适合海上L 气田砾石充填携砂液性能研究

2023-12-25宋吉锋周定照聂明顺林科雄舒福昌

石油化工应用 2023年11期

吴怡，罗刚，宋吉锋，周定照，聂明顺，林科雄，舒福昌

（1.中海油研究总院有限责任公司，北京 100028；2.湖北油田化学产业技术研究院有限公司，湖北荆州 434000；3.中海石油（中国）有限公司海南分公司，海南海口 570311；4.长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434001）

油气井生产过程中，由于地质条件、开采方式以及措施作业等各种综合因素造成井底附近地层岩石结构变化，将导致地层离散砂或脱落砂随产出流体携带产出[1]。目前防砂方法可以大致分为四类：机械防砂、化学防砂、复合防砂及其他防砂方法[2-3]。砾石充填技术是有效的防砂方法之一。砾石充填层就是在井筒附近形成一个渗透层，使地层流体通过时，阻挡地层砂砾的流动，起到防砂的功能。为了确定砾石的准确尺寸，必须根据地层砂砾有关参数而确定地层砂砾的平均直径及其分布状态。

1 海上L 气田的基本特征及防砂要求

1.1 海上L 气田的储层基本特征

海上L 气田的主要储层为Ⅱ下气组和Ⅲ气组，储层温度接近150 ℃，地层压力系数为1.51，储层岩心以细粉砂岩为主，其含量在40%～50%；泥岩含量为3%～17%。

1.2 防砂方式的选择

根据海上L-1-1 井储层Ⅱ下气组和Ⅲ气组地层砂很不均匀，分选性差，主要表现为：

“这次，我看到了草原。那里的天比别处的更可爱，空气是那么清鲜，天空是那么明朗，使我总想高歌一曲，表示我满心的愉快……”

Ⅱ下气组的筛析法粒度中值为69.57～98.22 μm，均质系数为12.19～21.85，分选系数为49.24～92.29；Ⅲ气组的筛析法粒度中值为46.04～61.57 μm，均质系数为14.55～17.23，分选系数为48.04～184.74，具体分析结果见表1、表2。

表1 海上L 气田地层砂粒度分析

表2 海上L 气田地层砂粒度分析汇总

“不要再说啦，她的亏，我这一生吃够了，再不要在我面前提她！”说罢，蒋浩德起身要走，身体摇晃了两下，紫云一把抱住他。他回过神来，眼睛直直地望着紫云，感受到来自女人的体温，差点窒息。

表3 海上L 气田防砂方案

1.3 砾石粒径大小的确定

选择合理的砾石尺寸，对于防砂效果起到决定性的作用。根据Ⅱ下气组和Ⅲ气组层位的地层砂粒度中值，计算出所需砾石的直径见表4。

表4 海上L 气田防砂所需砾石粒径大小

2 实验部分

2.1 实验材料及仪器

按照中国石油天然气行业标准SY/T 5185—2008《砾石充填防砂水基携砂液性能评价方法》砾石沉降速度测定方法评价无固相高密度砾石充填携砂液的砾石沉降速度。其具体方法为：将250 mL 砾石充填携砂液倒入量筒中，置于30 ℃的恒温水浴中，用镊子取砾石（40～60 目）放入液面下2 cm 处松开镊子，使其自然沉降。计算石英砂沉降到量筒底部所需的时间，重复三次实验。

实验仪器：烧杯（1 000 mL）；电子秤；量筒（1 000 mL）；变速搅拌器；恒温水浴锅；散射光浊度仪；JZ-200W 表面张力测试仪；秒表；镊子；量筒（25 mL）；试管（20 mL）；试管架；岩心渗透率测定仪；直尺（大于25 cm）；恒温干燥箱；高温陈化釜。

2.2 砾石充填携砂液的配制

准确量取一定量海水于烧杯中，置于变速搅拌器上，设置转速为800 r/min，在搅拌的同时加入2%HZN-CT 搅拌30 min，然后加入170%HFHY，继续搅拌20 min，最后加入2%HAD 搅拌5 min，即配制出砾石充填携砂液。

2.3 悬砂性能实验

按照中国石油天然气行业标准SY/T 5185—2008《砾石充填防砂水基携砂液性能评价方法》悬砂能力测定方法评价无固相高密度砾石充填携砂液的悬砂能力，其具体方法为：取500 mL 砾石充填携砂液倒入1 000 mL 量筒，用搅拌器在转速为（500±100）r/min 搅拌，加入不同比例的砾石（40～60 目），10 min 后停止搅拌，观察混砂均匀程度和悬砂效果，记录砾石全部沉降至杯底所需时间。