挡砂层流入井内,造成防砂失败。理想的状况2室内实验地层砂岩是性质不同、形状各异、大小不等的砂粒经地层胶结而成,一般储油砂岩的颗粒大小为1～0101mm。不同砂岩,甚至同块砂岩的不同部位粒度组成都不同,一般以粒度中值表示地层砂粒径尺寸。现需要证明的是,地层砂粒度中值在多大范围内,人工井壁挡砂层可挡住地层砂,从而不让地层砂发生移动,结构发生变化。地层砂粒径图1挡砂实验装置Fig.1Sandretentionexperimentaldevice在一个圆管内,一端放一段人造岩心,另一端分别放入不同粒度中值的地层砂,圆管两端上紧收稿日期:2003-05-01;改回日期:2003-08-11作者简介:黄文民(1965-),男,工程师,1989年毕业于西南石油学院油田化学专业,现从事油田防砂研究工作。电话:0427-7822270。66特种油气藏第10卷后,在地层砂一端加压、通水。测定人造岩心在通水前后的渗透率值。选用渗透率在615μm2左右的人造岩心做挡砂实验,结果见表1。表1人造岩心挡砂实验数据壁防砂技术可以防治细粉砂。3人工井壁防砂技术该项技术是采用支撑剂、胶结剂等加工成胶结砂,用携砂液将胶结砂携送到井底,堆积到油层亏空部位及炮眼处,固化后,形成具有很高强度及渗透率的人工井壁。该技术具有如下特点:(1)耐高温。人工井壁可耐注汽温度350℃,并且长期保持稳定。(2)抗压强度高。人工井壁的抗压强度可达20MPa以上。(3)渗透率高。人工井壁的渗透率可达12μm2以上。4现场试验截至2002年,共施工50多口井。从防治细粉砂效果来看,都达到了预期效果。如:欢108-18-14井出细粉砂很严重,无法正常生产。2001年8月15日施工后,日产液17～18m3,日产油10t左右,效果非常明显。曙1-4326井防砂前出细粉砂,并捞油生产。2001年9月14日防砂后,生产一直正常,日产油5t左右。杜212块、杜66块、杜48块施工井都属杜家台油层,油层岩性属细砂岩,表现为出细粉砂。在所施工的20口井中,施工有效率达到85地层砂粒度中值Πmm通水挡砂前渗透率Πμm2通水挡砂后渗透率Πμm2挡砂后与挡砂前渗透率之比01425013510123001194011630114301131011070110701081010600105201046615461346160612861556170616461646164615061656156614061406150615361306162615461536162616261356166318021750197110...