运用采油新工艺 解决油井出砂难题
- 格式:doc
- 大小:26.00 KB
- 文档页数:3
油井防砂工艺技术探讨摘要:油井出砂是多方面的原因引起的,是油(气)藏开发过程中长期面临的难题之一,它导致了原油开采难度增大,破坏了生产设备,严重影响着采油系统的正常生产。
因此在油田开发过程中,我们需要注重运用有效的防砂工艺,在防砂工艺方面要加强分析研究和借鉴,不断在技术上进行革新,让油井出砂的情况得到有效防治,避免由于出砂造成各方面的影响,提高油井生产的各方面效益。
关键词:油井防砂;挤压充填防砂;压裂充填防砂引言:防砂工艺就是能够有效的阻止地层砂随地层流体进入井筒,同时维持油井正常生产而采取的一系列工艺措施。
油井防砂治理是中高渗透储层油藏开发过程中需要不断探索、研究、改进和提高的一个课题。
一、油井出砂的原因及危害油层出砂是由于油井自然的地质条件,或者由于人工开发措施不当引起的,地层岩石的胶结强度低,极易引起油井出砂。
油井高含水,降低油层的固结强度,引起油井出砂。
固井质量不好,或者完井措施不当,都会引起油井出砂,如裸眼完井方式的应用,极易导致油井出砂。
油井的油气水层之间发生窜通干扰的现象,很容易导致油井出砂。
当油井的采油工作制度不合理,生产压差过大,也能够将大量的砂石颗粒带入到井筒中,影响到油井的正常生产。
酸化技术措施应用的不合理,导致油层酸液的浓度过高,引起油层岩石结构的破坏,导致油井出砂。
油井出砂后,会产生卡泵的现象,增加修井检泵和冲砂作业的工作量。
因此增加了油田生产的成本,降低抽油设备安全运行的效率,缩短了油井的免修期。
出砂严重的井筒会导致套管的损坏,引起井筒的故障,增加修井作业的频次,影响到油田生产的顺利进行。
油井的出砂量随着采油强度的增加而增多,原油黏度越高,出砂也越严重。
稠油井的出砂比常规井的出砂严重很多。
油井出砂的颗粒直径逐渐增大,油井生产时间越长,出砂的情况越严重,必须采取必要的防砂工艺措施,防止油井出砂。
一旦发现油井出砂影响到油井的正常生产时,需要采取水力冲砂的方式,解除出砂的影响,恢复油井的正常生产状态。
技术应用与研究当油井出砂的时候,由于砂石颗粒的影响,导致油井的产量下降,无法达到高效开采的效果。
有必要实施油井的冲砂作业,提高油井水力冲砂作业施工的质量,通过水力冲砂作业,解决油井出砂的技术难点问题。
优化油井的水力冲砂作业技术措施,保证油井的水力冲砂质量,为油井增产提供依据。
一、油井出砂的原因及危害油井的出砂一般是由于疏松地层的影响,也可以是由于油井的生产压差控制的不合理,采出液流中携带砂石颗粒,在井筒上升的过程中,导致砂石颗粒沉降在井下,引起油井出砂,无法正常生产。
由于地层的出砂以及井下作业施工中的井下积砂等,都会引起油井中形成砂柱,影响到油井的正常生产。
应用常规的的冲砂作业施工程序,对油层的伤害极大,需要优化油井的水力冲砂作业施工程序,保证油层的冲砂作业质量达标,才能及时恢复油井的正常生产运行状态,达到油田开发的经济效益指标。
油井出砂后,给油井的开采带来巨大的难度。
油层中出砂,会堵塞油层的孔隙通道。
降低油流的渗透能力,严重的情况导致油层的坍塌,会引起套管的损坏,增加修井作业的频次,相应地增加油田生产管理的成本。
油井出油中携带大量的地层砂,会加剧采油生产设备的磨损,增加采油生产设备的维护保养成本,降低机械设备的使用年限,给油田生产带来不利的影响。
对油井产油中的携砂的分离技术的研究和应用,增加了油田油气集输分离处理的难度,需要合理控制油井的出砂状况,才能避免出砂给油田生产带来的严重危害。
二、油井冲砂作业技术措施针对油井出砂的状况,实施动态分析,确定油井出砂的部位,采取最有效的冲砂作业施工程序,提高油井水力冲砂作业的效果,清除砂石给油井生产带来的不利影响。
1.油井水力冲砂的作业施工程序。
分析油井出砂的情况,对油井的生产运行参数进行解释和分析,确定油井出砂的部位,实施最佳的水力冲砂的作业施工程序,保证清砂的效果。
做好油层冲砂的各项准备工作,作业机安装于井场,并对冲砂泵机组进行调试,确定最佳的冲砂液,为了保证冲砂作业的施工效果达标,进行作业施工前的用品的维护保养,保证机械设备处于正常使用的状态,各种物料的质量达到标准。
砂岩油藏排砂采油工艺研究【摘要】我国的砂岩油藏储量大、分布广,是重要的油藏产出类型,在砂岩油藏中,油井出砂问题严重的影响到了油井的产量和油井生产设备的寿命。
疏松砂岩的油藏深度较浅,含有很大比例的泥质,遇水后性质变化大,具有较大的开发难度。
许多油井最初不会出现出砂现象,但是随着油井含水量的上升,油井的出砂现象不断的加剧,严重的影响到了油井的高效生产。
文中通过调研研究,分析了砂岩油藏出砂机理及防砂技术现状,提出了一种利用水力喷射泵排砂采油的技术工艺,通过现场试验验证了该工艺技术的可行性和有效性。
通过研究为砂岩油藏排砂采油提供了技术支持。
【关键词】砂岩油藏排砂采油机理水力喷射泵疏松砂岩油藏的地层的埋藏深度不深,储层岩石的强度较低,随着生产时间的增长,油井出砂的现象越来越严重。
通过防砂措施来防治油井出砂,已经在各大油田应用。
随着防砂新技术、新工艺的不断出现,油井防砂的措施也有了较大的发展,现场应用的效果也较好。
但是常规的防砂工艺对于颗粒较大的砂粒具有较好的防治效果,但是对于粒径较小的砂粒则防治效果不好,而且粒径较小的砂粒容易堆积在井筒附近,阻碍了原油进入到井筒中的通道,井筒附近地层的渗透率越来也低,严重的影响了油井的产液量,导致油井的减产。
因此开展新型的砂岩油藏排砂采油技术研究,对于保持油井高产,保护油井生产设备具有重要的意义。
1 油井出砂机理分析油井出砂的影响因素很多,地层岩石的性质、孔隙度、胶结情况、储层的深度、储层压力、油井产液量、储层流体的物性等都会影响到油井的出砂。
在油井生产的过程中,随着地层流体的不断流向井筒,当井筒附近的地层结构受到破坏时,就容易出现油井出砂的现象,这种现象在强度低、胶结差的地层中会更加普遍,在这些地层中,一旦井筒附近的地层发生破坏,破坏产生的砂粒就会随着地层流体流向井筒,随着流向井筒的砂粒越来越多,井筒附近岩石的强度也在逐渐降低,进而会导致附近地层结构的破坏,这样流向井筒中的砂粒会越来越多,油井出砂现状更加严重。
油井出砂和出砂油井的采油方法油井在生产过程中,有些油井在产油的同时,往往会有地层的砂子随油产出,石油工作者称此为油井出砂。
凡是出砂的油井其产油层都是砂岩。
砂岩是由砂粒经粘土、碳酸钙及其他物质在高温高压下粘结而成的岩石。
易出砂的砂岩一般都成岩差,胶结强度低,地下产出油的拖曳力就足以破坏砂粒之间的粘结,使砂子随油流出。
还有,易出砂的地层,粘结砂粒的主要成分之一是粘土,一但油井见水,粘土易膨胀,岩石受到破坏,油井出砂将更为严重。
油井生产过程中,地层产出的砂如果不能全部被带至地面,部分砂会沉入井底,日积月累,将会砂埋油层,致使油井停产。
因此对这类井必须采用特殊的采油方法。
目前成熟的方法有两种,一种是防砂采油,即用人工方法将砂阻隔在油井以外,不让油井出砂,其专业用语叫防砂;另一种方法是排砂采油,即不控制地让地层在生产过程中自然出砂,并使地层产出的砂随油流采至地面进行处理。
目前使用范围最广的是防砂采油。
防砂的方法很多,归纳起来为两大类:一类是化学防砂,指用化学方法,向地层挤注可使地层砂粘结在一起的各种液体化学物质,在井筒周围形成一道坚固的人工井壁,将可移动的砂阻隔在油井以外。
新形成的人工井壁有比地层大得多的强度,可抗住油流的冲刷,从而达到防止地层出砂的目的;另一类方法为机械防砂,这一方法是在油层部位设置一个可挡住地层砂通过的网状工具,通常使用绕丝筛管,并在工具以外填充砾石,见砾石充填防砂示意图。
这些工具耐冲刷强度远大于地层,又有着允许油通过的极好能力,可达到防砂采油的目的。
最近几年又发展了一种压裂防砂工艺,这种方法将压裂和防砂相结合,不但可防止油井出砂还可提高油井产量。
排砂采油:排砂采油的关键是采用耐砂磨的抽油泵,让油井以最大能力产油,将地层产出砂带至地面。
有资料报道,一口井在生产期出砂可达千方以上,大量砂的采出,使近井地带油流通道增大,原油产量可数倍于防砂采油(见防砂采油和排砂采油日产对比表)。
排砂采油初期,油井出砂有个上升期,然后就逐渐降低,然后维持在一个轻微出砂情况下生产。
油井开采工艺离不开信息化、智能化、机械化技术的应用。
受机械使用寿命、生产时间的影响,可能会加剧套管破损现象,进而为防砂工艺技术提供了更多的难度。
由此可见,需解决油井开采技术中气井出砂、细粉砂井的问题,有利于避免油井出砂而造成的负面影响。
另外,需采用该工艺改善油井的渗透率,这对于提高油井工艺开采效率是有利的。
一、压裂防砂工艺技术原理1.工艺技术概况。
压裂防砂工艺技术是使用树脂涂层涂抹石英砂,使材料表面有一层保护膜,有利于提高油井的导流功能。
工艺进行中,需及时注入高性能的树脂砂,确保井口裂缝处或亏空段有支撑剂作用,能改善该部位的核心功能。
当支撑剂注入需要管控的裂缝部位时,需提高中央部位的温度参数,致使树脂层发生作用。
通过让保护层实现软化,引导其发生固化聚合反应,确保砂砾可以和保护层更紧实的粘合在一起,有利于防治井口出砂的现象,也能实践油层的改造作用。
通过该方式的优化,能提高油田井口的使用年限,且效果比之前更好。
2.压裂防砂工艺应用原理。
该工艺的出砂原理是基于拉伸、剪切、粘结的过程,实现压裂防砂的目标,也能防治孔隙坍塌的情况。
首先,剪切破坏会导致地层岩石的输送效率,需利用拖曳作用引导岩石颗粒落至指定区域,使指定区域能够在压裂防砂的作用中实现造缝控制,确保流入该区域的液体由单一的方向变成双线性。
其次,单一方向流向大多为径向流状,而此时石油会渗透至井底处,会导致井口、井底部分的压力不断提升,以此形成一个陡峭的压力带,当石油越靠近井壁时,压力也会随之提升。
导致这一情况的原因是由于压力的分布,使压力区域底部的和底边边缘的压差始终在一定范围内,也能控制压差在集中区域地带。
当低端压力不稳定时,可能会引发砂块性能不稳定,导致流体会呈现双线性流状态。
此时需使用这一情况改变压力梯度,控制其压力梯度会随着应力而发货所能改变,使油泄流至地层底部,增大了地底的阻力。
若产生较大部分的裂缝时,会提升井底原油的渗流面积,引发锈蚀情况,降低了流体对地层颗粒的冲击速度。
油井出砂作业难点分析及清砂措施研究发布时间:2022-08-02T06:42:15.569Z 来源:《科学与技术》2022年3月6期作者:郭鑫[导读] 油井出砂是砂岩油层开采过程中常见的问题之一,油层出砂后,郭鑫中国石化中原油田分公司采油气工程服务中心濮东作业区河南濮阳 457000摘要:油井出砂是砂岩油层开采过程中常见的问题之一,油层出砂后,砂子在井内沉积形成砂堵,降低油井产量,甚至使油井停产。
目前清砂作业的常规方法是一种不连续的冲砂方法,这种方法冲砂效率低、工人劳动强度高、工作环境差、井场污染严重,尤其存在很大的隐患。
适用于油井漏失严重的井,可有效保护油气层避免外来井液的污染,但是由于地层砂沉积于套管内,胶结紧密的情况下,抽砂进尺慢或无进尺,只能靠螺杆钻钻下,大大增加了施工成本和工作量。
结合现场实际情况,分析清砂过程难点,提出好的做法,以提高清砂效果,保护油气层,从而减少施工成本,避免施工工序的复杂化。
关键词:油井出砂;作业难点;清砂措施0引言油田在开发的中后期,地层难免会出砂,这直接影响了采油工艺技术措施应用和油田开发方案的实施。
为确保施工井的正常生产及正常措施的进行,清砂作业是必不可少的工序之一,然而实际作业中部分油井施工难点是井内地层漏失严重,给清砂施工了不小困难,影响了施工进度。
因此,为提高清砂效果,保护好油气层,提高施工时效,减少没必要的无功工序,结合相关井清砂情况,对冲砂和捞砂两种方式做好分析,并提出可行性合理化建议。
1清砂施工难点分析1.1冲砂施工工艺难点分析制约冲砂施工的瓶颈问题众多,结合现场实际情况主要有以下原因,总结做如下分析:1.1.1施工井地层漏失,造成冲砂失败这是目前冲砂施工存在的最主要问题之一;井漏的原因是地层压力低,地层松疏,渗透率较好。
针对漏失严重井,施工过程中压井液大量进入地层造成冲砂失败。
油层漏失是冲砂的难点一方面是冲砂前循环不返水;另一方面是在冲砂过程中,被埋油层为负压层,造成地层吸水,致使出口不返水,或则少量返水,携砂能量下降,井筒悬浮的砂粒下降速度加快,很容易造成卡钻。
出砂井原因分析及治理工艺摘要:近年来,社会进步发展迅速,根据该项目开发的石油和天然气排放监测系统实现了对出砂井的实时监测,并实时反馈了监测沙的结果。
与室内实验室相比,生产现场的监测环境较为复杂,需要制定一种方法,安装和测试适合现场复杂条件的采沙监测系统,以便大规模应用和传播监测系统。
本项目应用油田内沙监测系统,经现场勘察、改造、安装和试验,总结了生产作业现场适用的油气井外沙监测系统的安装和试验方法。
近年来,伴随着经济社会的快速发展,我国对能源的需求不断增加,石油和天然气对外依存度逐年攀升,立足国内保障能源供给已经势在必行。
目前已经开采的海上油气田大多受到储层特征、开发方式、管理措施等多方面因素的影响,部分油气井生产出砂,甚至存在“防砂即堵、不防即埋”的瓶颈难题。
油气井出砂问题若不能得到有效解决,导致砂粒进入地面油气生产系统,会对油气集输系统和工艺系统造成严重危害。
其危害主要包括:管输摩阻增大、管线冲刷腐蚀、井口阀门损坏、分离器效果减弱、设备处理空间减少、影响加热盘管导热、导致液位计失灵等。
这些问题不仅影响了油气井产量,还给油气井生产带来了安全风险。
关键词:出砂井;原因分析;治理工艺引言油井和天然气井的沙化是油气开采过程中的一个常见现象。
油气井的沙化可能给开采过程带来一定的困难,不仅可能影响油田的正常生产,而且可能导致管道腐蚀和地面设备故障,增加油田和天然气田的生产和维护成本,最终导致石油泄漏该项目开发的石油和天然气排放在线监测系统旨在解决石油和天然气排放问题,并全面解决生产地点的石油和天然气排放问题。
通过对油井和气井出沙进行实时监测,工作人员能够了解出沙情况,根据监测结果制定相应措施,指导油田和气井的生产,并及时采取一切措施,帮助调整生产参数。
1出砂监测系统从油井出口沙子的监测系统包括传感器、低噪音电缆、多通道数据存储器、计算机以及收集和分析信号的软件。
使用高频振动器接收传感器的位置,通过高频信号收集墙,通过高频信号接收器,通过高频信号接收器和监测软件,信号增强,频率分析,结果,将监测信号返回到实时。
运用采油新工艺解决油井出砂难题
摘要:随着油田开发进入中后期,开采难度不断加大,出砂油井成为开采有一大难题。
水力喷射泵强制排砂采油技术可以为出砂油井及严重出砂油井的开采提供一种全新、合理的采油工艺方法,本文对这一采油新工艺做全面解析。
关键词:出砂油井、新工艺、水力喷射泵
胜利油田的开发已经进入中后期,随着开采程度的逐渐加深,出砂区块、出砂油井不断增加,目前已经严重影响正常生产,并且在出砂油井数量和出砂程度两个方面均呈现逐年加速上升的趋势。
其中某些采油厂油井出砂现象较为严重。
针对油井出砂现象,最初的应对措施是防砂,胜利油田在综合防排砂技术上形成了系列新工艺、新技术、新产品的技术配套,并在防砂方面作了大量的工作,几年来在复合射孔防砂技术,激光割缝筛管石充填防砂技术,氮气携砂采油技术,水力喷射泵携砂采油技术,螺杆泵采油技术,油井深部防砂工艺技术等方面都取得了较好的效果。
但近年来大量的现场实践表明,单纯的防砂措施不能取得好的整体效果。
对于粒径较大的砂,防砂是有效的。
但出细粉砂、泥浆的油井占较大的比例,对于细粉砂,防砂措施在防砂的同时,也阻止了油的流出。
另外,将大量的小粒径砂阻挡在地层内,严重影响地层的透性,降低产液量。
因此,应采取防排结合的措施,提出砂井综合治理。
对于不断递增的出砂量,有杆泵等常规人工举升采油系统已经无法适应,砂卡泵,磨损严重,底阀、游动阀刺漏,检泵周期短,泵效低,砂埋泵,砂埋油层等大量问题严重干扰油井正常生产。
针对这一情况,合理的解决方案是强排深防——强抽,即在转抽初期采用强制排砂,将地层砂大量快速排出,短期内在地层中形成砂桥,待出砂稳定后,转入常规排砂泵强抽。
针对油井高出砂期的短期强制排砂,水力喷射泵、尤其是反循环水力喷射泵人工举升系统是最为合适的强排采油技术。
一、水力喷射泵强制排砂采油技术的特点
采用反循环水力喷射泵人工举升技术实施出砂油井短期强制排砂水力喷射泵人工举升系统应用于常规采油一般系统效率较低,但用于短期强制排砂,可以避免长期采油时能耗过大的问题。
水力喷射泵人工举升系统适用于高含砂液体的人工举升,首先,其井下泵无运动部件,不存在卡泵、砂埋阀、阀刺漏等问题,适合于大含砂量流体过泵,其次,井下管柱结构可以采用开式反循环的方式。
水力喷射泵采油系统中,输出井口的流体为产出液与乏动力液的混合液,其中含有大比例的清洁动力液,可以大幅度提高携砂流体流量,采用反循环方式时,动力液由油套环空输入井下,混合液由截面积较小的油管内输出,相对于常规循环水力泵井下管柱,在混合液流量相同的条件下,能够大幅度提高混合液流速,从而提高携砂能力。
可移动式水力喷射泵地面系统技术水力喷射泵举升系统的地面动力系统部分采用可移动式地面装置。
常规水力喷射泵举升系统建立的投资额百分之八十左右用于地面动力系统建设,且地面系统建立耗时长,采用可移动式水力喷射泵地面动力地面装置,可以大幅度降低投资成本,缩短系统建立时间,适用于短期应用。
二、水力喷射泵强制排砂采油技术介绍
1.开式反循环水力喷射泵井下管柱设计
井下管柱结构的设计采用开式反循环的方式。
水力喷射泵采油系统中,输出井口的流体为产出液与乏动力液的混合液,其中含有大比例的清洁动力液,可以大幅度提高携砂流体流量,以提高携砂能力。
另外,为了更好地提高携砂能力,采用了反循环水力喷射泵井下管柱。
常规正循环方式是动力液由油管输入井下,混合液由截面积较大的油套环空输出,流速较低,携砂能力有限,易造成砂埋封隔器,导致油井大修。
而反循环方式是动力液由油套环空输入井下,混合液由截面积较小的油管内输出,相对于常规正循环方式,在混合液流量相同的条件下,能够更大幅度提高混合液流速,从而提高携砂能力,满足强制排砂大含砂量的要求。
2.可移动式水力喷射泵地面动力系统研究、配套与改进
根据水力喷射泵强制排砂项目对地面动力系统整体性能要求,研制了水力泵混合液地面综合处理装置及耐高温防腐蚀增压装置。
水力泵混合液地面综合处理装置为立式综合功能罐,其功能包括电加热、油水分离、液固分离、及动力液过滤、短时间储砂等,并具有反洗过滤器的功能。
耐高温防腐蚀增压装置根据强砂的要求增大额定排量至13m3/h,增加了耐温防腐性能。
经过现场试验,证明改进后的地面动力系统各项性能指标满足强制排砂要求。
3.反循环水力喷射泵配套井下工具的研制
反循环水力喷射泵沉没泵的下入方式可有以下三种:
其一,液力起下方式。
这种方式能够方便地实现起下作业及更换喷嘴、喉管,可以在四小时内以可移动式地面装置为动力通过转换流程完成沉没泵的起下检泵,节省了检泵作业费用及时间。
其二,钢丝绳投捞式,这种方式机构复杂,作业成本高,必须用钢丝绳车作业;其三,随管柱下井,这种方式检泵时必须作业,检泵费用高;
4.反循环水力喷射泵改进与研制
反循环水力喷射泵与常规水力喷射泵相比,其喷嘴、喉管部分区别不大。
但由于正反循环动力液流向不同,造成作用在泵上的压力相反。
正循环水力喷射泵动力液由油管内输入,液体压力向下作用在泵上,沉没泵不需要锁定;反循环水
力喷射泵在启动时及工作过程中,沉没泵有向上运动的趋势,沉没泵必须锁定,通过研制与改进,设计了可靠的底部锁定装置。
5.水力喷射泵喷嘴、喉管的研究与试验
胜利油田应用喷射泵采油的经验及胜利油田第一口井的现场试验证明,在高含砂井情况下,高硬度硬质和金喉管一般使用寿命仅为四小时左右,喉管频繁损坏致使整个系统无法正常运转,这是制约水力喷射泵排砂采油技术无法开展的关键技术。
针对这一问题,胜利油田通过研究与试验,成功的研制出了复合材料及具有特殊加工工艺的喉管,其表面硬度可达2900HV A以上。
通过现场试验证明,这种喉管目前满足了水力喷射泵强制排砂的要求,从而解决了该项目的技术关键问题。
将水力喷射泵用于排砂在国内尚属首创。
6.水力喷射泵强制排砂井下系统携砂能力研究
其一,地层砂进井筒后进泵问题。
首先应保证地层必须具有一定的供液能力,靠大产液量将地层砂携带进泵。
对于出砂量较大的稠油井,可采用先注汽,提高地层温度及供液能力,使足够的地层液流入井筒,将油井出砂由井筒中携带进泵。
在管柱结构上,为提高地层出砂进泵的比例,考虑用长尾管穿越油层上界,甚至穿越整个油层,可以有效降低砂埋井底的可能性,但存在砂埋管柱的风险,具体实施中必须根据具体井况制定方案。
其二,砂进泵后的过泵问题。
由于水力喷射泵井下泵无运动部件,不存在阀刺漏、卡泵、砂埋阀问题,适合于大含砂量流体过泵,喉管磨损问题解决后,砂可顺利通过。
水力喷射泵强制排砂采油技术可以为出砂油井及严重出砂油井的开采提供一种全新、合理的采油工艺方法及短期强制排砂人工举升方法,降低出砂油井的开采成本。
随着油田开发程度的不断加深,出砂油井逐年增多,该技术具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]梁书娟.水力喷射泵强制排砂采油工艺技术在辽河油田中的应用[J].数字工2005(03)
[2]高兰.水力喷射泵强制排砂采油技术[J].石油钻采工艺.2004
[3]马德泉.用于出砂井的水力喷射泵结构设计[J].石油机械.2003.(07)
[4]李杰.出砂油井的采油对策[J].石油机械.2003.(07)。