油井防砂工艺在非常规油田的应用研究

油井防砂工艺在非常规油田的应用研究

宋志勇

大港油田石油工程研究院

摘要:油井防砂工艺在非常规油田中的应用研究为保障井筒完整性、提高产能采收率提供了重要的指导和支持。通过合理选择和设计固井技术、砂控工艺和导流套管等手段，可以有效阻止砂粒进入井筒，保护设备安全。此外，优化油藏压力管理和添加化学剂等也有助于控制油藏压力、改善储层条件，提高产能和采收率。在今后的应用研究中，还需进一步深入探索非常规油田中油井防砂工艺的影响因素和优化方法，以实现更高的开采效益和经济收益。

关键词：油井防砂工艺；非常规油田；应用

引言

非常规油田的开采与传统油田相比存在更高的砂粒进入井筒的风险和更复杂的油藏条件。因此，油井防砂工艺在非常规油田中的应用研究显得尤为重要。本文旨在综合分析该工艺在非常规油田中的应用情况，探讨其优化与改进，以提高采收率和保护井筒的完整性。

1.非常规油田概述

非常规油田是指具有多样化、复杂和独特开发特点的油气藏。相对于传统油田，非常规油田的储量分布广、地质条件复杂，采收率低，开采难度大。主要包括页岩油、致密油和油砂等。这些油田资源常常存在于地层中微小的孔隙和裂缝中，导致油气产量受限，且易受砂粒进入井筒和产能损失的问题影响。非常规油田的开发具有极高的技术含量，需要使用适应性强、专业性强的油井防砂工艺来应对其中的挑战。首先，非常规油田往往具有岩石压裂需求，通过在井筒内注入高压液体来把岩石破碎，从而释放出储层中的油气。然而，压裂过程可能导致砂粒从储层中脱落并进入井筒，造成产能下降或设备损害。非常规油田通常需要在更深的地层开展开采，这意味着更高的地下压力。由于压力差异，砂粒可能会通过井壁进入井筒。此外，非常规油田中的岩石储层更加韧性，更容易形成裂缝和裂缝网络，增加了砂粒进入井筒的风险。

2.油井防砂工艺的基本原理

固井技术是一种常用的油井防砂措施。通过在井筒内注入特殊的固井材料，形成稳固的固井环，可以封堵地层中的孔隙和裂缝，防止砂粒向井筒内移动。选用合适的固井材料，进行合理的固井设计和施工操作，对于防止砂粒侵入井筒具有重要作用。砂控工艺是另一个重要的防砂措施。砂控工艺利用不同的技术手段，在井筒中形成可靠的砂控屏障，阻止砂粒的移动和进入。常见的砂控工艺包括机械砂控、化学砂控和物理砂控等。机械砂控通过安装滤网、滤芯或砂屏等装置来过滤砂粒；化学砂控则采用聚合物或胶结剂与砂粒反应形成胶结物，使其固定在地层中；物理砂控则通过高压水射流或超声波等方式清除井底积砂，保持井底通透。导流套管也是一种常见的防砂工艺。导流套管是一种安装在井壁上的管道，其主要作用是引导和控制地层流体的流动，避免砂粒和岩屑进入井内。通过优化导流套管的设计和实施科学有效的油藏压力管理，可以最大限度地减少砂粒侵入井筒。

3.非常规油田中的油井防砂工艺优化策略

3.1地质条件对油井防砂工艺的影响

在非常规油田中，储层往往由页岩、致密砂岩等非常规储层组成。这些非常规储层通常具有低孔隙度、低渗透率和高吸附性。因此，砂粒在储层中的移动能力较低，进入井筒的风险相对较小。这就要求在防砂工艺中注重的是阻止砂粒从压裂液中产生、运输和沉积，并确保砂控屏障的稳定性和耐久性。非常规油田的储层孔隙结构相对复杂，可能具有微小的孔隙和裂缝网络。这种复杂结构导致了砂粒在储层中的流动路径较长，使得砂粒的输运和堵塞风险增加。因此，优化的防砂工艺需要考虑地层中孔隙和裂缝网络的尺度、连通性、分布以及畅通程度，采取针对性措施来防止砂粒的进入和聚集。此外，裂缝分布也是地质条件对油井防砂工艺影响的重要因素之一。非常规油田中常常存在大量的裂缝，这些裂缝可能与水平井段存在交叉或相互连接，增加了砂粒进入井筒的机会。因此，在优化防砂工艺中，需要注重裂缝的控制和封堵，采取适当的砂控工艺和导流套管来防止砂粒通过裂缝进入井筒。岩石性质对油井防砂工艺也有一定的影响。不同类型的岩石具有不同的力学特性和敏感性，对防砂工艺的承载能力和耐久性有不同的要求。一些岩石可能容易剥离，增加了井壁破裂和砂粒进入井筒的风险。

3.2油井固井技术与砂控工艺在非常规油田中的应用

油田中的应用对于确保非常规油田的开采效益至关重要。在非常规油田中，由于储层特点复杂，固井需要考虑不同层位之间的封堵，防止砂粒的运移。采用先进的固井技术，如合理选择固井材料、注入方式以及固井泥浆配比等，可以增强固井环的强度和密实度，减少固井漏失和砂粒侵入的风险。非常规油田中的砂控工艺种类繁多，选择合适的砂控工艺对于防止砂粒进入井筒、减少砂垮风险非常重要。根据地质条件、储层特征和油藏压力等因素，可以选择合适的机械砂控装置、化学砂控剂或物理砂控技术来阻止砂粒的移动和沉积。通过优化砂控工艺，可以提高油井的产能和采收率。此外，在非常规油田中，油井固井技术和砂控工艺也需要与其他工艺相互配合和协调。例如，在水平井段中使用集流管和排砂器等装置进行水力防砂控制，调整压裂液的黏度和密度，以达到最佳的防砂效果。同时，还可以通过合理选择导流套管位置和施工序列，结合压力管理技术，引导地层流体流向导流套管，避免砂粒通过裂缝进入井筒。

3.3导流套管与油藏压力管理在非常规油田中的应用

导流套管在非常规油田中的应用可以有效地控制油藏压力并避免砂粒的进入。导流套管是一种安装在井壁上的管道，其作用类似于一种隔离屏障，能够引导和控制地层流体的流动。通过合理选择导流套管的位置和尺寸，能够将产液和产气的流体引导到井口，并防止砂粒和岩屑进入井筒。导流套管的应用可以降低井底积砂的风险，减少井筒堵塞的可能性，从而保障井筒的完整性和设备的安全性。

非常规油田的压裂产能往往受到油藏压力的限制。合理管理油藏压力可以提高采收率、增加产能，并减少砂粒的进入。在非常规油田中，常见的压力管理技术包括减压排液、回注水和剖面储层压力控制等。通过控制压力降低油藏的渗透性和黏度，减少压裂液对岩石的侵蚀作用，从而达到更好的开采效果。此外，合理的水平段设计以及良好的压裂工艺也是管理油藏压力的重要手段。

3.4化学添加剂在非常规油田中的应用

化学添加剂的应用能够改善油藏条件、增加油藏流动性、控制砂粒堵塞并提高油井产能。在非常规油田中，储层的渗透性往往较低，油藏含水率高，导致原油开采困难。通过添加适当的化学添加剂，如聚合物、表面活性剂和改性剂等，可以改善油藏的宏观和微观流动性，降低油水相间的黏度差，提高油藏的渗透性和流体传导能力，从而增加油井的产量。由于储层非均质性和含砂量高，砂粒进入井筒会导致井底积砂和设备堵塞。通过添加适当的化学添加剂，如砂控剂和凝胶剂等，可以形成稳定的砂控层，阻止砂粒的流动和堆积，保护井筒完整性并减少设备损坏风险。此外，化学添加剂还可通过改变砂粒与井壁的相互作用和油水相间的界面性质，减少砂粒的附着和粘附现象，从而减轻砂垮和堵塞问题。

结束语

非常规油田开采是当今能源行业的重要领域，而油井防砂工艺的应用则是保障开采安全和提高产能采收率的重要手段。该领域的研究不仅有助于优化工艺，提高采收效果，也对保证能源供应、推动能源可持续发展具有重要意义。我们期待未来在油井防砂工艺中持续的创新与进步，以满足能源需求和环境保护的双重挑战。

参考文献

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