论文部分内容阅读
摘 要：本文介绍了涩北气田高泥质疏松粉细砂岩气藏，通过综合采用“解、稳、固、防、增、保”等配套防砂技术，形成了适合涩北气田的纤维复合防砂工艺。目前，纤维复合防砂已推广应用23口井，防砂后气井日产气量有了明显的提高，单井日产气量平均增加幅度40%以上，防砂有效期最长已达3年以上，满足了粉细砂岩气藏防砂和进一步提高气井单井产量的开发需要。
关键词：涩北气田 纤维复合防砂 研究与应用
一、气田出砂现状
青海柴达木盆地涩北气田，胶结疏松，气层岩性以灰色粉砂岩和泥质粉砂岩为主，包括涩北一号、二号和台南气田，为第四系生物成因气藏，高粘土、高泥质、高矿化度、欠压实，成岩性差，气层极易出砂，防砂技术难度大，为了确保气井正常生产，大部分气井需控制压差生产，从而限制气井产能的发挥。通过统计历年涩北气田部分出砂井出砂时的生产压差，我们发现，防细粉砂问题是一直没有解决的防砂难题，一些常规的防砂工艺技术（如机械、化学、压裂防砂等）均不能达到预期的效果，从国内外防砂技术发展趋势和要求看，未来的防砂技术要求：①防砂与储集层保护相结合；②防砂与储集层改造相结合，即防砂的同时不仅不能降低产能，并且要增加产能；③使用无筛管防砂技术，防砂作业井中不留工具，节省成本，方便将来的修井和重复防砂作业。因此，需开拓思路研究新的具有针对性的防气井细粉砂理论与技术系统。
但是，通过统计，目前，涩北气田平均临界出砂压差在9.9%～13.1%之间，最大为43.22%，最小值为0.91%，大部分气井生产压差控制在地层压力的10%以内生产。统计近两年来气井作业（硬探）和软探砂面的资料，统计的每口井都有砂面存在，有的井筒内气层甚至砂埋，沉砂高度平均达到了85.36米，砂面平均年上升速度为68.34米/年，按目前的砂面上升速度，就意味着1～2年内气井必须冲砂一次，严重影响了涩北气田气井的正常生产，由于可见涩北气田气井出砂严重。
二、纤维复合防砂理论的应用
根据涩北七天细粉砂的特点和防砂发展的趋势与要求，笔者设计了纤维复合防砂总体思路为“解”、“稳”、“固”、“防”、“保”和“增”。具体讲是：①使用有机酸液和压裂技术压开裂缝穿透储集层污染带，来“解”除近井地带的损害。②使用含软纤维的处理液对储集层进行处理“稳”砂。软纤维是种长链带辫状阳离子基团支链的聚合物，将储集层的细粉砂通过电荷吸附聚集为定粒径的较大颗粒，以“稳”定储集层细粉砂颗粒。③纤维复合技术，即利用纤维与树脂涂层将砂“固”结成三维网状复合体，充填在压开的裂缝中阻挡储集层砂进入裂缝，并充填在井筒水泥环周围形成三维网状复合体，来“挡住”细粉砂，因不用筛管防砂，又称无筛管防砂。④使用端部脱砂（TOS）、储集层处理和纤维复合技术综合“防”砂。⑤使用清洁携砂液技术，减少对储集层的损害，保护储集层。⑥使用TOS 技术，在储集层压开短、宽缝，改善防砂后渗流条件，达到“增”产目的。纤维复合综合防砂技术能达到增产与防止地层出砂的双重目的。
对于出细粉砂严重的储集层，如其为软泥砂岩，因胶结性与成岩性差，在压开地层时，裂缝在沿最大主应力方向扩展的同时，纤维树脂砂混合物充填在井眼周围形成环状充填带，将井眼内所有射开的孔眼屏蔽住，形成类似筛管的挡砂屏障，起到与防砂筛管防砂的同样作用，能有效地防细粉砂。由于纤维复合防砂技术不用筛管；收又称该技术为无筛管防砂。可避免会受到一定程度的污染损害，影响油气井的产能，加剧储集层出砂。因此，在研究纤维复合防砂技术中要考虑解除储集层的损害。
纤维复合防砂工艺技术系统中从两方面解决储集层污染损害问题。其一，使用有机酸液处理储集层，溶蚀储集层中的一些酸溶性矿物和外来侵入物，改善储集层的渗透性，以“解”除近井地带的部分污染；其二，使用端部脱砂压裂技术，将储集层压开短而宽的缝，纤维和支撑剂混合物充填其中，形成高导流能力充填缝带。储集层的污染损害在近井带，对于高渗透层而言，污染损害带在3m以内，端部脱砂压开的短缝远大于其污染损害半径，穿透其污染损害带，能够解除储集层原有的损害，改善其渗流条件。
三、防砂试验简况
涩北气田防砂工艺的主要难点表现在以下方面：
1.地层砂粒细，平均粒度Φ（0.04～0.07）mm，机械挡砂类工艺适应性差；
2.防砂井段長（大于30m）、粘土含量高，化学固砂难以保证固砂剂的准确定位和固结后的胶结强度，且有效期受地层温度影响大，对地层有一定的伤害，不利于提高气井单井产能；
3.压裂固砂工艺在涩北气田储层物性条件较好、气井层多和气水层间互的疏松粉细砂岩气藏应用，除了选井难度大外，实施压裂端部脱砂工艺是关键。
四、试验简况与效果评价
统计了涩北气田23口井的纤维复合防砂试验资料，纤维复合压裂防砂平均施工排量2.25m3/min、砂比20.7%、加砂量15.8m3，平均每米充填砂量1.83m3，防砂井施工参数见表2，防砂典型井施工曲线如图2所示。
图2防砂典型井施工曲线
涩北气田复合纤维防砂试验23口井，防砂成功率100%，有效率 91.3%，防砂后新井平均单井产量保持
（下转第页）
（上接第页）
在3.34～5.36×104m3/d稳定生产，老井平均单井增产1.36×104m3/d，平均增幅41.9%，最长有效期已达3年以上。
五、结论与建议
1.涩北气田为第四系生物成因气藏，胶结疏松，欠压实，气层极易出砂，出砂粒径0.04～0.07mm，防砂技术难度大。为了确保气井正常生产，大部分气井需要控制压差生产，但控压生产不利于气井产能的发挥。
2.纤维复合防砂效果统计表明，防砂后气井产能平均增幅41.9%，最高达到了128%，老井平均单井日增产1.36×104m3，新井防砂投产后日产能稳定在5.0×104m3左右不出砂，截止目前单井防砂最长有效期已达3年以上，有效地维护了气井的正常生产。
3.防砂纤维和树脂涂层砂形成的稳定的三维网状结构牢固过滤复合体可起到与筛管同样的挡砂效果，达到防砂目的，可实现无筛管防砂。
关键词：涩北气田 纤维复合防砂 研究与应用
一、气田出砂现状
青海柴达木盆地涩北气田，胶结疏松，气层岩性以灰色粉砂岩和泥质粉砂岩为主，包括涩北一号、二号和台南气田，为第四系生物成因气藏，高粘土、高泥质、高矿化度、欠压实，成岩性差，气层极易出砂，防砂技术难度大，为了确保气井正常生产，大部分气井需控制压差生产，从而限制气井产能的发挥。通过统计历年涩北气田部分出砂井出砂时的生产压差，我们发现，防细粉砂问题是一直没有解决的防砂难题，一些常规的防砂工艺技术（如机械、化学、压裂防砂等）均不能达到预期的效果，从国内外防砂技术发展趋势和要求看，未来的防砂技术要求：①防砂与储集层保护相结合；②防砂与储集层改造相结合，即防砂的同时不仅不能降低产能，并且要增加产能；③使用无筛管防砂技术，防砂作业井中不留工具，节省成本，方便将来的修井和重复防砂作业。因此，需开拓思路研究新的具有针对性的防气井细粉砂理论与技术系统。
但是，通过统计，目前，涩北气田平均临界出砂压差在9.9%～13.1%之间，最大为43.22%，最小值为0.91%，大部分气井生产压差控制在地层压力的10%以内生产。统计近两年来气井作业（硬探）和软探砂面的资料，统计的每口井都有砂面存在，有的井筒内气层甚至砂埋，沉砂高度平均达到了85.36米，砂面平均年上升速度为68.34米/年，按目前的砂面上升速度，就意味着1～2年内气井必须冲砂一次，严重影响了涩北气田气井的正常生产，由于可见涩北气田气井出砂严重。
二、纤维复合防砂理论的应用
根据涩北七天细粉砂的特点和防砂发展的趋势与要求，笔者设计了纤维复合防砂总体思路为“解”、“稳”、“固”、“防”、“保”和“增”。具体讲是：①使用有机酸液和压裂技术压开裂缝穿透储集层污染带，来“解”除近井地带的损害。②使用含软纤维的处理液对储集层进行处理“稳”砂。软纤维是种长链带辫状阳离子基团支链的聚合物，将储集层的细粉砂通过电荷吸附聚集为定粒径的较大颗粒，以“稳”定储集层细粉砂颗粒。③纤维复合技术，即利用纤维与树脂涂层将砂“固”结成三维网状复合体，充填在压开的裂缝中阻挡储集层砂进入裂缝，并充填在井筒水泥环周围形成三维网状复合体，来“挡住”细粉砂，因不用筛管防砂，又称无筛管防砂。④使用端部脱砂（TOS）、储集层处理和纤维复合技术综合“防”砂。⑤使用清洁携砂液技术，减少对储集层的损害，保护储集层。⑥使用TOS 技术，在储集层压开短、宽缝，改善防砂后渗流条件，达到“增”产目的。纤维复合综合防砂技术能达到增产与防止地层出砂的双重目的。
对于出细粉砂严重的储集层，如其为软泥砂岩，因胶结性与成岩性差，在压开地层时，裂缝在沿最大主应力方向扩展的同时，纤维树脂砂混合物充填在井眼周围形成环状充填带，将井眼内所有射开的孔眼屏蔽住，形成类似筛管的挡砂屏障，起到与防砂筛管防砂的同样作用，能有效地防细粉砂。由于纤维复合防砂技术不用筛管；收又称该技术为无筛管防砂。可避免会受到一定程度的污染损害，影响油气井的产能，加剧储集层出砂。因此，在研究纤维复合防砂技术中要考虑解除储集层的损害。
纤维复合防砂工艺技术系统中从两方面解决储集层污染损害问题。其一，使用有机酸液处理储集层，溶蚀储集层中的一些酸溶性矿物和外来侵入物，改善储集层的渗透性，以“解”除近井地带的部分污染；其二，使用端部脱砂压裂技术，将储集层压开短而宽的缝，纤维和支撑剂混合物充填其中，形成高导流能力充填缝带。储集层的污染损害在近井带，对于高渗透层而言，污染损害带在3m以内，端部脱砂压开的短缝远大于其污染损害半径，穿透其污染损害带，能够解除储集层原有的损害，改善其渗流条件。
三、防砂试验简况
涩北气田防砂工艺的主要难点表现在以下方面：
1.地层砂粒细，平均粒度Φ（0.04～0.07）mm，机械挡砂类工艺适应性差；
2.防砂井段長（大于30m）、粘土含量高，化学固砂难以保证固砂剂的准确定位和固结后的胶结强度，且有效期受地层温度影响大，对地层有一定的伤害，不利于提高气井单井产能；
3.压裂固砂工艺在涩北气田储层物性条件较好、气井层多和气水层间互的疏松粉细砂岩气藏应用，除了选井难度大外，实施压裂端部脱砂工艺是关键。
四、试验简况与效果评价
统计了涩北气田23口井的纤维复合防砂试验资料，纤维复合压裂防砂平均施工排量2.25m3/min、砂比20.7%、加砂量15.8m3，平均每米充填砂量1.83m3，防砂井施工参数见表2，防砂典型井施工曲线如图2所示。
图2防砂典型井施工曲线
涩北气田复合纤维防砂试验23口井，防砂成功率100%，有效率 91.3%，防砂后新井平均单井产量保持
（下转第页）
（上接第页）
在3.34～5.36×104m3/d稳定生产，老井平均单井增产1.36×104m3/d，平均增幅41.9%，最长有效期已达3年以上。
五、结论与建议
1.涩北气田为第四系生物成因气藏，胶结疏松，欠压实，气层极易出砂，出砂粒径0.04～0.07mm，防砂技术难度大。为了确保气井正常生产，大部分气井需要控制压差生产，但控压生产不利于气井产能的发挥。
2.纤维复合防砂效果统计表明，防砂后气井产能平均增幅41.9%，最高达到了128%，老井平均单井日增产1.36×104m3，新井防砂投产后日产能稳定在5.0×104m3左右不出砂，截止目前单井防砂最长有效期已达3年以上，有效地维护了气井的正常生产。
3.防砂纤维和树脂涂层砂形成的稳定的三维网状结构牢固过滤复合体可起到与筛管同样的挡砂效果，达到防砂目的，可实现无筛管防砂。