一种免充填自适应防砂工艺方法与流程

本发明涉及油气田及天然气水合物开发领域，特别是涉及到一种免充填自适应防砂工艺方法。

背景技术：

疏松砂岩稠油油藏及天然气水合物储层受油藏岩石物性及流体性质的限制，这类油藏在开发过程中通常会出现液量低、含水高及出砂严重等问题。目前，普遍采用滤砂管配合常规循环充填、挤压充填等工艺措施来对油井进行处理，但是受防砂层砾石尺寸单一、施工排量及砂比较小的限制，措施投产之后依然存在防砂有效期短及产液量损失严重等问题，严重制约了该类油藏的高效开发。同时，深水防砂作业面对着严峻的挑战，防砂作业成本在一口井的开采成本中所占权重也在不断增加。

目前疏松砂岩油藏注聚驱油井采用单一粒径砾石进行充填防砂，主要存在以下问题：(1)见聚油井产出液粘度增大、携砂能力增强，提液引效措施进一步加剧了油井出砂，油井防砂有效期变短；(2)由于采取的防砂技术措施缺乏针对性，造成部分油井防砂后液量较低，无法实现提液引效的目的；(3)近井地带聚合物与地层微粒等共同作用，导致地层和挡砂屏障堵塞，造成部分油井产液量大幅下降，影响了注聚开采效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对以上问题，提出一种具有施工简单、防砂效率高、适应性强、成本低廉等优点的免充填自适应防砂工艺技术。该工艺技术对于维持油气井、海上防砂、水合物防砂泥保证正常生产，促进油田的经济、高效开发必将发挥重要的作用。

一种免充填自适应防砂工艺方法，包括以下步骤：

步骤1，根据油藏物性、地质构造、储层砂粒粒径分析确定自适应膨胀防砂管柱三级膨胀控砂网结构尺寸，即：在挡砂层膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值3～4倍；在稳砂层膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值4～5倍；在排砂层，即筛套环空内，膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值5～6倍。

步骤2，采用前置液处理井筒，采用通井规范进行通井作业；

步骤3，先冲砂，然后下入施工管柱，采用有机溶剂洗涤地层内析出的重质有机沉淀，采用表面活性剂降低油水界面张力，加入渗透剂增强储层的渗透作用，后挤入高渗透树脂型固砂剂，并挤顶替液，待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱，待侯凝；

步骤4，下入自适应膨胀防砂管柱。

所述步骤3进一步包括：

1）、选择供液能力、渗透性好的出砂井，冲砂至设计要求位置；

2）、按设计要求下入施工管柱；

3、原油粘度>1500mpa.s、含水<80％或长期注聚的出砂井，防砂前必须对油层进行预处理，包括采用有机溶剂洗涤地层内析出的重质有机沉淀，采用表面活性剂降低油水界面张力，加入渗透剂增强储层的渗透作用；

4）、正替树脂型固砂剂，挤注压力应小于地层破裂压力，若油层有堵塞时必须先解堵；

5）、挤树脂型固砂剂，使低分子量的树脂发生缩合反应，进一步形成了不溶、不熔的体型高分子，将地层砂牢固地固结起来；

6）、挤顶替液，分散树脂的清水占据了地层的大部分孔隙，从而保证地层具有较高的渗透性：

7）、待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱；

8）、侯凝72小时后下入自适应膨胀防砂管柱完井。

上述免充填自适应防砂工艺方法进一步包括：

所述自适应膨胀防砂管柱包含可膨胀的挡砂层网、稳砂层网和排砂层网，由交联聚乙烯醇膨胀纤维构成。

所述有机溶剂为甲苯，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，高渗透树脂型固砂剂为乳化脲醛树脂。

高渗透树脂型固砂剂的制备方法包括：将苯胺改性酚醛树脂、有机硅树脂、十六烷基三甲基溴化铵按比例60%：39%：0.6%混合均匀，倒入池子中，加水搅拌均匀，再加入甲基四氢苯酐固化剂0.4%，并充分混合均匀。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

免充填防砂工艺方法是针对海上油气井防砂工艺中存在注聚后油井出砂加剧、防砂有效期变短、聚合物与地层微粒等共同作用堵塞挡砂层等问题而进行研发的。通过该技术的建立，改变了目前疏松砂岩油藏油井采用单一粒径砾石进行充填防砂的做法，减缓了地层砂与充填砂的混合，提高了挡砂屏障的导流能力。避免了地层流体在炮眼处因“压降漏斗效应”对挡砂屏障的破坏，在保证防砂效果的基础上，最大提高了油井的产液量。同时，海上油田由于平台使用寿命的问题，高效提液同样是目前普遍采用的技术措施，所以该技术也可满足海上油井提液对高强度防砂屏障的要求。

1.无需泵注砾石作业，可以简化后勤作业、减少设备占地面积、节约人力以及降低健康、安全与环境管理体系简称为hse管理体系风险；

2.滤失特性覆盖粒径范围更广，不亚于砾石充填防砂效果；

3.全井眼贴合，可以增强防砂能力并提升完井可靠度；

4.原始地层应力，可以稳定近井地层、防止地层砂运移、提升完井质量的长期可靠性；

5.渗透率高，可以实现井底流压的最大化；

6.简易模块化设计，中心管无需焊接，可以采用现场作业人员及材料进行作业，也可根据用户需求进行定制。免充填系统确保滤失量最小，将水敏性地层暴露风险降到最低。自适应膨胀滤砂技术实现了全井筒贴合，选择性过砂，保证了更好的防砂。从而保证生产井在无砂堵的情况下安全生产。

7、树脂型固砂剂是一种水分散型复合固砂剂；

8、属于分子量分布较宽，平均分子量较低的复合树脂型固砂剂；

9、将这种固砂剂分散于清水中，并挤入出砂目的层，固砂剂分子中的多种强极性基团通过物理化学作用，与地层砂粒结合；

10、在地层条件下，低分子量的树脂发生缩合反应，进一步形成了不溶、不熔的体型高分子，将地层砂牢固地固结起来。

11、用于分散树脂的清水占据了地层的大部分孔隙，从而保证地层具有较高的渗透性。

附图说明

图1为本发明的工艺施工的方框流程图。

图2为膨胀材料内部分级膨胀示意图。

具体实施方式：

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合附图通过实施例作详细说明：

实施例1

一种免充填自适应防砂工艺方法，包括以下步骤：

步骤1，根据油藏物性、地质构造、储层砂粒粒径分析确定自适应膨胀防砂管柱三级膨胀控砂网结构尺寸，即：在挡砂层膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值3～4倍；在稳砂层膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值4～5倍；在排砂层，即筛套环空内，膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值5～6倍。

步骤2，采用前置液处理井筒，采用通井规范进行通井作业；

步骤3，先冲砂，然后下入施工管柱，采用有机溶剂洗涤地层内析出的重质有机沉淀，采用表面活性剂降低油水界面张力，加入渗透剂增强储层的渗透作用，后挤入高渗透树脂型固砂剂，并挤顶替液，待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱，待侯凝；

步骤4，下入自适应膨胀防砂管柱。

实施例2

上述实施例1中的所述步骤3进一步包括：

1）、选择供液能力、渗透性好的出砂井，冲砂至设计要求位置；

2）、按设计要求下入施工管柱；

3、原油粘度>1500mpa.s、含水<80％或长期注聚的出砂井，防砂前必须对油层进行预处理，包括采用有机溶剂洗涤地层内析出的重质有机沉淀，采用表面活性剂降低油水界面张力，加入渗透剂增强储层的渗透作用；

4）、正替树脂型固砂剂，挤注压力应小于地层破裂压力，若油层有堵塞时必须先解堵；

5）、挤树脂型固砂剂，使低分子量的树脂发生缩合反应，进一步形成了不溶、不熔的体型高分子，将地层砂牢固地固结起来；

6）、挤顶替液，分散树脂的清水占据了地层的大部分孔隙，从而保证地层具有较高的渗透性：

7）、待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱；

8）、侯凝72小时后下入自适应膨胀防砂管柱完井。

上述实施例中：所述自适应膨胀防砂管柱包含可膨胀的挡砂层网、稳砂层网和排砂层网，由交联聚乙烯醇膨胀纤维构成。所述有机溶剂为甲苯，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，高渗透树脂型固砂剂为乳化脲醛树脂。高渗透树脂型固砂剂的制备方法包括：将苯胺改性酚醛树脂、有机硅树脂、十六烷基三甲基溴化铵按比例60%：39%：0.6%混合均匀，倒入池子中，加水搅拌均匀，再加入甲基四氢苯酐固化剂0.4%，并充分混合均匀。

实施例3

该防砂工艺方法包括：

步骤1，根据油藏物性、地质构造、储层砂粒粒径分析确定自适应膨胀防砂管柱三级膨胀控砂网结构尺寸，在外层膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值3～4倍，该层为挡砂层；在中层即挡砂过渡层，膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值4～5倍，即稳砂层；在内层即筛套环空内膨胀控砂网网眼尺寸为地层砂粒度中值5～6倍，即排砂层。

步骤2，采用前置液处理井筒，采用通井规范进行通井作业。

步骤3，先冲砂，然后下入施工管柱，对油层预处理，具体采用有机溶剂甲苯洗涤地层内析出的重质有机沉淀，采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低油水界面张力，加入渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚增强储层的渗透作用，后挤入高渗透树脂型固砂剂乳化脲醛树脂，并挤顶替液，待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱，待侯凝。

步骤4，下入自适应膨胀防砂管柱。

上述实施例中，高渗透树脂型乳化脲醛树脂固砂剂的制备方法包括：将苯胺改性酚醛树脂、有机硅树脂、十六烷基三甲基溴化铵（ctab）按比例60%：39%：0.6%混合均匀，倒入池子中，加水搅拌均匀，再加入甲基四氢苯酐固化剂0.4%，并充分混合均匀。自适应膨胀防砂管柱控砂网由交联聚乙烯醇膨胀纤维材料构成。自适应膨胀防砂管柱包含膨胀尺寸不同的三级膨胀控砂网：挡砂层网、稳砂层网和排砂层网。三个层的主要成分都是交联聚乙烯醇膨胀纤维材料，只是对膨胀粒径的大小进行控制，保证挡砂效果。每层占防砂管尺寸的三分之一。其结构见图2。

将自适应膨胀防砂管下放井底，当处于井底温度条件下，其遇到液体膨胀材料被激活便会顺着井眼形状开始扩展延伸，并对周围地层形成有效的支撑。该作用能够有效稳定近井眼地带，减少颗粒运移；其滤失特性达到甚至超过了砾石充填的效果，同时也避免了铺置支撑剂的麻烦。

实施例4实施防砂方法为：

1、选择供液能力、渗透性好的出砂井，冲砂至设计要求位置；

2、按设计要求下入施工管柱；

3、原油粘度>1500mpa.s、含水<80％或长期注聚的出砂井，防砂前必须对油层进行预处理，以免因地层砂表面粘附原油或吸附聚合物而影响固结强度。同时，对于单层出砂井，油层射开厚度最好小于5m；对于多层出砂井，必须采用分层防砂，层位最好为2-3层，油层总厚度最好不超过15m。预处理剂需与树脂配伍性好；

4、正替树脂型固砂剂，挤注压力应小于地层破裂压力，若油层有堵塞时必须先解堵。

5、挤树脂型固砂剂，使低分子量的树脂发生缩合反应，进一步形成了不溶、不熔的体型高分子，将地层砂牢固地固结起来

6、挤顶替液，分散树脂的清水占据了地层的大部分孔隙，从而保证地层具有较高的渗透性。

7、待压力自然扩散后缓慢提出施工管柱；

8、侯凝72小时后下入自适应防砂管完井。