曙3805塊防砂技術研究與應用

殷偉

摘 要：曙3805塊于2013年進行二次開發，先期投產油井10口，沖檢周期僅21天，按常規工藝實施了4口井7井次壓裂防砂，防砂后平均沖檢周期僅為10天，被迫全部關井，其它新井緩鉆，區塊出砂問題制約了油藏正常開發。針對上述問題，曙光采油廠從完井方式、射孔參數、早期排砂、后期防砂和舉升工藝方面開展技術攻關，研究實施了從完井、射孔到生產的全過程綜合防砂技術，有效解決了區塊油井的出砂問題。

關鍵詞：曙3805塊；防砂完井；防砂射孔；排砂；壓裂防砂；控砂生產。

1概況

曙3805塊位于曙三區北部斜坡上傾方向，為一周邊被斷層切割的單斜構造，開發目的層為下第三系沙河街組四段杜家臺油層，油層埋深1000-1350m，含油面積2.21km2，地質儲量253×104t。

1.1油藏基本特征及原油物性

曙3805塊孔隙度27%，滲透率1.071um2，儲層巖性以中-細砂巖為主，膠結方式以孔隙式、接觸式為主，儲層膠結疏松，成巖作用較差。區塊平均油層有效厚度8.1m，平均層數5.2層，平均井段厚度35.3m。區塊泥質含量13.9%，地層砂平均粒度中值0.15mm，分選系數1.67。區塊油井原油密度0.9029g/cm3，原油粘度在2400mPa.s以上，且在10℃-50℃之間粘溫敏感性強。

1.2油藏開發矛盾

曙3805塊砂巖油藏油層由于受地質構造、沉積相帶、油層發育狀況及工藝技術措施等多重因素的制約，區塊出砂現象較嚴重，致使水驅動用程度較低，開發效果不太理想。區塊目前生產油井表現為大面積出砂，大部分油水井有出砂或泥漿的歷史，嚴重制約正常生產，受出砂影響。區塊早期部署的油水井采用N80套管完井，套管剛級低，大量出砂導致套壞；小孔徑、低孔密方式射孔，不利于降低滲流速度；出砂后，實施單一的機械防砂或化學防砂工藝，防砂有效期短；舉升過程中，采液強度不合理，生產壓差高，油井出砂問題一直未得到有效解決。

2 曙3805塊防砂技術

2.1 綜合排砂、防砂、控砂技術

（1）優化完井方式：在新井上應用采用Φ177.8 mm加厚套管，油層段用TP120TH外加厚套管，保護套管的同時，有利于開發和后期工藝技術實施。

先期射孔防砂技術：區塊新井全部采用大孔徑、高孔密、深穿透防砂射孔工藝，增大井筒泄流面積，降低液流速度，減少流體對巖石的拖曳作用，起到防砂效果；井周應力分布更加均勻，有利于地層形成穩定的砂橋，達到防砂和保護套管作用；有利于后期防砂過程中管外大半徑密集充填。

（2）早期排砂工藝：新井投產初期采用水力噴射泵、水力射流泵排砂生產，排出油層近井地帶地層砂，為中后期實施深部防砂工藝和礫石充填防砂工藝創造條件。

（3）中后期防砂工藝：新井開采一段時間，排出一定量的地層砂，根據油井生產情況和井況，對套管完好井實施深部防砂工藝，對套管損壞井實施礫石充填防砂工藝，保證區塊油井正常生產。

（4）全過程管理控砂技術：油井開井后采用攜砂泵、長柱塞沉砂泵等耐砂泵生產，采液強度控制在1.4方/米以內，生產壓差控制在2MPa以內，防止油層激動出砂，最大限度的延長油井檢泵周期。

2.2 采用高鋼級套管、大尺寸井眼、高強度固井技術

（1）高鋼級套管：早期曙3805塊為普通N80套管，目前采用TP120TH外加厚，提高套管抗擠壓強度，降低套損率。

（2）大尺寸井眼：套管尺寸由φ139.7mm變為φ177.8mm，便于后期壓裂防砂、側鉆、大修。

（3）高強度固井：采用G級水泥，水泥返高由油層頂以上100-200m 地面，減少套管伸縮，進一步保證井況完好。

2.3 采用大孔徑、高孔密、深穿透防砂射孔工藝

曙3805塊采用大孔徑、高孔密、深穿透防砂射孔工藝，增大井筒泄流面積，降低液流速度，減輕流體對巖石拉力，更有利于后期防砂過程中管外大半徑密集充填。

2.4 完善了射流泵早期排砂工藝

利用水力噴射泵無井下運行部件、攜砂能力強的特點，實施早期強制排砂，清除近井地帶流砂的同時，為后期壓防填砂創造條件。針對以往強排系統頻繁出現故障，生產時率低，地面配套工藝費用高，排砂效果不好的問題，本著改善效果降低成本的原則，射流泵強排試驗進行了相應的改進。

①改進為同心雙管采油管柱

井下強排采油管柱采用了同心雙管結構，Φ114mm與Φ73mm油管套環空注入動力液， Φ73mm油管返出混合液，套管控氣

管柱功能：可洗井、可排氣、可測試。克服了以往生產管柱油層與油套環空隔離，中途出現意外情況無法洗井，只能作業解封檢泵的問題

②簡化地面工藝流程

采用循環分離增壓的方式： 混合液經過初次砂液氣分離，水套爐加熱，二次分離，進高架緩沖罐沉降，底水抽出進入高壓柱塞泵增加形成高壓動力液回注。高位溢出泵輸進站。

2.5研究了生產井段厚度小、出細粉砂油井的防砂工藝

該技術利用壓裂車組泵入壓裂液壓開地層，按不同的砂比向壓開的地層擠注樹脂砂，在地層溫度和固化劑作用下，樹脂砂膠結、固化，在近井地帶形成擋砂屏障，因其具有很高的滲透率，不影響液流流入井筒。在達到防砂效果的同時，這種方法又極大地改變了地層中液體的流動方式，井底附近的液流從徑向流轉變成線性流，降低了流動阻力，可達到增產效果。與其它防砂方式比較，它的整個填砂層都是高滲透的過濾帶，增加了地層液流的過濾面積，特別是對出細粉砂的油井來說，減少了過濾堵塞，能夠成倍延長防砂有效期。針對油層厚度小，井筒形成砂柱難問題，改進了施工工藝和充填參數，確保防砂劑在近井堆積，實現封口。

2.6 研究了層間物性差異大套損井防砂工藝

曙3805塊投產初期，因油井大量出砂，1口油井套管后出水泥塊，實施管內逆向礫石充填防砂技術。先將高精密濾砂管和充填裝置下至油層部位，丟手懸掛固定在油層頂部上端，然后下入填砂服務管柱，采用正循環底部逆向充填的方式，使用清潔性攜砂液攜帶礫石，通過壓裂車組將礫石攜帶到油層虧空處和濾砂管與套管的環形空間，在礫石的濾砂和濾砂管的擋砂作用下，形成高強度的防砂屏障，阻止地層砂向井筒內運移，從而保證出砂油井的正常生產。

4 現場應用情況

現場累計實施10口井，措施成功率100%，曙3805塊實施從完井到生產的全過程綜合防砂技術后，獲得了良好的防砂效果，出砂狀況得到了明顯的抑制。因該技術的成功應用，曙3805計劃部署新井35口，控制儲量253萬噸，增加可采儲量40萬噸。

5 結論

（1）理論研究表明，通過外加厚套管完井，實施大孔徑、高孔密、深穿透方式射孔、油層深部防砂及控制壓差生產的全過程綜合防砂技術，可有效解決疏松砂巖的出砂問題。

（2）實踐證明，在嚴重出砂區塊實施全過程綜合防砂技術，油井沖檢周期大幅度延長，提高了油井的生產時率。

（3）曙3805塊防砂技術的研究與應用，不但保證了該區塊的正常生產，更為曙三區的二次開發提供了技術思路。

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