[发明专利]一种用于稠油热采井弱胶结砂岩层的层内可渗透加固防砂方法及装置

说明书

本发明涉及石油钻采技术领域，尤其涉及一种用于稠油热采井弱胶结砂岩层的层内可渗透加固防砂方法及装置。所述方法包括：获取弱胶结砂岩层的地质样本；根据获取的地质样本，确定弱胶结砂岩层的理化参数；根据所述砂粒粒径分布，确定用于弱胶结砂岩层压裂固化的高渗透支撑剂的粒径；根据地层杨氏模量、地层抗拉强度、抗压强度参数设计裂缝几何形态，确定压裂固化施工参数；根据高渗透支撑剂的粒径和压裂固化施工参数，对所述弱胶结砂岩层进行压裂固化施工。本发明将地层压裂技术与可渗透固化技术相结合，在可渗透基浆中加入高渗透支撑剂形成可渗透固化液体系，调节可渗透固化液的流变性能并将其作为地层压裂液压开地层，有效的避免了稠油热采井的出砂问题。

技术领域

本发明涉及石油钻采技术领域，尤其是涉及一种用于稠油热采井弱胶结砂岩层的层内可渗透加固防砂方法及装置。

背景技术

我国是世界上第四大稠油生产国，稠油资源在我国各大油田均有分布。与常规石油资源不同，油油藏多为弱胶结砂岩层且使用蒸汽驱或蒸汽驱的方法开发。因此，稠油油层开采过程中往往伴随着严重的出砂问题，进而导致井筒举升设备磨蚀，砂埋储层等一系列问题，增加了油井检泵周期，降低了油井产量。

首先，稠油储层多为中、高渗弱胶结砂岩层，胶结质和胶结类型以泥质点接触胶结为主，孔隙度一般在24％～34％之间。多孔、点接触的特性导致了弱胶结砂岩层自身强度较低，在地层压力和流体冲刷的共同作用下砂粒易从岩石骨架剥落。其次，国内油田普遍采用高温蒸汽吞吐等热采方式，在热采的过程中，高温高压蒸汽的水化膨胀作用会进一步破坏储层岩石颗粒之间的胶结质，降低储层的岩石强度。流体对储层的冲刷力及拖曳力超过岩石的抗拉强度时，就会将地层砂粒从岩石骨架中剥离下来并运输至井底。再者，稠油本身的粘度较高，流动过程中产生的拖曳力较大，会破坏稠油储层。与常规石油相比，稠油也具有更强的携砂能力，能携带较多的地层砂至油井井底。

目前，油气井防砂主要可以分为机械防砂、化学防砂及复合防砂三种。机械防砂是利用井下防砂管柱或人工充填砾石形成防砂屏障，化学防砂则主要是利用化学胶结剂胶结地层砂形成防砂屏障。复合防砂则是这二者的结合。但是，这些防砂方式都有着伤害地层渗透率、防砂周期短等问题。

为了更好的解决稠油出砂问题，科研人员提出了压裂充填防砂、纤维复合防砂等新型防砂方法。压裂防砂的原理是通过人工压裂在地层中形成短而宽的高导流裂缝，降低流动阻力，从而提高产能。裂缝内通过砾石充填，形成具有多级分选过滤功能的人工井壁。尽管该种方法能有效提高地层渗透率，但由于裂缝内的堆集砂自身胶结弱，充填的砂粒往往会伴随着油层产出液返排导致防砂井壁失效。因此，稠油热采井弱胶结砂岩层的防砂问题仍是油气井领域亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明提供一种用于弱胶结砂岩层的层内可渗透加固防砂方法和装置，旨在解决稠油热采井弱胶结砂岩层的出砂问题，进而提高稠油生产井产能。

一方面，本发明提供一种用于稠油热采井弱胶结砂岩层的层内加固方法，所述方法包括：

(1)获取弱胶结砂岩层的地质样本；

(2)根据获取的地质样本，确定弱胶结砂岩层的理化参数；所述理化参数包括但不限于温度、砂粒粒径分布、岩石矿物成分、杨氏模量、泊松比、地层拉强度、抗压强度、渗透率；

(3)根据所述砂粒粒径分布，确定用于弱胶结砂岩层压裂固化的高渗透支撑剂的粒径；

(4)根据地层杨氏模量、地层拉强度、抗压强度参数设计裂缝几何形态，确定压裂固化施工参数；其中，所述的压裂固化施工参数包括注入时间、注入压力和注入前置液体积和注入固化液浆液体积；

(5)根据高渗透支撑剂的粒径和压裂固化施工参数，对所述弱胶结砂岩层进行压裂固化施工。

可选的，步骤(5)中，所述根据固化材料的粒径和所述的压裂固化施工参数，对所述弱胶结砂岩层实现压裂固化，包括：