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1、淺層氣井防砂工藝的研究 摘要：本文通過(guò)對(duì)淺層氣藏的防砂技術(shù)、醇土酸酸化等工藝對(duì)地層進(jìn)行預(yù)處理改善氣藏的流通能力，為該地區(qū)淺層氣藏開(kāi)發(fā)提供了可靠的技術(shù)保障?！ ￡P(guān)鍵詞：淺層氣井防砂 引言 勝利油田淺層氣藏天然氣開(kāi)發(fā)正在逐步深入。前期生產(chǎn)情況表明，淺層氣藏天然氣開(kāi)采具有以下難點(diǎn)：砂層富含粘土礦物，在淡水中極易膨脹、分散、運(yùn)移，堵塞地層孔喉，使地層滲透率降低；壓實(shí)程度低，膠結(jié)疏松，易出砂，影響氣井正常生產(chǎn)；部分停產(chǎn)氣井粘土礦物含量高，堵塞嚴(yán)重，恢復(fù)產(chǎn)能難度大，嚴(yán)重影響了淺層氣藏的有效開(kāi)發(fā)?！ ?氣層出砂機(jī)理及危害 1.1氣層出砂原因 氣井出砂通常是由
2、于井底附近地帶的巖層結(jié)構(gòu)遭受破壞引起的，其中，弱固結(jié)或中等膠結(jié)砂巖氣層的出砂現(xiàn)象較為嚴(yán)重，且膠結(jié)強(qiáng)度越小，出砂越嚴(yán)重。由于淺層氣藏膠結(jié)性差，強(qiáng)度低，一般在較大的生產(chǎn)壓差下，容易造成井底周圍地層發(fā)生破壞而出砂。 1.2氣層出砂機(jī)理（力學(xué)角度出發(fā)） 1.2.1剪切破壞機(jī)理該機(jī)理是炮孔周圍應(yīng)力作用的結(jié)果，與過(guò)低的井底壓力和過(guò)大的生產(chǎn)壓差有關(guān)。5 1.2.2拉伸破壞機(jī)理該機(jī)理是開(kāi)采過(guò)程中流體作用于炮孔周圍地層顆粒上的拖曳力所致，與過(guò)高的開(kāi)采速度或過(guò)大的流體速度有關(guān)。這兩個(gè)機(jī)理相互作用，相互影響?！ ?.2.3其他機(jī)理除上述兩個(gè)機(jī)理外，還有微粒運(yùn)移出砂機(jī)理，
3、包括地層中粘土顆粒的運(yùn)移，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致井底周圍地層的滲透率降低，從而增大流體的拖曳力，并可能誘發(fā)固相顆粒的產(chǎn)出?！ ?.3氣層出砂危害 1.3.1減產(chǎn)或停產(chǎn)作業(yè) 氣井出砂，最容易造成氣層砂埋、油管砂堵、地面管匯積砂。因此，常被迫起油管清砂作業(yè)，但恢復(fù)生產(chǎn)不久，又因出砂嚴(yán)重重新作業(yè)，周而復(fù)始，使氣田產(chǎn)量大減。有的氣田被迫在一定條件下采取控制生產(chǎn)的辦法來(lái)抑制地層出砂，但勢(shì)必要減少產(chǎn)量?！ ?.3.2地面和井下設(shè)備磨蝕由于氣井產(chǎn)出的地層硬度很高，是一種破壞性很強(qiáng)的磨蝕劑，使氣井氣嘴等磨蝕嚴(yán)重，不得不停產(chǎn)進(jìn)行設(shè)備維修或更換，造成產(chǎn)量下降，成本上升?！ ?.3
4、.3套管損壞，氣井報(bào)廢 最嚴(yán)重的情況是隨著地層出砂量的不斷增加，套管外的地層空穴越來(lái)越大，到一定程度，往往會(huì)導(dǎo)致突發(fā)性的地層坍塌；套管受坍塌地層砂巖團(tuán)塊的撞擊和地層應(yīng)力變化的作用，受力失去平衡而產(chǎn)生變形或損壞、甚至挫斷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣井報(bào)廢。 1.3.4環(huán)境污染5 地層砂產(chǎn)出井筒，對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染，尤其是海洋氣田，更為環(huán)境保護(hù)法規(guī)所制約。 2防砂工藝 2.1（地層預(yù)處理）+（一次完井管柱防砂工藝）研究 地層預(yù)處理+一次性完井管柱防砂工藝技術(shù)本質(zhì)是采用了防膨抑砂劑地層預(yù)處理+高精度濾砂管一次完井防砂的復(fù)合工藝技術(shù)。由于某些地層富含粘土礦物，在淡
5、水中極易膨脹、分散、運(yùn)移，堵塞地層孔喉，使地層滲透率降低，所以采用此種方法?！ ∵x用FS-FY防膨抑砂劑作為地層處理的主要入井液。FS-FY防膨抑砂劑具有優(yōu)良的抑制粘土礦物膨脹、穩(wěn)定粘土礦物、防止儲(chǔ)層傷害的功能。FS-FY其原理是抑砂劑中有些組分可以減少粘土表面的負(fù)電性，壓縮粘土表面上的擴(kuò)散雙電層，使其緊密結(jié)合；有些組分對(duì)粘土的砂顆粒有強(qiáng)烈的吸附、包覆、橋聯(lián)作用，使粘土膠結(jié)的砂粒免受氣流及入井液的沖刷，達(dá)到牢固防膨抑砂的目的?！ ?.2高精度濾砂管礫石充填防砂工藝技術(shù) 高精度濾砂管礫石充填防砂工藝是將高精度濾砂管、充填工具及配套器材組成的防砂管柱下入井
6、內(nèi)，使具有一定擋砂能力的濾砂管對(duì)準(zhǔn)氣層，然后通過(guò)充填管柱在井下環(huán)形空間和炮眼內(nèi)充填高滲透的擋砂材料，依靠充填礫石阻擋地層砂，而利用高精度濾砂管阻擋充填礫石，形成雙層擋砂屏障，防止地層出砂而達(dá)到無(wú)砂采氣的目的。高精度濾砂管的擋砂精度及充填礫石的尺寸取決于地層砂均勻系數(shù)、分選系數(shù)和粒度中值等特征參數(shù)?！ ?.2.1PLT礫石充填工具研制 2.2.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 該工具由丟手機(jī)構(gòu)、密封皮碗、轉(zhuǎn)換外套、扶正總成、心軸、轉(zhuǎn)換內(nèi)管、關(guān)門機(jī)構(gòu)等組成。該防砂工具同時(shí)具備兩種丟手方式：一種水力丟手，一種倒扣丟手。該種設(shè)計(jì)方式提高了工具的丟手成功率，使工具的適用范圍更
7、加廣泛。密封皮碗既可作充填，也可留井作為生產(chǎn)封隔器，大大節(jié)約生產(chǎn)作業(yè)成本。 2.2.1.2技術(shù)參數(shù)： PLT礫石充填工具技術(shù)參數(shù) 5.2.1.3PLT工具性能試驗(yàn) PLT工具性能試驗(yàn)數(shù)據(jù) 2.2.2PLT防砂系統(tǒng)管柱結(jié)構(gòu) 2.2.2.1管柱結(jié)構(gòu) 密封插頭（絲堵）+生產(chǎn)篩管+光管+信號(hào)篩管+光管+PLT充填工具+油管 內(nèi)管柱：1.315in沖管或1.9in沖管 2.2.2.2管柱特點(diǎn) 一次下入可實(shí)現(xiàn)循環(huán)充填。適用于套管完好井，該管柱后期處理難度小。但該方法只適用于低壓循環(huán)充填、不能利用于高壓充填?！ ?.2.2.3防砂注意事項(xiàng) 下防砂
8、管柱前必須進(jìn)行通井、刮管、洗井施工。丟手后要復(fù)探魚(yú)頂，確認(rèn)丟手是否成功。 3結(jié)
