复杂条件下的开采技术

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1、复杂条件下的开采技术第一节　防砂与清砂1第二节　油井防蜡与清蜡14第三节　油井堵水19第四节稠油及高凝油开采技术29随着石油工业的发展和石油开采工艺水平的提高，可动用的原油储量不断增加，同时，世界石油消费水平的进一步增长，刺激着石油开采技术的发展。为满足世界对石油的需求，人们进行了砂、蜡、水、稠、凝、低渗等复杂条件下的油藏开发，并在原油开采过程中产生了一系列相应的采油技术。第一节　防砂与清砂油井出砂是砂岩油层开采过程中的常见问题之一。对于疏松砂岩油藏，出砂是提高采油速度的主要障碍。我国疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大，产量占有重要的地位，油井出砂是这类油藏开

2、采的主要矛盾。一、油井出砂的危害及出砂原因(一)油井出砂的危害油井出砂会直接影响油井的正常生产，其危害极大，主要表现为：砂埋油层或井筒砂堵造成油井停产，出砂使地面和井下设备严重磨蚀、砂卡，冲砂检泵、地面清罐等维修工作量剧增，出砂严重时还会引起井壁坍塌而损坏套管。这些危害既提高了原油生产成本，又增加了油田开采难度。因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的开采至关重要。防砂与清砂技术是这类油藏正常生产的重要保证。(二)油井出砂的原因油井出砂是各种因素综合影响的结果，可归结为两个方面，即地质因素和开采因素。其中地质因素是内因，开采因素是外因。1．内因—地

3、质因素1）应力状态砂岩油层在钻井前处于应力乎衡状态。垂向应力的大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度，水平应力的大小除了与油层埋藏深度有关外，还与油层构造形成条件、岩石力学性质及油层孔隙中的压力有关。钻开油层后，井壁附近岩石的原始应力平衡状态遭到破坏，造成井壁附近岩石的应力集中。在其它条件相同的情况下，油层埋藏越深，岩石的垂向应力越大，井壁的水平应力相应增加，所以井壁附近的岩石就越容易变形和破坏，从而引起在采油过程中油层出砂，甚至井壁坍塌．2）油层岩石胶结物的种类、数量及胶结方式油井出砂与砂岩油层的胶结强度有关。而岩石的胶结强度取决于胶结物种类、数量和胶结方

4、式。通常砂岩油层的胶结物主要有粘土、碳酸盐和硅质、铁质三种，以硅质和铁质胶结物的胶结强度最大，碳酸盐胶结物的胶结强度次之，粘土胶结物的胶结强度最差。对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大，反之则小。胶结物在岩石孔隙中的分布状态及其与岩石颗粒的接触关系称为胶结方式。随着岩石的胶结方式不同，岩石的胶结强度也不同，如图8－1所示，岩石的胶结方式主要有三种：第44页(1)基底胶结。胶结物含量较多，岩石颗粒孤立分布于胶结物之中，彼此互不接触或极少接触。这种岩石的胶结强度很高，但由于其孔隙度和渗透率均很低，很难成为好的储油层。(2)接触胶结。胶结物的数量很少，分

5、布于颗粒相互接触处，颗粒呈点状或线状接触，其胶结强度最低；图8－2　老君庙油田926井岩石强度与渗透率关系曲线强度/MPa渗透率/(10-3μm2)颗粒胶结物孔隙图8－1　油层砂岩胶结方式示意图　(a)基底胶结；(b)接触胶结；(c)孔隙胶结(a)(b)(C)(3)孔隙胶结。胶结物的数量介于基底胶结和接触胶结之间，胶结物不仅存在于岩石颗粒接触处，还充填于部分孔隙中，其胶结强度也处于基底胶结和接触胶结之间。容易出砂的油层岩石主要以接触胶结方式为主，其胶结物数量少，而且其中往往含有较多的粘土胶结物。3）渗透率的影响渗透率的高低是油层岩石颗粒组成，孔隙结构和孔隙度

6、等岩石物理属性的综合反应。实验和生产实践证明，当其它条件相同时，砂岩油层的渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。图8－2是老君庙油田926井的岩石强度与渗透率关系曲线。表8－1是根据老君庙油田L层52口出砂油井的统计资料得出的油井出砂与油层渗透串的关系数据。表8－1　油井出砂与油层渗透率的关系表渗透率/(10-3μm2)<100100-500>500出砂井01042占总出砂井的百分数/%019.280.62．外因——开采因素1）固井质量差由于固井质量差，使得套管外水泥环和井壁岩石没有粘在一起，在生产中形成高低压层的串通，使井壁岩石不断受到冲刷，粘土夹层

7、膨胀，岩石胶结遭到破坏，因而导致油井出砂。第44页2）射孔密度太大射孔完井是目前各油田普遍采用的沟通油流通道的方法，如果射孔密度过大，有可能使套管破裂和砂岩油层结构遭到破坏，引起油井出砂。3）油井工作制度不合理在油井生产过程中，流体渗流而产生的对油层岩石的冲刷力和对颗粒的拖曳力是疏松油层出砂的重要原因。在其它条件相同时，生产压差越大，流体渗流速度越高，则井壁附近流体对岩石的冲刷力就越大。另外，油、水井工作制度的突然变化，使得油层岩石受力状况发生变化，也容易引起油层出砂。4）油井含水上升油层含水后部分胶结物被溶解使得岩石胶结强度降低或者油层压力降低，增加了地应

8、力对岩石颗粒的挤压作用，扰乱了颗粒间的胶结，可能引起