中国海上疏松砂岩适度出砂井防砂方式优选_邓金根

基于正交实验的海上疏松砂岩油藏防砂参数优选方法

孙东征;刘凯铭;孙金;闫伟;曹砚锋;闫新江;汪伟

【期刊名称】《中国海上油气》

【年(卷),期】2017(029)002

【摘 要】针对海上疏松砂岩油藏防砂完井设计中防砂参数多导致的实验工作量大和费用高等问题,以渤海南堡35-2油田某防砂井为例进行了正交实验法防砂参数优选,开展了基于正交实验的防砂参数化设计,结果表明该油田影响产能的防砂参数主次顺序为生产压差、原油黏度、挡砂精度和砾石层厚度,而影响出砂量的主次顺序为挡砂精度、生产压差、砾石层厚度和原油黏度;最优防砂方式为优质筛管+砾石充填,以产能最大为优选标准时的防砂参数最优组合为生产压差3 MPa+挡砂精度150 μm(10/30目)+原油黏度50 mPa·s+砾石层厚度52 mm,以出砂量最小为优选标准时的防砂参数最优组合为生产压差1 MPa+挡砂精度120 μm(20/40目)+原油黏度50 mPa·s+砾石层厚度52 mm.本文提出的基于正交实验的防砂参数优选方法在南堡35-2油田4口热采实验井防砂作业中取得了成功应用,具有较好的推广应用价值.

【总页数】5页(P98-102)

【作 者】孙东征;刘凯铭;孙金;闫伟;曹砚锋;闫新江;汪伟

【作者单位】中国海洋石油有限公司 北京100010;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 北京102249;中国科学院深海科学与工程研究所 海南三亚572000;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 北京102249;中海油研究总院 北京 100028;中海油研究总院 北京 100028;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 北京102249

【正文语种】中 文

【中图分类】TE358+.1

【相关文献】

1.预充填防砂筛管在海上砂岩油藏适应性评价 [J], 文敏;邓福成;刘书杰;曹砚峰

2.疏松砂岩油藏砾石充填防砂参数优化技术研究 [J], 杨巍;温志刚;魏旭

浅论疏松砂岩长效防砂优化技术

摘 要：近年来加强油藏适应性及热采工艺技术配套，形成筛管砾石充填为主导工艺的防砂模式。但近1/4井防砂后产量下降快，防砂周期短，现场解剖发现防砂管堵塞及出砂现象均存在，导致这种情况的原因是砾石设计不合理。合理的砾石设计，应保证有好的防砂效果，必须使砾石层本身有高的渗流能力，以保证油井有高的产量。影响砾石层渗流能力的因素包括砾石尺寸、砾石粒度均匀、圆度、球度以及地层中进入砾石层中的砂粒和粘土。通过研究砾石直径、砾石层厚度、粘土含量对砾石层渗流能力的影响，筛选出具有好的防砂效果和高的渗流能力的防砂砾石显得尤为必要。合理确定挡砂精度或选择防砂方式，对疏松砂岩油藏快速、高效的开发有广泛借鉴作用。

关键词：油田开发；疏松砂岩；挡砂精度；防砂方式；参数匹配

油田位于构造是一比较完整背斜，稠油区位于背斜构造侧翼。由于油层胶结疏松，开采过程中油井出砂严重，防砂是热采井生产需解决的最突出的矛盾之一。疏松砂岩油层出砂程度加剧、治砂难度大，通过开展油水井后期长效防砂技术优化研究及应用。主体工艺优选、油层保护、技术参数匹配和施工过程的实时监测等措施，实现了防砂有效期的延长和出砂井产能的稳定。疏松砂岩油藏分布较广，在开采中占有重要地位，采用筛管完井防砂，往往由于泥质含量高而导致产能下降严重，一般认为，粘土含量小于5%时防砂筛管都不容易堵塞，高于10%时，致密过滤结构的筛管不适合使用。

1 目前所用的充填材料

有复合陶粒砂、固结剂、包覆石英砂等，各类充填材料的渗透率及各出砂油田的地层渗透率见表1：

曲线可以看出，当 Kg/Kf ＜100时PR随着 Kg/Kf 的增大而明显上升，当图1砾石与地层渗透率比值对产能比的影响＞100后 PR 上升趋势变得缓慢，因此一般取Kg/Kf ＞100便可满足防砂后产能保持的需要。

1.2 工艺优选

严重出砂油田的地层渗透率在1μｍ2左右，由以上图、表中数据对比可以看出，石英砂与地层的渗透率比值大于100最有利于防后产量的保持，因此充填材料优选石英砂砾石，同时为了炮眼充填的稳定和防止充填砂的回流，最终优选机械筛管（割缝管） ＋砾石充填工艺为油田防砂的主体技术。

施工管理

118 | 2017年2月渤海某油田经历了一期和二期开发阶段，针对疏松砂岩稠油油田的开采，早期油井防砂处在探索阶段，油井出砂严重，对生产带来不利，据统计，某个时期，28井次的钻修井作业中有24井次是由出砂引起的，高达85%。后来采用优质筛管压裂填充完井方式，油井出砂情况得到根本性防治。但是由于完井质量和井下设备老化等诸多因素的影响，油井出砂也偶有发生。出砂对采用电潜泵举升的油井生产和集输系统影响明显。1 油井出砂危害探析油井出砂可能造成平台设备的损坏，管理不善可能会造成安全事故。主要的危害包括。(1)损坏井下电潜泵。由于电潜泵设计上允许体积含砂量小于0.05%，井液含砂会造成电潜泵机械部件的磨损；如果大量的砂子不能携带出油井，会在油管中形成砂桥，增加电潜泵的负荷，甚至于造成断轴、马达失效等故障。图1是断轴情况。 图1 图2

图3 油管不同倾角的砂粒沉降原油流速图(2)冲蚀井口管线及其附件。流体携带砂粒到达井口管线后，由于流速和流向的改变，加速冲蚀使管线及其部件金属损失，管壁减薄，甚至于造成管线穿孔，酿成事故。图2是砂粒流经锥形节流元件时形成的冲蚀。(3)堵塞计量设备和仪表，使其精度下降。(4)砂颗粒在海管中沉积造成海管通流面积减小，输送能海上石油井口平台油井出砂管理措施探究张学丰(中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司, 天津 300457)摘要：本文分析了海上石油平台开采过程中油井出砂的危害，提出相应的处理措施，以确保平台安全平稳运行，旨在提供一定的参考和借鉴。关键词:海上石油平台；油井出砂；管理措施力下降，海管入口压力升高。(5)砂粒对终端设备性能有不利影响。2 油井出砂管理措施(1)油井监测。操作员通过控制室操作界面，实时检测电潜泵入口压力，出口压力，电机电压、电流、温度，振动，井口压力等，并通过查阅这些参数的趋势，结合偏差报警，及时判别出油井出砂，采取相应的措施。通过大量的数据分析可得知，油井出砂时的参数变化的特点：泵入口压力迅速上升、电机温度升高、电流升高、井口压力下降、振动增大。井口取样化验显示砂粒。多数情况下过载停泵。(2)油井运行管理。油井出砂后，如电潜泵未停泵，则携砂生产，谨慎维持生产压差，防止出沙量增大。鉴于油田现有开采的情况来分析，直径75微米以下的颗粒约占总量的80%，原油粘度平均20cp，油管(井斜小于60°)流速在0.8m/s以上，可有效将大部分砂粒带出井筒。井液不足时环空补液。出砂停泵后，检查电泵是否被损坏，综合考虑终端承载能力，宜立即起泵。(3)井口管线检测。出砂后，立即对井口管线进行壁厚检测，防止管线穿孔事故，一旦管壁厚度减至最小允许值，应立即关停出砂井。(4)出砂后海管管理。发现出砂后，在对出砂单井取样的同时，对海管入口也定期取样化验砂含量，用来估算出砂期间进入海管的总量。对沉淀在海管内的砂粒应采取冲洗和发球清管。首先要对海管冲洗，一般认为海管流体速度不小于1.5m/s，实际冲洗流速为4m/s。海管末端取样化验砂体积含量不超过0.05%为宜。接下来需要试发一具中密度泡沫清管球来验证冲洗效果，如果中密度泡沫球取出后形状基本完好，携带的固体颗粒物不多，可向海管投放双碟片清管球，清除海管内的砂粒。否则需要加大流速深度冲洗海管，以免在投放双碟片清管球时因砂粒重量太大造成海管堵塞而中断生产。3 结语综上所述，油井出砂无论是对井下机组还是对地面集输系统设备危害很大，如果不能及时发现和正确处置，轻则造成经济损失，重则酿成安全事故，但可控范围内的携砂生产是可行的。本文介绍一些生产中油井出砂的现场经验，以供参考。参考文献：[1]梁丹，曾祥林，房茂军.适度出砂技术在海上稠油油田的应用研究[J].西南石

第２７卷第４期　海　洋　石　油　ＯＦＦＳＨＯＲＥ　ＯＩＬ　・２９・　文章编号：１００８—２３３６（２００７）０４—００２９—０４　

海上疏松砂岩压裂防砂工艺的改进　

卢宗平，刘明辉，郑国洪，宋晓强，徐立民，毛继国　（中国石化集团胜利石油管理局井下作业公司，山东东营２５７０７７）　

摘要：针对埕岛油田馆陶组疏松砂岩油井斜度大、地层亏空严重、压裂防砂易造成砂堵等难题，通过海水预处理和阶梯　降测试，判断地层亏空、裂缝发育情况，采用支撑剂段塞、调整施工参数、改进充填工具等措施，避免了砂堵的发生。　关键词：埕岛油田；多裂缝；段塞；逆向充填　中图分类号：ＴＥ３５７．１　文献标识码：Ａ　埕岛油田位于渤海湾南部的极浅海海域…１，　主力含油层系馆陶组油藏构造简单，具有埋藏浅、　压实作用差、物性好的特点，属于常规稠油、高渗　透、高饱和度的构造——岩性层状油藏Ｌ２　Ｊ。由于　地层疏松，需要防砂投产。开发初期，由于地层能　量高、含水低，防砂难度小，主要采用悬挂滤砂管　和砾石循环充填防砂，但随着油田进入开发中后　期，由于储层压力下降，采液量提高，生产压差增　大，加剧了地层出砂，常规的防砂不能满足目前防　砂要求。目前通过采用压裂防砂，提高了海上油　井的防砂成功率，延长了防砂有效期，满足了海上　油田原油上产的需求。但是由于受海上条件限　制，海上开发井以丛式井组的定向斜井为完井模　式　３】３。海上安全环保要求严格、防砂工艺复杂和　平台空间狭４－ｄ　，埕岛油田馆陶组油藏天然能量　不足［　、投产２年后才投入注水开发，导致油藏压　力下降快，有些井地层压力已下降３０％。由于以　上条件的限制，给常规压裂防砂施工带来很大难　度，导致施工与设计符合率低，易出现砂堵，因此　需对常规压裂防砂进行改进。　ｌ压裂防砂工艺改进　

１．１采用海水预处理　在压裂防砂时，由于缝内外存在压差，导致部　分液体由壁面滤失于油层中。压裂液滤失过多会　产生不利影响，首先是减少了缝宽及缝长，缝越窄　压裂液的剪切降解作用越大。在施工过程中，携　砂液的滤失会使缝中的砂比增加，当增加到一定　程度时，缝中会出现砂堵，使压力急剧上升以至被　迫停泵［　。　从达西定律公式可以知道，压裂液滤失是在　壁面的渗流，滤失的大小与缝内外压差成正比。　老井压力系数明显降低，漏失量增大，导致砂堵的　几率增大。为了降低漏失，施工前注入一定量的　海水，使井筒附近形成暂时的高压区，以降低压　差，从而降低漏失量，保证施工成功。　１．２进行多裂缝的判断和控制　由于油井斜度大、油层多，施工中产生多裂缝　的机率增大。多裂缝使压裂液（和支撑剂）必须由　相当多个数量的压裂裂缝所共同拥有，压裂裂缝　将更短和更窄，液体滤失增加，极大地增加了脱砂　的可能性。　通过阶梯降测试可以判断多裂缝的存在。在　阶梯降测试时，监测环空压力变化，可以了解人口　摩阻大小，人口摩阻由射孔孔眼的摩阻和邻近井　筒区域摩阻组成。由于目前射孔均采用高密度、　深穿透射孔，射孔孔眼的摩阻可忽略不计，所以环　空压力变化主要反映了邻近井筒区域摩阻的变　化，也反映了多裂缝的存在和裂缝的扭曲程度。　在现场压裂防砂阶梯降测试时，发现多数井套压　变化大于２　ＭＰａ，有些井超过４　ＭＰａ，可见井筒附　近裂缝扭曲程度相当严重。　对于易产生裂缝的大斜度井、多层压裂井，主　收稿日期：２００７—０７—１９；改回日期：２００７—０８—０３　作者简介：卢宗平（１９６６一）。工程师。１９９１年毕业于中国石油大学石油勘探专业，长期从事压裂、酸化、防砂研究和现场技术监督服务。　Ｅ－ｍａｉｌ：！ｕｚｏｎｇｐｉｎｇ＠ｓｏｈｕ．ｅｏｍ。