利用环空结构的定向井多重防砂方法
阅读说明：本技术 利用环空结构的定向井多重防砂方法 (Multiple sand prevention method for directional well by utilizing annular structure ) 是由 李中 范白涛 于继飞 闫新江 李占东 张海翔 黄辉 幸雪松 张磊 张海龙 文敏 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种利用环空结构的定向井多重防砂方法,包括：对油井水平油层出砂粒径发生改变的区域进行预测、查验油井综合出砂量与粒径分布；基于油井综合出砂量与粒径分布,将油井水平油层出砂粒径发生改变的区域划分为若干出砂井段；调配防砂材料,在油井出砂前端油管与套筒之间的环形空腔中注入防砂材料；在所述防砂材料的上方下入封隔器进行固定、封隔；下入井深探测器查看所述防砂材料与所述封隔器是否达到预计位置、长度与效果；注入所述防砂材料,再下入所述封隔器,依次类推,直至若干所述出砂井段被填充满。该方案实施后油井可以起到有效防砂能力的同时又保证了液相油流的通过。(The invention relates to a multiple sand control method for a directional well by utilizing an annular structure, which comprises the following steps: predicting and checking the comprehensive sand production amount and particle size distribution of the oil well in the area with changed sand production particle size of the horizontal oil layer of the oil well; dividing a region with changed sand production particle size of a horizontal oil layer of the oil well into a plurality of sand production well sections based on the comprehensive sand production amount and particle size distribution of the oil well; preparing a sand control material, and injecting the sand control material into an annular cavity between an oil pipe at the sand production front end of an oil well and a sleeve; setting a packer above the sand control material for fixing and packing; a well-entering depth detector checks whether the sand control material and the packer reach the expected position, length and effect; and injecting the sand control material, then putting the packer, and the like until the sand outlet well sections are filled. After the scheme is implemented, the oil well can play the effective sand prevention capacity and simultaneously ensure the passing of liquid-phase oil flow.)
技术领域
本发明涉及一种利用环空结构的定向井多重防砂方法，属于油井防砂工艺领域。
背景技术
我国稠油开采中疏松砂岩油藏出砂严重，其主要出砂原因是胶结性差，原油粘度高带动泥沙发生运移后对油井井筒产生阻塞，严重影响油井产量。现有的稠油采油技术中，前、中期通过筛管和人工井壁作为防砂途径，而化学防砂过程中，化学药剂会对地层物性产生影响，对地层产生污染。在稠油油井开采到达后期时，油藏出砂粒径发生改变，部分砂砾通过人工井壁进入到油井底部后进入油管造成油井产量下滑。并且，随着开采的进行，出砂区域、出砂类型也会发生变化，针对不同区域的出砂程度和粒径是目前的问题，当前防砂工艺无法有效达到防砂目的。
发明内容
本发明提供一种利用环空结构的定向井多重防砂方法，该方法根据油层开采后期出砂程度不同，将出砂油层划分为不同区域，不同区域使用封隔器进行封隔后，在油管与套管之间的环空区域加设不同级别的防砂材料，形成与筛管、人工井壁一同起到三重防砂的目的，最大限度提升防砂效果，且不会对油层产生较大影响和污染。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种利用环空结构的定向井多重防砂方法，包括：
对油井水平油层出砂粒径发生改变的区域进行预测、查验油井综合出砂量与粒径分布；
基于油井综合出砂量与粒径分布，将油井水平油层出砂粒径发生改变的区域划分为若干出砂井段；
调配防砂材料，在油井出砂前端油管与套筒之间的环形空腔中注入防砂材料；
在所述防砂材料的上方下入封隔器进行固定、封隔；
下入井深探测器查看所述防砂材料与所述封隔器是否达到预计位置、长度与效果；
注入所述防砂材料，再下入所述封隔器，依次类推，直至若干所述出砂井段被填充满。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，对油井水平油层出砂粒径发生改变的区域进行预测、查验油井综合出砂量与粒径分布的具体过程如下：
对油井岩样的出砂粒径、出砂量、出砂区域进行分析，对油井后期油流流出后进行含沙量预测，发现定向井含砂量、砂粒直径、出砂区域发生改变后，对油井水平油层出砂粒径发生改变的区域进行预测、查验油井综合出砂量与粒径分布。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，所述防砂材料由石英砂、陶粒、涂层砂、化学防砂剂以及防砂固化剂组成。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，所述石英砂(或陶粒)、涂层砂、化学防砂剂以及防砂固化剂的质量配比为90：10：20：25。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，所述防砂材料包括第一段防砂材料、第二段防砂材料、第三段防砂材料、第四段防砂材料……第N段防砂材料。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，所述第一段防砂材料、第二段防砂材料、第三段防砂材料、第四段防砂材料……第N段防砂材料中石英砂的粒径尺寸不同。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，所述化学防砂剂包括改性环氧树脂胶、不饱和树脂、呋喃树脂等。
所述的定向井多重防砂方法，优选地，所述防砂固化剂包括水溶性固化剂与油溶性固化剂，二者的比重占比为7:3；所述水溶性固化剂可选丙三醇、苯酚、丙酮等；所述油溶性固化剂可选低分子量聚酰胺类。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明在稠油疏松砂岩类油藏投产开采过程中，根据油层开采后期出砂程度不同，将出砂油层划分为不同区域，不同区域使用封隔器进行封隔后，在油管与套管之间的环空区域加设不同级别的防砂材料，形成与筛管、人工井壁一同起到三重防砂的目的，最大限度提升防砂效果，且不会对油层产生较大影响和污染。
2、本发明中的防砂材料在未下入定向井油井前会保持可流动状态，下入油井指定区域后在油层温度下防砂固化剂发生固化，将填充的石英砂、高温防砂材料等固结在指定区域，而在防砂材料固化后仍可保持一定的液流流通能力，因此，该方案实施后油井可以起到有效防砂能力的同时又保证了液相油流的通过。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的定向井多重防砂的原理示意图；
图中各标记如下：
1-井眼；2-套筒；3-油管；4-环空腔；5-封隔器；601-第一段防砂材料，602-第二段防砂材料，603-第三段防砂材料，604-第四段防砂材料。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
如图1所示，本发明提供一种利用环空结构的定向井多重防砂方法，包括：
对油井岩样的出砂粒径、出砂量、出砂区域进行分析，对油井后期油流流出后进行含沙量预测，发现定向井含砂量、砂粒直径、出砂区域发生改变后，对油井水平油层出砂粒径发生改变的区域进行预测、查验油井综合出砂量与粒径分布；
得到油井综合出砂量与粒径分布的详细数据后，先将出砂井段按出砂量、出砂粒径进行划分不同区域的井段，如：细粒径高出砂区域、细粒径低出砂区域、粗粒径高出砂区域等；
预先对防砂材料中石英砂粒径进行选择，将石英砂粒径调配注入防砂材料；使其达到最佳防砂效果；
利用高压水泥泵车组将配制完毕的防砂材料通过高压管线注入油井出砂前端区域，待注入足量的第一段防砂材料后进行填充压实；
在第一段防砂材料601上方通过井杆下入环形封隔器5(本领域常用的封隔器)到达预设位置进行固定、封隔，确保第一段防砂材料601不与后续其余井段发生窜入或溢出且起到支撑套管与油管的作用；
下入井深探测器查看防砂材料与封隔器5是否达到预计位置、长度与效果；
而后更换防砂材料通过高压泵继续注入第二段防砂材料602，保证填充完全区域后压实下入第二段封隔器进行固定、封隔，然后继续更换防砂材料注入第三段防砂材料603，下入第三段封隔器到既定位置进行固定、封隔环空区域；继续注入第四段防砂材料604后实施封隔……依次类推，填充第N段防砂材料；最后，油井水平油层出砂井段环空区域达到多段防砂效果。
本发明中，一段完整的防砂设计包括最少一个封隔器5和一种防砂材料。以采用四段防砂材料填充为例进行说明。在多段井段之间使用环形封隔器5对不同防砂材料进行定位固定、封隔；其中第四段防砂材料604位于人工井底与第一段封隔器之间；在第一段封隔器与第二段封隔器之间为第三段防砂材料603；第二段防砂材料602位于第二段封隔器与第三段封隔器之间；第一段防砂材料601置于第三段封隔器与第四段封隔器之间；封隔器5下入前先对防砂材料进行充填压实；在第四段环形封隔器与井口之间使用环空水泥进行密封。本发明中的环形封隔器5都是相同的封隔器，为了进行区分，命名为第一段封隔器、第二段封隔器、第三段封隔器、第四段封隔器……第N段封隔器。
本发明中，防砂材料由石英砂、陶粒、涂层砂、化学防砂剂以及防砂固化剂组成。
在本发明一个优选的实施方案中，石英砂(或陶粒)、涂层砂、化学防砂剂以及防砂固化剂的质量配比为90：10：20：25。
在本发明一个优选的实施方案中，第一段防砂材料601、第二段防砂材料602、第三段防砂材料603、第四段防砂材料604……第N段防砂材料中石英砂的粒径尺寸不同。具体为第一段防砂材料601中石英砂的粒径为2000um～1500um；第二段防砂材料602中石英砂的粒径为1500um～1000um；第三段防砂材料603中石英砂的粒径为1000um～700um；第四段防砂材料604中石英砂的粒径为700um～500um。各段防砂材料中防砂粒径选取以小于各段主要出砂粒径中值为主。
在本发明一个优选的实施方案中，所述化学防砂剂包括改性环氧树脂胶、不饱和树脂、呋喃树脂等。
在本发明一个优选的实施方案中，防砂固化剂包括水溶性固化剂与油溶性固化剂，二者的比重占比为7:3；水溶性固化剂可选丙三醇、苯酚、丙酮等；油溶性固化剂可选低分子量聚酰胺类。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。