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防砂专题调研报告

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专题 调研 报告
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防 砂 专 题 调 研 报 告胜利油田分公司二○○六年九月目 录一、概况 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 1二、各类油藏防砂工艺现状及适应性分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 1(一) 稠油、超稠油疏松砂岩油藏 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 2(二)整装高含水疏松砂岩油藏 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 10(三)注聚区疏松砂岩油藏 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 16(四)常规断块疏松砂岩油藏 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 18(五)复杂结构井防砂工艺 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 19(六)海上油藏 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 21三、存在的主要问题及难题 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 23四、加强管理并进一步规范工艺技术的总体思路 ∙∙∙∙∙ 26五、下步工作的建议 ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 27防砂专题调研- 1 况目前,胜利油田共投入勘探开发 73个油气田(天然气田 2个) ,其中,中高渗疏松砂岩油藏 35个,占油田总数的 覆盖可采储量 08t,占总可采储量的 年产量为 2150×104t,占全年总产量的 主要出砂层系是馆陶、东营、沙一至沙三等胜利油田主力生产层系。胜利油田疏松砂岩油藏储量大、类型多、分布广、防砂工作量大,每年总防砂井次在 3000井次左右。并随防砂工艺技术的改进完善,防砂工作量呈逐年递减趋势。近三年(2004 年 1月起至今) ,共统计防砂井 5115进次,不同防砂工艺技术在整装、稠油及海上油田的应用情况如图 1所示。图 1  不同防砂工艺应用情况及效果统计从统计结果分析,目前,在应用规模上,高压挤压砾石充填防砂工艺是2828井次,其次是复合防砂 698井次和管内循环充填防砂 687井次;从防砂效果来说,压裂防砂和高压挤压砾石充填防砂有效期最长,在 320天左右;其次是滤砂管防砂、循环充填防砂、复合防砂,均在 250~300 天。结果证明,高压挤压砾石充填防砂因其防砂增产、改变近井地带的流通能力、降低流动阴力等工艺特点而已作为油田开发的主导防砂工艺技术;压裂防砂因其施工成本高而在现场推广应用中受到一定的限制。其它防砂工艺技术都有一定范围的应用,防砂有效期也不同程度的提高。通过调研发现,防砂工艺已实现了由单一的生产维护措施到防砂增产措施的转变;由单一的工艺技术到配套集成技术系列的转变;防砂工艺向油藏深入,加强工艺与油藏的结合力度,不断提高工艺对油藏的适应性的转变。通过数据统计分析及调研走访,发现了防砂工艺技术在应用实施、质量管理、监督监控、不 同 防 砂 工 艺 应 用 规 模 及 有 效 期 汇 总050010001500200025003000压 裂 防 砂 挤 压 充 填 防 砂 循 环 充 填 防 砂 复 合 防 砂 滤 砂 管 化 学 防 砂防砂施工井数,口050100150200250300350防砂有效期, 井 数 , 口防 砂 有 效 期 , 了进一步提高胜利油田防砂工艺水平,最大程度提高中高渗透疏松砂岩油藏的采出程度,提高该类油藏油井的防砂免修期,降低油田的防砂作业成本,需建立完善的防砂市场监督管理体系,制定科学的技术规范,为胜利油田剩余油开发,挖潜上产,油气当量重上三千万提供有效的保障措施。二、各类油藏防砂工艺现状及适应性分析(一)稠油、超稠油疏松砂岩油藏1、概况胜利油田稠油资源储量丰富,探明含油面积 油地质储量26481油分布广泛,主要分布在河口采油厂的陈 373块;滨南采油厂的单家寺油田、单 56块和郑 36油开发中心的乐安油田;孤岛油田的中二北、中二中东、孤北一、中一区 21断块等区块及孤东采油厂的九区稠油区块等。稠油油藏类型多样,有特稠油油藏、超稠油油藏、敏感性稠油油藏和潜山稠油油藏四种类型。其中:油地质储量 21607稠油油藏探明含油面积 油地质储量 1152感性稠油油藏探明含油面积 油地质储量3084山稠油油藏探明含油面积 油地质储量 638着胜利油田特超稠油油藏的不断投入开发,稠油热采、热力引效技术的不断应用,对该类油井的防砂工艺提出了更高的要求。通过现场调研分析,发现特超稠油油藏与常规稠油油藏相比防砂工艺的主要难点是:※ 储层胶结类型多为原油重质胶结,内聚力很小,地层胶结强度低;※ 原油粘度高(地面原油粘度 ,携砂能力强,出砂程度更严重;※ 多轮次蒸气吞吐中,高速高温高压蒸气流对砾石充填层的热溶蚀、防砂筛管的冲刷力强;对敏感性油藏的伤害大;※ 多轮次蒸气吞吐中,砾石层与地层砂难以形成稳定的砂拱,细粉砂易进入充填层或通过充填层进入井筒,防砂有效期缩短。针对以上难点,胜利稠油经过二十多年的开采,防砂工艺技术不断研发创新,已逐步形成了以高压挤压砾石充填防砂、涂料砂预充填加绕丝(割缝管)防砂专题调研- 3 裂防砂等为主导工艺,原油降粘、油层炮眼清洗、混气排解堵、胶束酸解堵等地层预处理技术为配套工艺,比较完整的集成工艺技术系列,基本能满足各类稠油油藏的冷采、热力开采的需要。2、主要防砂工艺技术应用情况效果评价特超稠油油藏在开发初期受当时防砂工艺水平的限制,主要采用的防砂工艺是绕丝筛管管内充填砾石防砂工艺技术,该项技术随着此类油藏开发的不断深入,已经无法满足多轮次蒸气吞吐、火烧油层等稠油热采的需要。中后期主要采用复合防砂、高压挤压充填防砂、压裂防砂等防砂工艺技术,随着这些技术不断完善、集成配套,已经在特超稠油油藏开采应用中取得了较好的效果。1)绕丝筛管管内充填防砂工艺胜利油田蒸汽吞吐投入开发较早的稠油油藏(单家寺、草桥和孤东九区) ,开发初期油井的防砂工艺均采用防砂工艺技术。该工艺施工工艺成熟,适应范围广,长井段,多夹层,均能使用,且成功率较高有效期长。但对出砂严重的油藏,地层不断亏空,充填砾石易被推入地层深部或更远处,导致防砂有效期短明显缩短,防砂失效。目前该项技术主要在常规稠油油藏及稠油冷采防砂施工中有定范围的应用。2)高压挤压砾石充填防砂工艺该项技术是目前胜利油田特超稠油油藏开发中后期稠油热采的主导防砂工艺技术。该项防砂工艺技术在现场应用中分为高压预充填与绕丝筛管管内充填复合防砂工艺(以下简称二步法挤压充填防砂)和一次性高压挤压砾石充填防砂工艺。两项工艺均是在套管内外建立高饱合、高密实的多级挡防砂屏障,既一定程度上解除近井地带的堵塞,改善了近井导流能力,又提高了砾石层的挡砂能力的有效防砂增产措施。二者又各有不同的特点及应用范围,二步法挤压充填防砂工艺技术主要应用于射孔井段较长,各小层渗透率差别较大的油气井;第一步管外预充填防砂管柱结构简单,对层间差异大的油层可分段充填,最大程度的保证管外充填的密实程度,完全满足高砂比、大排量的需求,成功率高,再结合管内循环充填防砂工艺,形成了多级挡砂屏障。但缺点是作业施工周期长,进入地层的携砂液无法及时返排,对地层造成一定程度的伤害。一次性高压挤压砾石充填防砂工艺主要用于射孔井段较短,油层跨度在20米以内、各小防砂专题调研- 4 主要工艺物点是一趟管柱完成管外高压挤压充填及管内循环充填防砂,管柱可满足一定砂比及排量的需求,但有时会出现砂桥及砂堵等现象;防砂后可迅速完井,施工周期短,有利于挤入地层的携砂液及时返排最大程度减小防砂过程对地层的污染。对多轮次吞吐地层亏空严重的井,应用高压挤压砾石(石英砂、陶粒、高温涂料砂等)充填防砂工艺,可有效的保护地层结构,提高防砂综合效果; 调研中发现,胜利油田典型的特超稠油区块如滨南采油厂的郑王庄、单家寺油田,石油开发中心的草桥乐安油田,河口采油厂的陈家庄油田都成功的应用了该项技术,并取得了较好的增产效果。在单家寺油田、王庄油田共防砂施工399井次,当年开井369口,有效率95%,平均单井年产油1056吨;其中二步法挤压充填防砂380口,占总防砂井数的95%,当年开井351口,平均单井年产油1075吨;一次性高压充填防砂14口,占总防砂井数的3%,当年开井13口,有效率100%,平均单井年产油671吨。 石油开发中心在草4、104、109、128块大面积推广应用高压挤压充填防砂技术,共防砂247井次,平均防砂有效期318天,目前仍有154口井继续有效。对可对比的123井次进行统计分析,发现防砂前后产能明显提高,稠油开采取得了很好的效果。如图2所示。图 2  高压挤压充填防砂防砂前后的应用效果对比河口采油厂近五年共防砂施工 968井次,其中,高压挤压充填防砂   号日产液量,m3/ 前 日 产 液防 砂 后 日 产 液防砂专题调研- 5 总防砂井次的 平均防砂有效期在 900天以上。并将该项技术成功的应用于不同种类的油藏以及单层老井、斜井、多层井上。如陈 17生产层位 孔井段 层 井 1999年 1月涂料砂防砂后,日产液 8t,油 4t,产能较低。2002 年 4月采用“一次高压挤压充填”防砂施工,防砂后日产液 11t;到 图 3所示。防砂后供液能力得到了改善,可以满足大排量提液的要求。图 3 陈 13裂防砂工艺压裂防砂工艺主要应用在油井产能低且具有挖潜能力、污染严重、特超稠油、细粉砂岩油藏亏空严重的老井防砂中。近三年,累计应用压裂防砂工艺防砂共 83口;主要分布在滨南采油厂及海洋采油厂,其中,滨南采油厂施实 36口井,占总压裂防砂井的 海洋采油厂 12口,各采油厂的压裂防砂工艺使用规模及效果如图 4所示。图 4  压裂防砂工艺应用及效果统计表压 裂 防 砂 汇 总0510152025303540孤 东 孤 岛 滨 南 河 口 开 发 中 心 海 洋采 油 厂防砂施工井数,口 压 裂 防 砂 , 口防砂专题调研- 6 尚林油田应用 31口,王庄油田 4口,单家寺油田 1口。从滨南施工的压裂防砂井情况如下:油层平均厚 最厚 20m,最薄 质含量平均 地层砂砾度中值 砂后平均日产液 产油 5洋采油厂油层平均厚 砂前平均日产液 27.5 砂后平均日产液 44.1 加 含水上升 防砂前日产油 20.8 砂后平均日产油 24.1 产 3.3 裂防砂的工艺的主要特点是:(1)压裂防砂技术具有防砂及改造地层的双重作用,可解除地层深部污染;(2)使用高质量、低比重、高强度陶粒作为支撑剂,大大提高近井地带的导流能力(如图 5所示) ;(3)高性能的清洁携砂液对地层伤害程度低(<15%),具有携砂能力强、悬浮性能好、高粘度、与地层配伍、易返排的特点。 (4)采用地层压裂充填和管内充填一趟管柱完成压裂防砂施工,提高了防砂速度,加快压裂液返排速度。(5)采用了先进的压裂软件进行压裂充填数值模拟和方案优化,充分体现了压裂设计的合理性。该项技术施工规模大,作业成本高,现场推广难度大。近三年,随着防砂工艺的发展,具有改造地层和防砂双重作用的高压砾石充填(石英砂或涂料砂)防砂工艺、压裂防砂工艺等技术已成为了稠油油藏蒸汽吞吐开发的主导防砂工艺。通过向地层高压充填砾石,弥补地层亏空,抑制地层砂运移堵塞,并且在近井地带形成较高导流能力的支撑带,有效降低油流阻力,同时,减少稠油井注汽及回采过程中对充填层及防砂管的冲刷破坏。4、配套工艺技术1) 防 止 油 层 碱 敏 伤 害 技 术根据超稠油储层伤害机理研究,超稠油藏具有中等偏强的碱敏性,而现场测试蒸汽液相 0-13。因此蒸汽注入油层后会对油层造成较大的伤害。为了减少高 要在注蒸汽的同时采取措施来降低湿蒸汽的用降湿蒸汽 为前置液对油层进行预处理,而 以实现连续有效地降低蒸汽的 )抑 制 水 敏 高 温 防 膨 技 术防砂专题调研- 7 稠油藏具有中等偏强的水敏性。由于蒸汽的矿化度低,注汽过程中会发生粘土膨胀,另外注蒸汽时的粘土运移也会对油层造成伤害。为了防止注汽时的粘土膨胀,研究筛选了 使油层蒙脱土变为不膨胀的矿物,并具有耐温高、呈中性的化学特性。3)酸化“三配套”技术针对由于油层物性差,钻井泥浆污染及机杂堵塞和粘土膨胀引起的注汽井吸汽困难问题,打破常规认为砂砾岩油藏不易酸化的旧观念,从油藏地质分析到完井射孔工艺的调查,从酸化配方的筛选到施工工艺的优化,进行了全方位的研究和论证。具体思路是:根据堵塞类型,首先选择相适应的酸液,来溶蚀堵塞物,形成孔喉创面;其次根据地层粘土含量的大小,选择适量的高温防膨剂,进行深部防膨;最后根据地层出砂情况及出砂类型,采取合理防砂措施。目前,酸化“三配套”技术在乐安油田已得到广泛应用。截止目前,该工艺已在乐安油田推广应用 70井次,累计增油 36316吨。4)地层解堵技术针对钻井过程中由于泥浆漏失造成油层污染的情况,防砂前进行地层预处理,实施防膨酸化和负压返排工艺技术,来解除泥浆堵塞,提高近井地带渗透率,提高良好的填砂空间。5)分层射孔、分层充填技术:沙一段纵向上渗透率差异大,在 300之间,层多层薄。如采取一次射孔、充填的工艺,充填砂大量进入高渗透层,而低渗透层则由于进砂量少得不到改造,利用率差。为充分发挥各层潜力,特别是发挥渗透率较低的小层的潜力,对于渗透率级差相差两倍以上的采用分层射孔、分层充填技术,从而实现多层改造的目的。即首先对渗透率较低的层射孔,进行地层预充填,然后对高渗透率层射孔,对全井进行一次性充填防砂,加强了对低渗透层的动用。共施工 14口井,d,日产油 d,平均单井日油 d。5、结论稠油热采井推荐主导防砂工艺技术是高压挤压砾石充填防砂工艺为主导防砂工艺,压裂防砂作为辅助工艺;稠油冷采井主导防砂工艺是循环充填防砂工艺,复合防砂工艺为辅助工艺。配套工艺是油层保护、原油降粘,油层清洗、防砂专题调研- 8 二)整装高含水疏松砂岩油藏1、概况此次调研的整装高含水疏松砂岩油田是孤岛油田、孤东油田。探明含油面积 质地质储量 采出储量 前二个整装油田开井数为 4761口,日产油 17589万吨。孤岛、孤东油田主力生产层是馆陶组油层,馆陶组油层为一套自上而下由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩组成的河流相正韵律沉积,具有埋藏浅,压实程度差、胶结疏松的特点,平均空气渗透率 1568×10效渗透率 901×10效孔隙度 含油饱和度 饱和压力 下原油密度 下原油粘度为 面原油密度 面粘度 450结物中粘土矿物蒙脱石含量高,地层砂粒度中值为 合含水 油藏地质特征决定了防砂是维持油田正常开发的一项长期的基础工作,同时地质的复杂性也决定了油田防砂工艺的多样性和难度大。孤岛、孤东馆陶组油藏目前处于特高含水期“控水稳油”减缓递减阶段,为了弥补含水上升造成的产量递减,提液成为油田稳产的一项重要措施。提高采液强度,油井出砂更为严重,油层胶结物中的泥质成份遇水膨胀、剥离和运移,岩石强度下降,大量地层砂随着油田的开采而产出,造成近井地层亏空,且含水大幅度上升, 防砂难度进一步加大;套管变形井增多,目前约有 2300多口,并每年以近 100口的速度递增。为了适应高含水时期防砂的需要,针对高含水油田地质特征和不同开发时期对防砂工艺的需要,先后开发、引进应用了环氧树脂滤砂管、酚醛树脂涂敷砂、绕丝筛管砾石循环充填、绕丝筛管砾石高压充填等应用于高含水期的防砂工艺技术,形成了以机械防砂为主,化学防砂为辅,适应于不同要求的防砂工艺技术系列。 2、高含水老油田防砂适应性分析1)分年度整体防砂效果统计(1)对 2001年-2005 年分年度的防砂井效果统计结果见表 1:防砂专题调研- 9 防砂工艺年度效果统计表施工井次 对比井次 成功井次 成功率 井次产液 井次产油 平均有效期 采液强度 项目年度 (口) (口) (口) (%) (吨) (吨) (天) (m3/m)2001 1823 1800 1521 73 806 1791 1540 11 558 1505 1335 95 505 1454 1299 13 438 1416 1285 22 175 7967 6979 350 可以看出,十五期间防砂总体工作量得到控制,但防砂规模仍然维持在较高水平,年防砂措施工作量在 1500~1350 井次之间,主要因为油田自然递减加大,综合含水上升,采液强度高,油层保护措施跟不上,地层岩石强度变低,出砂程度进一步加剧,加之受产量的压力,以补孔、改层、扶长停井为主的工作量大幅增加,导致特高含水油田每年防砂工作量居高不下。(2)2001 年-2005 年分工艺的防砂井效果统计结果见下表 2:表 2 防砂工艺分类统计表项目类别施工井次(口)对比井次(口)成功井次(口)成功率(%)井次产液(吨)井次产油(吨)平均有效期(天)采液强度(m3/m)筛管充填 1656 1618 1416 27 865 3775 3409 90.3 48 54 193 165 15 02 636 545 58 52 222 183 46 65 143 114 80 09 28 115 98 06 05 142 113 83 55 254 199 16 下绕 195 132 106 69 0 4 36 29 12 87 142 108 86 018 7540 6635 88.0 350 砂有效期按>90 天计算A、防砂工艺结构构成:从上表可以看出,高含水油田防砂工艺中单一防砂比例占 复合防砂比例占 如图 5所示。单 一 防 砂 87%复 合 防 砂 13%图 5 单一与复合防砂工作量对比在单一防砂中,机械防砂占主导地位,所占比例高达 化学防砂仅占 特别是绕丝、割缝筛管防砂,占整个单一防砂的 81%,化学防砂以涂料砂、化防、固结砂为主,占化学防砂总量的 其中涂料砂占 如图 6所示。筛 管 81% 虑 砂 管 料 砂 10%化 防 结 砂 灰 6 不同防砂工艺工作量对比B、成功率:2001间平均防砂成功率为 随着对出砂机理理论研究的深化,防砂工艺应用水平的提高,及油层保护的日益重视和机采配套防砂专题调研- 11 砂质量呈逐年提高的趋势,2005 年防砂成功率达 十五末期比十五初期提高 中以筛管充填类和带筛管的复合防砂成功率最为突出,高于平均水平,达 上,其它工艺相差不大。C、有效期:2001各项防砂工艺平均有效期为 350天,其中绕丝防砂的有效期长达 400天以上,其它工艺基本在 300天左右,单一防砂略好于复合防砂。2、不同地层条件下工艺效果评价针对不同的地层条件,各采油厂在制定防砂工艺对策时有针对性地开展了防砂工艺优选,尤其是随着注聚采油规模的不断扩大,绕丝筛管类防砂工艺表现为后期供液差,因此引进应用了多种防砂工艺。表 3统计了近几年来在不同地层条件下各防砂方法的效果,从对比效果看,地层砂粒度较大、泥质较高的油井防砂有效期普遍偏低,而地层条件较好的油井防砂有效期远高于前者,单纯从防砂有效期对比考察,高含水老油田应该以绕丝高充及筛管类循环充填防砂为主导防砂工艺,从地层条件考察,对于油层条件好的油井可以筛管砾石循环充填防砂为主导工艺,对于地层粉细砂含量高、泥质含量高的地层采用 绕丝高充为主导工艺,以涂防、复合防砂为辅助工艺。而固液两项化学防砂主要应用于套变井防砂。表 3 不同防砂工艺在不同地层条件下效果对比序号 防砂方法 地层砂粒度中 值,质含量,% 统计井次,井 次 平均防砂有效期,天0.124 10~15 379 2681 筛管循环充填 >~10853 0~20 238 4092 高压充填 >~151987 ~10 37 3153 滤砂管 >~8125 ~20 94 3224 涂料砂 ~16374 4315 固液两项化学防砂 / / 132 2~45 139 3316 复合防砂 >月 15日542 478从表 4地层预处理后防砂有效期对比看,每种防砂工艺的有效期期显著延防砂专题调研- 12 由于各单位由于成本的压力,只有对泥质含量高、敏感性较严重的油井才采取地层预处理工艺,这在一定程度上制约了整体防砂有效期的进一步提高。表 4  地层预处理对防砂工艺效果影响序号 防砂方法 是否采用地 层预处理 统计井次,井次 平均防砂有效期,天否 579 2681 筛管循环充填 是53 550否 137 3153 滤砂管 是15 404否 538 4092 高压充填 是87 627否 124 3224 涂料砂 是74 431否 139 3315 复合防砂 是52 478从表 5对比考察结果可知,充填砾石的充填半径放大后的油井防砂有效期比充填半径小的防砂有效期长,对于孤东、孤岛等高含水疏松砂岩油藏,由于多年的强注、强采,注聚驱油,地层亏空严重。根据疏松砂岩出砂机理研究成果认为,孤东、孤岛等高含水老油田地层砾石充填半径应该在 目前地层砾石充填半径普遍只有 地层需求的充填半径有较大差距,这主要是施工设备及防砂成本不够造成的。表 5 不同充填半径防砂效果对比序号 防砂方法 充填半径,m 统计井次,井次 平均防砂有效期,天0.8 438 5691 高压充填 1.57 7350.8 117 3122 涂料砂 1.34 4710.8 109 3313 复合防砂 1.52 5074、结论疏松砂岩油藏开发到中后期,注水与采油强度加大,聚合物驱油规模不断增大,油层产出液携砂能力进一步增强,油井出砂加剧,地层亏空加大,防砂防砂专题调研- 13 以上的分析对比认为疏松砂岩高含水老油田以绕丝高充及筛管类循环充填防砂为主导防砂工艺,以涂防、复合防砂为辅助工艺。而套变井以固液两项化学防砂主导防砂工艺。由于地层出砂的加剧、亏空半径的增大,今后在实施地层充填时应该扩大砾石的充填半径,同时应该加强地层预处理,特别是泥质含量高、敏感性严重地层应该扩大地层的预处理半径,处理范围可以参照疏松砂岩出砂机理研究成果而确定的地层最大出砂半径。(三)注聚区疏松砂岩油藏1、概况聚合物驱是胜利油田主要的三采手段,目前已在孤岛、孤东、胜利等 6 个采油厂建设注聚项目 23 个,投入储量 吨,累计增油 吨,平均提高采收率 取得了非常好的增油效果。并且,推广应用的规模正在逐渐扩大,至今,胜利油田聚合物驱累计覆盖地质储量可达到 吨左右。目前孤东油田注聚分三个区块,八区、七区 52+3 北部和二区 计总井数 94 口,其中八区 44 口、七区七区 52+339 口,二区 。通过 98 年防砂效果统计表明,全采油厂统计防砂井 327 口,对比井数 383 口,成功井数252 口,防砂成功率达 平均防砂有效期 140 天,平均动液面 ,而注聚区防砂井总井 46 口,对比 38 口,成功井数 29 口,平均防砂有效期 63 天,平均动液面 。可以看出注聚区防砂效果差,成功率偏低,防砂有效期短,流动阻力大的主要原因是:※由于注聚注采比在 间,造成地层能量下降,生产压差不足,供液差,防砂后生产时间短。※注聚的聚合物的活塞效应,同时和地下粘度絮凝,对生产井井筒周围屏闭作用,造成油井生产周期短。※聚合物高分子的网状结构,积附在井筒周围。特别是滤砂管、干灰砂、脲醛亲水物,吸附聚合物后,造成生产周期短。由于注聚区油藏大部分是易出砂的疏松砂岩油藏,油井必须防砂后才能正常生产,所以油井的防砂效果直接影响了注聚驱的开发效果。目前注聚油藏采用的防砂工艺技术主要有高压充填工艺技术、循环充填工艺技术和滤砂管防砂工艺技术。防砂专题调研- 14 聚区油井防砂工艺技术适应性分析见聚油井产出液粘度增大、携砂能力增强,导致出砂加剧,油井防砂有效期变短,采取引效提液措施进一步加剧了油井出砂程度。此外,聚合物、原油、地层砂的粘稠性混合物质易于在近井地带板结,形成堵塞,使储层渗透率降低,影响驱油效果。滤砂管防砂工艺技术和循环充填防砂工艺技术均不能对储层加以改造,在剧烈出砂情况下,防砂效果不能保证,聚合物对滤砂管的堵塞尤其严重,从现场应用来看:这两种防砂工艺技术在注聚区油井防砂上都不太适应。而高压充填防砂工艺技术能够有效提高近井地带渗流能力、解除部分堵塞。在限制采液强度的情况下效果可以基本保证,但随着大量聚合物携带地层砂的冲涮,其有效期比常规井减少一半,如果能够在冲填物质上进行研究和改进,进一步提高充填物的挡砂强度,注聚区防砂难题将能够得到比较好地解决。防砂方法对注聚区防砂适应性开展研究,对孤东油田注聚区井 6 种方法进行分类。表 6  注聚区防砂工艺应用情况及效果统计表产量防砂方法 统计井数对比井数成功井数 成功率 产液 产油 含水 动液面防砂周期滤 29 25 23 31涂敷砂 3 3 3 100 2干灰砂 2 2 0脲醛 1 1 1 100 2涂+滤 5 4 3 1干+滤 1 1 1 100 2脲醛+滤 1 1 1 100 6如表 6所示,从整体统计表看,影响注聚区防砂周期,与液量有密切关系,滤砂管和涂防+滤砂管在八区防砂较好,脲醛,涂料砂和脲醛+滤,防砂成功率高,但防砂有效期短;干灰砂不适合注聚及防砂。3、注聚区油井推荐防砂工艺技术根据现场应用及室内研究,注聚区油井防砂推荐应用高压充填防砂工艺技术,充填材料需要进一步优化研究。另外,应配套注聚防砂井的地层预处理工艺,应在近井一定区域半径内进行聚合物解堵,解堵后进行负压返排,然后再建立高渗透、高密实的砾石层,提高近井地带的渗透性,保障聚合物与其携带的细砂顺利流入井底。(四)常规断块疏松砂岩油藏防砂专题调研- 15 况常规油藏是指中高渗断块疏松砂岩油藏,原油粘度属普通稠油,地层渗透率在 500×10-3 μm 2以上;地层砂粒度中值大于 质含量小于 10%。断块油藏已投入开发 42个油田、348 个开发单元,含油面积 用地质储量 08 t。断块油藏普遍存在断裂系统复杂、构造落实程度低,断层组合难度大,断块含油面积小,构造复杂,井网完善程度不够,纵向含油层系多,油水关系复杂,层间矛盾大,层间非均质严重,层间储量动用不均衡等问题,导致了防砂工艺技术的复杂性。2、主要防砂工艺技术应用情况及效果评价开发初期机械防砂常采用循环充填、滤砂管等防砂工艺,化学防砂可采用酚醛溶液地下合成、酚醛树脂地面合成、脂溶液、脂工艺、复合树脂等工艺技术,目前许多化学防砂工艺已经不再使用或只用于水井或套变套损等特殊井中。目前主要的中后期防砂工艺包括:高压充填工艺,循环充填、涂料砂系列工艺,稳砂剂工艺。(1) 、高压充填防砂工艺高压充填防砂工艺是在绕防基础上的改进,主要应用于井段不长、生产层位稳定、采液强度相对较大的井。优点:施工简单,周期短,防砂有效期长,对地层有很好的适应性。它是机械防砂技术的方向。自 2001 年引进工艺以来,先后实施高压充填防砂井 30 口,有效率 解决了部分老大难的防砂问题,但也暴露充填工具不密封,丢手丢不开的问题,还有失效后打捞困难,必须大修的问题,影响了该工艺的进一步推广。该工艺需进一步完善提高。(2)管内循环充填防砂绕丝筛管-砾石充填防砂是把选定缝隙尺寸的绕丝筛管下入油井,正对油层后,在筛管周围填入一定粒度的砾石,较细的地层砂在充填面上被砾石阻挡,砾石又被阻挡在筛管周围,从而形成以筛管阻挡充填砾石,以砾石阻挡地层砂二级拦截过滤体系,使油井既能维持高产又能控制出砂。(3)涂料砂系列工艺涂料砂系列工艺是目前最主要防砂工艺,其工作量约占年工作量 70%,工艺有效率可达 85%以上,其特点是,渗透率高,不易堵塞,但强度比较小,只适防砂专题调研- 16 提高低温条件下涂料砂的固化强度,研制应用了 料砂外固化剂,在 50℃条件下,比未使用时涂料砂棒的强度提高了 2防有效期明显提高。(3) 、稳砂剂防砂稳砂剂工艺因其防砂原理为阴阳离子互相吸附而非固结,决定了其防砂强度低,因此应用稳砂剂防砂的井必须是:①油藏埋深较大、本身压实程度好的井;②出砂轻微、生产压差小的井;③机械防砂失效井的弥补措施。先后实施 30 口,有效率 该工艺只适用于出砂不多,岩石骨架没有被破坏的中低渗透率的粉细砂岩地层,在临盘的机械防砂失效井上使用也有一定的效果。只能是一种辅助防砂工艺。3、结论常规断块油藏开发初期地层出砂不严重,泥质含量不高的情况下,应优先选择施工工艺简单、后期处理方便的滤砂管、循环充填、低伤害固砂剂固砂等防砂工艺;在含水升高,提高采液强度、出砂加剧后,应选择防砂有效期长、具有高强度、高渗透层的高压挤压砾石充填、复合防砂等具有挖掘油井潜能的防砂工艺措施。(五)复杂结构井防砂工艺1、概况复杂结构井主要指水平井及侧钻井。随着钻完井技术的进步和发展,例如薄层油藏、边低水油藏等特殊油藏利用复杂结构井进行开采;再如一些老井及一些底部套管变形井,关闭下层开采上层,均需要实施复杂结构井来实现。复杂结构井自 90 年代实施以来,至今水平井已达 400 多口,侧钻井近 80 口,大斜度井近 10 口。2004 年到 2006 年,此次共调研水平井 87 口,平均防砂有效期 476 天;大斜度井(含侧钻井)51 口,平均防砂有效期 295 天。如图 7、图8 所示。对于这些复杂结构井,由于其复杂的结构特点,或井眼小;或井斜大;或造斜率高。这些井的防砂大多采用滤砂管防砂,少数井采用化学防砂和循环防砂专题调研- 17 择性完井防砂等工艺技术。图 7  2004 年至今水平井防砂应用情况及效果分析图 8  2004 年至今侧钻井防砂应用情况及效果分析2、主要防砂工艺技术应用情况及效果评价1)水平井防砂(1)水平井金属棉滤砂管防砂工艺该工艺是针对水平井生产特点而采用的一种防砂工艺,水平井生产井段长,单位长度上采液强度不大。地层出砂速度大大降低。因此采用金属棉滤砂管防砂工艺,自充填防砂完全能满足生产要求。该项技术具有滤砂管强度高、弹性好、渗透率高,施工工艺简单,周期短,成本低,对地层伤害小,适应范围广等特点。水 平 井 防 砂 汇 总0510152025303540孤 东 孤 岛 滨 南 河 口 开 发 中 心 海 洋各 采 油 厂防砂施工井数,口0100200300400500600防砂有效期, 井 , 口有 效 期 , 井 防 砂 汇 总051015202530孤 东 孤 岛 滨 南 河 口 开 发 中 心 海 洋各 采 油 厂防砂施工井数,口0100200300400500600700800900防砂有效期, 井 , 口有 效 期 , 8 场应用取得了较好的效果。2004施工水平井 31 口,成功率 100%。平均日产液在60 方左右。金属毡滤砂管防砂工艺在水平井上得到了成功应用。04 平 井 防 砂 效 果 统 5年 06年产量(吨)020040060080010001200有效期(天)液 油 有 效 期图 9 孤岛水平井防砂效果统计图①热采水平井是一口生产 区块调整井,油层井段 1470~1567,射孔厚度 97m,1470长 ,采用采用下相位 180o,4 排布孔,相位角 600,孔
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