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石油知識(shí)之——防砂射孔新技術(shù)

2012-12-12 12:19 來(lái)源: 作者:
  防砂射孔一直是采油過(guò)程中急需解決的問(wèn)題,是各國(guó)石油開采業(yè)面臨的重要課題,也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在防砂工藝中,目前主要采取機(jī)械防砂和化學(xué)防砂的方法,雖取得了很好的效果,但也有各自的缺點(diǎn),它們都是在射孔作業(yè)后采取措施以求防砂。如果在射孔的同時(shí)起到防砂的效果,將是一個(gè)很好的辦法,不但實(shí)現(xiàn)防砂,也可以降低開采費(fèi)用。所以在射孔的同時(shí)實(shí)現(xiàn)防砂的防砂射孔技術(shù)研究就應(yīng)運(yùn)而生,并取得了一定的進(jìn)展。

  通常油層出砂是由于高滲透流速度下,井底附近巖石的侵蝕和井身周圍形成壓降漏斗而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力作用下的巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞所引起的,對(duì)油層巖石結(jié)構(gòu)造成破壞的因素有多種,大體可分為油藏因素和開發(fā)因素。

  油藏因素包括儲(chǔ)層特性(如砂巖膠結(jié)強(qiáng)度低,則油層易于出砂)、流體性質(zhì)(如地下流體粘度越高,滲流過(guò)程中對(duì)地層則易造成破壞,引起出砂)。在油藏的開發(fā)過(guò)程中,人為的開發(fā)因素會(huì)造成油氣井出砂,如不恰當(dāng)?shù)拈_采速度,以及采油速度的突然變化,生產(chǎn)壓差過(guò)大或因注水、注汽等因素造成的油層出砂,即為開發(fā)因素。研究防砂問(wèn)題,應(yīng)首先研究射孔孔眼周圍的液體勢(shì)能分布情況,研究表明深射孔孔眼末端的流速(勢(shì)降)比其側(cè)邊大得多,大口徑射孔孔眼可以降低射孔孔眼四周液體流動(dòng)的阻力,減少拖曳力。因此認(rèn)為:射孔深、孔眼小、速度大,所產(chǎn)生的拖曳力大,易于出砂;大孔徑射孔孔眼,出油面積大,流速低,阻力小,可以降低砂子流動(dòng)。

  除機(jī)械防砂和化學(xué)防砂外,最經(jīng)濟(jì)的防砂技術(shù)是砂拱防砂,其技術(shù)關(guān)鍵是保持砂拱的穩(wěn)定性,必須考慮解決兩個(gè)問(wèn)題,一是降低并穩(wěn)定地層流體產(chǎn)出速度;二是保持或提高井筒周圍地層的徑向應(yīng)力。一般說(shuō)來(lái),套管完井砂拱防砂要求小孔徑和高孔密的炮眼。小孔徑有利于形成砂橋和提高砂橋的穩(wěn)定性。高孔密可以增大過(guò)流面積,降低地層流體的速度,使其控制在一定的臨界值之內(nèi)而不致沖垮砂橋。

  針對(duì)上述情況,現(xiàn)已研制出了在射孔的同時(shí)起到防砂作用的新產(chǎn)品。主要有:

  (1)超高孔密射孔器防砂系列產(chǎn)品,其孔密可達(dá)120孔/m,甚至更高。因其射孔器的穿孔深度和孔徑分別形成系列化,所以適用于所有區(qū)塊的防砂作業(yè)。

  (2)大孔徑射孔器防砂系列產(chǎn)品,該產(chǎn)品有利于后續(xù)防砂工藝的實(shí)施,同時(shí)不影響出油率,尤其對(duì)于礫石充填、高溫人工井壁防砂、高溫固砂劑防砂技術(shù)的技術(shù)實(shí)施更為有利。

  (3)充填式復(fù)合射孔防砂射孔器系列,其原理是在射孔同時(shí),將具有耐高溫的合金鋼絲球充填到射孔孔道中,在此過(guò)程中由鋼絲球由球狀變?yōu)榻z網(wǎng)狀并交織在一起,形成鋼絲網(wǎng)和砂?;祀s在一起的阻擋層,形成砂拱,防止砂子的流出。該系列除了適用于127槍的充填式防砂射孔彈產(chǎn)品外,為滿足市場(chǎng)需要,也開發(fā)研制了適用于102槍的防砂射孔彈。

  根據(jù)不同的地層巖性和原油的物性,合理選擇三種不同的防砂射孔技術(shù),將會(huì)在石油開采中起到良好的防砂效果。

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