油井出砂机理分析及防砂措施研究

油井出砂机理分析及防砂措施研究

张　剑

(黑龙江省大庆市第一采油厂作业大队,黑龙江大庆　163318)

摘　要:油井出砂是油气开采过程中遇到的主要难题之一,在各油田开发与生产中都广泛地存在着出砂问题。出砂原因极其复杂,从钻井开始到采油或注水过程中的每一环节对出砂都有影响。而人为因素造成的油井出砂,应该尽量避免。下面着重分析油井的出砂机理及防砂措施。

关键词:出砂机理;防砂措施;防砂机理

中图分类号:T E358+.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0007—011　油井出砂原因分析1.1　先天因素

先天性原因是指砂岩地层的地质条件,类型的不同和分布规律的差异,地质年代的因素。一般来说,胶结矿物数量多,类型好,分布均匀,地质年代早,砂岩油,气藏的胶结强度就大,反之就小。1.2　开发因素

人为的开发因素造成的油井出砂,不恰当的开采速度以及采油速度的突然变化,落后的开采技术,低质量和频繁的修井作业,设计不良的酸化作业和不科学的生产管理等造成油井出砂,这些都是可以避免的。

2　出砂机理的分析

2.1　地层的弱胶结出砂

这类油气藏出砂发生在油气井生产初期,或关井后的第二个生产周期。对于弱胶结地层,剪切破坏所导致的出砂量要比张应力作用所造成的出砂量大。由于地层胶结性差,较小的采液强度就可以导致油气井出砂。

2.2　中等胶结强度易出水地层

这种中等强度定义在3.45～6.8。这种地层开始不出砂,地层出水后却开始出砂。其主要原因是由于出水后使原来固结砂粒的毛管力消失,另外由于毛管力的消失,地层砂在地层内流动着流体作用下,剪切破碎增强,破碎的砂粒的运移增大了砂粒间的剪切力,从而使油气藏出砂加剧。

2.3　油藏压力下降导致胶结性好的地层出砂

由于油藏压力的降低,同时在主应力非常大的情况下,胶结强度高的地层易出砂,这种地层出砂状况较弱胶结地层差,同时也可能时断时续的发生。比较而言,弱胶结地层的出砂量将达到油井总产量的10%到20%。

2.4　地层具有高水平构造应力胶结性好的地层出砂

通常,两个水平主构造应力在出砂层位没有明显的区别,然而如果地层由于孔隙度的减小使地层强度变得很高,此时地层有较小的运动,将导致该方向上的应力很高,这种较高的应力差能导致井眼破碎,这种作用的结果使油气井出砂。3　油井出砂判断

众所周知,生产过程中地层出砂的判断就是要解决油井是否需要采用防砂完井的问题。其判断方法有以下几种3　现场观测法

3.1.1　岩心观察。疏松岩石用常规取心工具收获率低,很容易将岩心从取心筒中拿出或岩心易从取心筒中脱落;用肉眼观察、手触等方法判断时,疏松岩石或低强度岩石往往一触即碎、或停放数日自行破碎、或在岩心上用指甲能刻痕;对岩心浸水或盐水,岩心易破碎。如有上述现象,则说明生产过程中地层易出砂。

3.1.2　临井状态。同一油气藏中,临井生产过程中出砂,本井出砂的可能性大。3.2　地层出砂的影响因素

3.2.1　井底压降。由于井底压降增大后,孔腔周围岩石受剪加剧且剪切区扩大,从而易造成剪破坏出砂。

3.2.2　塑变区渗透率。塑变区渗透率由于压实及来自远处细砂的堵塞而减小,从而增大该区的流动压力梯度,进而易造成拉破坏出砂。3.2.3　油井见水。油井见水后,或突发出砂,或出砂比以前加重。其原因为:水侵使粘结颗粒的毛管力大大降低;增加了流动的阻力,通常油藏压力下降;见水后,通常油井压力下降;见水后,为保持原油产量,必须降低井底压力。前二者可引起拉破坏出砂,后二者可引起剪破坏出砂。4　小结

开采过程中生产压差过大会导致油井出砂。对于胶结较好、强度较大的地层,开始生产时往往不存在出砂问题。然而,随着生产的进行,由于地层压力枯竭或水侵等各种因素的影响,这些油井在中后期也有可能出砂。注入水能溶解砂粒之间的一部分胶结物,使地层的胶结强度降低,为出砂创造了条件。5　防砂措施

防止油层伤害应包括在钻井、固井、射孔、防砂措施的全过程。只有减少每个环节的伤害才能真正保护油层,达到油井既高产又控制出砂目的。5.1　对钻井的要求

为防止和减轻地层伤害,钻井油层时必须作到:控制钻井液密度,保证近平衡压力钻井,防止钻井滤失过多地漏入地层;加入必要的失水控制剂,减少失水量。钻井液必须有良好的造壁性,防止井壁坍塌恶化油层条件,这对未胶结的流砂层和进行裸眼完井尤为重要;钻井液中应适当加入防膨剂和防乳化剂,以控制粘土膨胀和原油乳化伤害;钻静液应与油层岩石、地层液有良好的化学配伍性、防止产生沉淀和堵塞。

5　对固井工艺的要求

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　2012年第15期 内蒙古石油化工

收稿日期6

作者简介张剑(3),毕业于黑龙江工程学院,现就职于大庆第一采油厂作业大队工艺队,岗位资料审核。

:.1.2:2012-04-2:198-

PVDF T -1氟碳树脂的制漆性能研究

公莉萍1,张高平2

(1.包头职业技术学院;2.内蒙古北方重型汽车股份有限公司,内蒙古包头　014030)

摘　要:介绍了PVDF T -1氟碳涂料组成,从涂料成分、原料要求、标准和制漆性能等环节,通过和国外同类产品对比,阐述了国产P VDF T-1氟碳树脂的制漆性能。

关键词:PVDF ;制漆性能;成分

中图分类号:P 618 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0008—02 PVDF 涂料以其优异的耐候性、耐化学品性、耐污染性、易维护性等,在户外建筑领域有着广泛的应用市场和前景。但P VDF 氟碳树脂的主要供应厂家所采取的认证制度,国内厂家无法获得标准原料,很难对涂料制造方面从事进一步的研究,因此国内PVDF 氟碳技术的发展相对要缓慢和落后。但近几年来,通过研究基本摸清了P VDF 氟碳树脂制漆的一些关键技术,这加速了树脂生产、涂料制造方面的进步,引导和推动了市场的发展。1　涂料的基本成分

PVDF T-1树脂20～25%丙烯酸树脂

8～11%颜料12～16%混合溶剂50～60%各种助剂

微量

注意:涂料中P VDF T -1树脂与丙烯酸树脂重量比为70:30,制漆时无需选用真溶剂,只是分散在丙烯酸树脂和混合溶剂组成的分散液中,通过高速分散或研磨达到要求细度,即可制成P VDF 清漆。2　原料要求及特点

氟原子最大的电负性能使得形成的氟碳键十分牢固,加上其分子独特对称结构,使P VDF 具有超常的稳定性,抗紫外光光解性能及优异的绝缘性能和机械性能,P VDF T -1树脂分子结构和高分子排列及粒径分布与国外同类产品极其相近。2.1　PVDF 树脂的特点

P VDF 树脂具有很高的抗张强度和耐冲击强度,具有优良的耐磨性,刚度和柔韧性;很好的热稳定性;极好的耐紫外线和核辐射;很好的电性能和阻燃性能;很好的耐化学性能而且耐渗透性极佳;极高的纯度、耐霉菌性能。

2.2　丙烯酸树脂的主要作用

通常选用甲基丙烯酸类的热塑性丙烯酸树脂。主要作用是:增加颜料分散性,增加漆膜黏结附 固井质量的好坏对油井生产很重要,固井应作到:固井合格率百分之百,保证套管不漏不串;水泥浆失水量及固控标准同钻井液;对注蒸汽防砂静应采用预应力固井技术。5.3　对射孔工艺的要求

防砂井如果射孔完成,应提出以下要求:高孔密,大直径的的弹孔是必须的,以提供尽可能大的渗流面积。射孔液应该是无固相完井液,基液要过滤,其防膨胀,防乳化及配伍性要求与钻井液相同。建议采用油管传送负压射孔技术。对高倾向角的定向井,应在套管的下半侧-60度到60度的相位角范围内射孔。6　防砂机理

与常规井下砾石充填相同的是:利用筛管与套管环空之间充填的砾石阻挡地层砂的产出;利用筛管自然阻挡地层砂的产出;与常规井下砾石充填相比,有所改进的是;地层砂首先被裂缝中的砾石层阻挡,延缓了对筛一套环空的堵塞,从而增加高产量的生产时间;防砂寿命得到提高;防砂效果得到加强,同时还减少了总的地层损害。7　结论

按岩石力学观点,地层出砂是由于井壁岩石

结构被破坏所引起的。而井壁岩石的应力状态和岩石的抗张强度(主要受岩石的胶结强度,也就是压实程度低、胶结疏松的影响)是地层出砂与否的内因。开采过程中生产压差的大小及地层流体压力的变化是地层出砂与否的外因。地层出砂与很多因素有关,是多种因素作用的结果。只有详细地分析可能导致地层出砂的各种因素,才能更全面地研究地层的出砂机理。随着开发的深入,油层出砂机理、出砂特点也发生变化,防砂应根据油层特点、出砂的具体情况,深化机理研究,采取针对性的工艺措施。防砂是一个系统问题,研究防砂不能只从出砂机理和防止出砂这两方面入手,应该从最有效、最有经济效益的开发油田的角度出发,最大限度的开采出地下的石油才是研究疏松砂岩出砂与防砂的根本。

[参考文献]

[1]　王勤田等.油井出砂临界井底流压计算模型及

其应用[J ].江汉石油学院学报,2002.

[2]　万仁溥.采油技术手册(第七分册)[M].北京:

石油工业出版社,1991.

[3]　李治军,张公社,聂飞鹏.油层出砂预测[J ].江

汉石油学院,2004.

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内蒙古石油化工 2012年第15期　

*收稿日期作者简介公莉萍(6),女,内蒙古包头市人,包头职业技术学院副教授。正式发表论文6篇。主要研究方向实验

化学及化学工程。

:2012-04-22

:199-: