埕島油田分層防砂提液技術研究及應用

呂 超，尚 巖，魏 芳，張冰洋，吳 瓊

(中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

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埕島油田分層防砂提液技術研究及應用

呂 超，尚 巖，魏 芳，張冰洋，吳 瓊

(中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

針對埕島油田前期防砂后未能實現多油層均勻填砂，導致產能過低的問題，對前期防砂工藝中使用的分層防砂管柱進行了優化設計與改進，同時研制了適用于海上油田大排量提液的一趟管柱分層擠壓充填防砂技術。分層防砂提液技術已在埕島油田22口井中成功應用，與籠統防砂技術相比，分層防砂后原油增產30%以上，增液幅度可以達到120%左右，現場應用效果顯著。現場應用表明，改進后的分層擠壓充填技術可滿足埕島海上油田防砂提液的要求，建議推廣應用。

分層防砂；提液；擠壓充填；高速水充填；埕島油田

0 引 言

埕島油田油層埋藏淺，縱向層多，非均質性強，層間矛盾突出，地層膠結疏松，出砂較嚴重[1]。截至2012年年底，埕島海上油田累計實施礫石充填防砂技術280口井，有效期可達4.8 a。但近年來，低產液井逐漸增多，截至2013年，共有低產液井70余口。導致埕島油田低產液的主要原因有：入井液質量較差及洗井不夠導致近井污染；泥質粉細砂含量高導致近井堵塞；充填防砂均勻密實度低導致微粒運移堵塞；海上油田大排量提液生產易導致油層出砂，在攜砂流體的沖擊下，防砂管柱破損，導致防砂失敗等[2-5]。因此，為滿足海上油田大排量提液生產的需要，需對原有的防砂工藝進行優化與改進。

1 埕島油田防砂工藝存在問題

埕島油田目前主要有3種防砂工藝：一趟管柱籠統充填防砂工藝、一趟管柱籠統高速水充填防砂工藝以及兩趟管柱分層擠壓充填工藝[6]。

1.1 一趟管柱籠統充填防砂工藝

埕島海上油田平均單井鉆遇油層層數多，籠統防砂后，高滲層和低滲層都無法達到密實充填的目的，難以實現對各油層的改造。后期提液生產導致流體攜砂能力增強，造成出砂，油層滲透率大幅下降，提液幅度受限；由于油井生產壓差增大，如果強行提液開發，局部流速過快，含砂流體易刺穿防砂管柱，造成防砂失效[7]。

1.2 一趟管柱籠統高速水充填工藝

高速水充填防砂工藝主要對炮眼與環空部分進行填充，不能充分填補地層虧空，對地層的解堵、改造程度較弱[8-9]。近年來，埕島油田采用一趟管柱分層高速水充填工藝28井次，排量多在1.0 m3/min以下。以炮眼充填系數大于20 L/m(加砂強度小于0.1 m3/m)為評價標準，砂比和加砂量均較低，43%的油井施工后產液量達不到設計要求。

1.3 兩趟管柱分層擠壓充填工藝

兩趟管柱分層擠壓充填工藝將全井段分為3層施工，各小層可以根據滲透率、孔隙度差異，采取不同排量、填砂量、砂比，確保充填密實。但該工藝施工過程中需逐層上返分層管柱，施工周期大約為5～7 d，作業費用高；且分層防砂管柱中間采用水力錨錨定，管柱砂卡風險大，安全系數低。

2 分層防砂工藝技術優化與改進

根據海上油田大排量提液生產的要求和原防砂工藝存在的問題，對原防砂工藝進行了改進和優化：棄用一趟管柱籠統充填防砂；對一趟管柱籠統高速水充填工藝和兩趟管柱分層擠壓充填工藝進行優化；研制一趟管柱分層擠壓充填防砂工藝。

2.1 一趟管柱籠統高速水充填工藝優化

一趟管柱籠統高速水充填工藝的改進旨在實施分步段塞式大排量高速水充填防砂，提高炮眼及篩套環空礫石堆積密實程度，提高防砂質量。根據前期施工中存在的問題，對高速水充填防砂泵注程序進行優化：①防砂施工前進行小排量正循環測試，判斷地層漏失情況；②加大沖管通徑，沖管通徑由?48 mm增至?60 mm，減少沖管與篩管環空液量以及控制套管返出液量，從而增大擠壓充填壓差；③長井段砂層采用段塞式泵入方式，通過多次擠壓逐漸提高施工排量(最大為3 m3/min)與砂比(最高為70%)，提高油層充填密實度；④攜砂液和頂替液交替泵注，防止或消除“砂橋”，確保環空充填密實；⑤充填結束后小排量頂替，檢驗盲管外砂柱高度，如果篩套環空砂量不足，可以進行二次補砂充填施工。通過以上優化，有效降低形成“砂橋”幾率，提高高速水充填防砂效果。

2.2 兩趟管柱分層擠壓充填工藝優化

兩趟管柱分層擠壓充填工藝的優化主要是對于管柱的改進：①原分層防砂管柱中噴砂器與封隔器相互獨立，二者之間通過短節或油管連接，中間易沉砂造成砂卡，改進后將噴砂器與封隔器直接連接在一起，可防止施工過程中砂子沉積于封隔器，避免砂卡管柱；②加厚噴砂器保護罩，原分層防砂管柱采用5 mm厚的噴砂器保護罩，現場應用發現外保護罩均被刺穿，改進后采用10 mm厚的噴砂器保護罩，提高對套管的保護作用；③擠壓充填管柱取消原管柱中的油管錨，避免前期施工過程中砂卡管柱造成大修。

兩趟管柱分層擠壓充填工藝經過優化后，可滿足最高施工排量3 m3/min、最高壓力30 MPa的施工要求，最高砂比可達到70%，平均砂比可達到30%。

2.3 一趟管柱分層擠壓充填防砂工藝研制

針對兩趟管柱作業費用高，施工周期長的問題，研制了一趟管柱分層擠壓充填防砂管柱，整個管柱由封隔器和充填機構組成(圖1)。封隔器由頂部封隔器、中間封隔器、底部封隔器組成，充填機構由內管柱、外管柱及空心橋塞封隔器組成。外管柱由頂部懸掛封隔工具、層間封隔工具、反洗工具、外充填工具、安全裝置等組成。外管柱的主要功能是封隔各層篩套環空，為地層擠壓及循環充填提供通道，實現快速反洗井等功能，施工后留井。內管柱由懸掛丟手、內充填工具、開關裝置及轉換工具構成。內管柱的主要功能是配合外管柱坐封層間封隔器，實現擠壓、循環及擠壓充填轉換、充填口開關等功能。適用于海上?177.8 mm套管開發。

圖1 一趟管柱分層擠壓充填工具示意圖

防砂施工時，先下入外管柱懸掛濾砂管，再下入內充填管柱，然后打開底部充填口進行底部充填。底部充填完畢，上提管柱關閉底部充填口，打開上部充填口，實現上部充填，從而實現一趟管柱分層充填。

該工具優點：下入一趟分層擠壓充填管柱，通過擠壓充填工序轉換技術可以實現2層以上的分層充填、分層反洗井、分層循環充填，可以對多個油層采取不同的施工參數一步施工完成，施工周期只需1 d。該工具具有不動管柱反洗井、及時實現循環充填、防止支撐劑返吐、提高近井地帶擋砂強度、定位指示準確可靠、密封效果好等特點，確保了施工安全性與可靠性。

該工藝最大施工排量可以達到4 m3/min，施工砂比最高可以達到70%，平均砂比為35%。

3 現場應用

3.1 區塊整體應用效果

目前，埕島油田有23口井實施了改進后的防砂措施，除1口井射開油層為單層，實施一趟管柱籠統高速水充填工藝外，其余22口井均采用了一趟管柱分層擠壓充填防砂工藝。防砂后平均單井日產液為90.9 m3/d，平均單井日產油為27.1 t/d，比籠統防砂技術增產30%以上，增液幅度高達120%左右，防砂提液效果明顯。

3.2 典型井例

以CB25GA-7井為例。該井為CB22G-25G井區下層系油井，目的油層為Ng油層。射開油層3層，滲透率級差大，層間距達20 m以上。先期采用精密微孔復合濾砂管高速水充填防砂工藝，防砂井段為1 390.79～1 486.87 m。該井停產前日產液為74.8 t/d，日產油為13.8 t/d，含水為81.5%，累計生產763.0 d，累計產液4.162 0×104t，累計產油0.976 2×104t。

4 結 論

(1) 對一趟管柱籠統高速水充填工藝通過優化泵注程序，有效降低了形成“砂橋”的幾率，提高了其防砂效果。

(2) 優化了兩趟管柱分層擠壓充填工藝的管柱結構，優化后可滿足最高施工排量3 m3/min、最高壓力30 MPa的施工要求，最高砂比可達到70%，平均砂比可達到30%。

(3) 研發了一趟管柱分層擠壓充填工藝，具有不動管柱反洗井、及時實現循環充填、防止支撐劑返吐、提高近井地帶擋砂強度等優點。

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編輯 孟凡勤

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.05.036

20160308；改回日期：20160711

“十二五”國家科技重大專項“勝利油田特高含水期提高采收率技術”(2011ZX05011-2)

呂超(1989-)，男，工程師，2011年畢業于中國石油大學(華東)石油工程專業，現從事油水井防砂方面的工作。

TE358

A

1006-6535(2016)05-0144-03