防砂工藝現(xiàn)狀及下一步打算

1、防砂工藝現(xiàn)狀及下一步打算一、 防砂現(xiàn)狀1、各種防砂方法應(yīng)用概況：目前，勝利油田共投入勘探開(kāi)發(fā)72個(gè)油氣田(天然氣田2個(gè))，其中，中高滲疏松砂巖油藏35個(gè)，占油田總數(shù)的47.9%；覆蓋可采儲(chǔ)量8.7108t，占總可采儲(chǔ)量的83.5%；年產(chǎn)量為2150104t，占全年總產(chǎn)量的80.7%。主要出砂層系是館陶、東營(yíng)、沙一至沙三等勝利油田主力生產(chǎn)層系。勝利油田疏松砂巖油藏儲(chǔ)量大、類(lèi)型多、分布廣、防砂工作量大，每年總防砂井次在3000井次左右。隨著含水的上升和采液強(qiáng)度的提高，出砂井?dāng)?shù)越來(lái)越多，但因?yàn)榉郎肮に嚰夹g(shù)的改進(jìn)完善，防砂工作量有呈逐年稍有遞減的趨勢(shì)。近三年共統(tǒng)計(jì)防砂井5115井次，不同防砂工藝技術(shù)在

2、整裝、稠油及海上油田的應(yīng)用情況如圖所示。050010001500200025003000壓裂防砂擠壓充填防砂循環(huán)充填防砂復(fù)合防砂濾砂管化學(xué)防砂0501001502002503003502、各種防砂方法的比較：從統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，目前，在應(yīng)用規(guī)模上，高壓擠壓礫石充填防砂工藝是2828井次，其次是復(fù)合防砂698井次和管內(nèi)循環(huán)充填防砂687井次；對(duì)防砂效果來(lái)說(shuō)，由于范圍大，井?dāng)?shù)多，工作量大，大部分采油廠都未做這項(xiàng)工作，許多資料都是臨時(shí)收集，其準(zhǔn)確性及可信度較難把握，很難統(tǒng)計(jì)出準(zhǔn)確的結(jié)果。下面僅從孤東采油廠相對(duì)完整的資料作一分析。孤東油田是一個(gè)典型疏松砂巖油藏，目前處于高含水開(kāi)發(fā)階段。下圖為孤東歷年的防砂

3、狀況圖： 從上圖曲線可以看出，孤東油田93年出現(xiàn)一個(gè)防砂作業(yè)高峰，此時(shí)繞絲管還是管內(nèi)充填，應(yīng)用量很少，相對(duì)于其它防砂方式，在提高產(chǎn)量和延長(zhǎng)防砂有效期上無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，而在施工工藝簡(jiǎn)單性上不如濾砂管，在后處理拔濾牽扯作業(yè)成本上不如化學(xué)類(lèi)防砂。當(dāng)時(shí)大量應(yīng)用的是濾砂管、干水泥砂、涂料砂和地下合成，到9599年，年防砂施工井?dāng)?shù)基本穩(wěn)定在1200口左右，在2001年以后，隨著高壓充填的逐步成熟，應(yīng)用比重逐漸增大成為主導(dǎo)工藝，如2004年共防砂施工820井次，高壓充填697井，占到85，地下合成、濾砂管、化學(xué)防砂復(fù)合防砂等總共只有15，這也是優(yōu)勝汰劣的選擇。從一般規(guī)律看，隨著注水量的增加和采液強(qiáng)度的增大，因出

4、砂而作業(yè)次數(shù)會(huì)越來(lái)越頻繁，但從曲線上看隨著繞絲管高壓充填的大量應(yīng)用，總出砂作業(yè)井?dāng)?shù)呈下降趨勢(shì)，年作業(yè)量穩(wěn)定在800口左右，這是高壓充填被大量推廣的根據(jù)。下面利用現(xiàn)有資料對(duì)繞絲管高壓充填防砂平均有效期的計(jì)算。2006年1月對(duì)05年全年的繞絲管高壓充填井的平均有效期分析目前缺少對(duì)每一口防砂井的連續(xù)記錄以及各種方式防砂有效周期的統(tǒng)計(jì)，只有利用現(xiàn)有資料作一下分析。對(duì)2005年全年按月份所有的經(jīng)過(guò)高壓充填并直至2006.1月份仍能正常生產(chǎn)的井?dāng)?shù)作一百分比統(tǒng)計(jì)處理，防砂后隨時(shí)間的延長(zhǎng)失效井比例越來(lái)越大，其斜率約在0.087即4度58分左右，照此推算將50的井失效作為其平均有效期，應(yīng)該是18月左右。對(duì)200

5、4年所有防砂的820口井分作機(jī)械、化學(xué)和復(fù)合防砂三大類(lèi)，其中機(jī)械類(lèi)防砂705口，占86，化學(xué)類(lèi)防砂16口，占2，復(fù)合類(lèi)防砂99口，占12，90天有效率機(jī)械類(lèi)為92.9%，化學(xué)類(lèi)63.6%,復(fù)合類(lèi)為83。年底總有效率機(jī)械類(lèi)為86.1%,化學(xué)類(lèi)為56，復(fù)合類(lèi)為83。從比例上看機(jī)械類(lèi)最高，復(fù)合類(lèi)次之，化學(xué)類(lèi)最低。但幾種防砂方式之間單純地對(duì)比有失客觀，化學(xué)防砂主要用于早期、短井段井、套變井的防砂，且涂料砂等的成本較高，大量出砂嚴(yán)重且難治理井都用繞絲篩管高壓充填處理。結(jié)果表明，高壓擠壓礫石充填防砂因具有防砂增產(chǎn)、改變近井地帶的流通能力、降低流動(dòng)阻力，防砂強(qiáng)度高等工藝特點(diǎn)而已作為油田開(kāi)發(fā)的主導(dǎo)防砂工藝技術(shù)

6、；壓裂防砂因其施工成本高而在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用中受到一定的限制。其它防砂工藝技術(shù)都有一定范圍的應(yīng)用。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，勝利防砂工藝技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了由單一的生產(chǎn)維護(hù)措施到防砂增產(chǎn)措施的轉(zhuǎn)變；由單項(xiàng)工藝技術(shù)到配套集成技術(shù)系列的轉(zhuǎn)變；工藝向油藏深入，不斷提高工藝與油藏適應(yīng)性的轉(zhuǎn)變。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及調(diào)研走訪，發(fā)現(xiàn)了防砂工藝技術(shù)在應(yīng)用實(shí)施、質(zhì)量管理、監(jiān)督監(jiān)控、人員素質(zhì)等方面存在著各種各樣的問(wèn)題。為了進(jìn)一步提高勝利油田防砂工藝水平，最大程度提高中高滲透疏松砂巖油藏的采出程度，提高該類(lèi)油藏油井的防砂免修期，降低油田的防砂作業(yè)成本，需建立完善的防砂市場(chǎng)監(jiān)督管理體系，制定科學(xué)的技術(shù)規(guī)范，為勝利油田剩余油開(kāi)發(fā)，挖潛上產(chǎn)，油氣

7、當(dāng)量重上三千萬(wàn)提供有效的保障措施。二、疏松砂巖油藏開(kāi)發(fā)中面臨的難題1、高含水油田這類(lèi)油田主要分布在孤東、孤島等整裝油田，主要特點(diǎn)是油井采油強(qiáng)度高、生產(chǎn)壓差增大，出砂加??；注水開(kāi)發(fā)使地層膠結(jié)物不斷溶失，導(dǎo)致地層骨架破壞，出砂加劇，含水上升，影響油井生產(chǎn)；套變套損井逐年增多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年套損套變井按照正常生產(chǎn)井的20%速度遞增。2、海上油田海上埕島油田同時(shí)射開(kāi)層數(shù)多、井段長(zhǎng)、層間物性差異大，多年的高速?gòu)?qiáng)采使層間矛盾更加突出，單一的濾砂管防砂工藝和籠統(tǒng)的高壓充填已不能滿(mǎn)足海上提速提液的開(kāi)發(fā)需求。3、難動(dòng)用區(qū)塊稠油粉細(xì)砂巖油藏防砂難度大稠油疏松砂巖區(qū)塊，攜砂力強(qiáng)，防砂注汽后，一方面放噴速度過(guò)快，

8、易沖蝕擋砂屏障。另一方面粉細(xì)砂運(yùn)移，導(dǎo)致油井產(chǎn)能迅速降低。4、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井主導(dǎo)防砂工藝是濾砂管防砂，最近已開(kāi)展了水平井礫石充填試驗(yàn)。三、07年工作(一)、加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究通過(guò)對(duì)高含水油井測(cè)井資料、巖芯資料，測(cè)試資料等資料的處理分析，研究不同高含水油田臨界流速、極限生產(chǎn)壓差、累積出砂量的出砂規(guī)律，為高含水油田防砂工藝優(yōu)化提供可靠的動(dòng)態(tài)資料。同時(shí)，加快高壓充填近井形態(tài)描述，砂粒在不同粘度，不同流速的沉降規(guī)律研究，為施工參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，力爭(zhēng)在年內(nèi)使防砂基礎(chǔ)理論研究獲得實(shí)質(zhì)性突破。 (二)、加強(qiáng)防砂新技術(shù)的引進(jìn) 通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外新技術(shù)的追蹤調(diào)研，結(jié)合油田勘探開(kāi)發(fā)中不斷暴露的矛盾，樹(shù)立引進(jìn)與自主

9、創(chuàng)新的科研思路，加快裸眼井防砂、膨脹篩管、射孔防砂測(cè)試一體化等新技術(shù)的引進(jìn)，不斷解決油田在不同勘探開(kāi)發(fā)期所暴露的新的矛盾。（三）、大力推廣4項(xiàng)防砂工藝技術(shù)1、高壓一次性擠壓礫石充填防砂工藝技術(shù)高壓一次性擠壓礫石充填防砂工藝技術(shù)適用于疏松砂巖高含水油藏出砂嚴(yán)重、防砂井段較短的油井，是針對(duì)油田開(kāi)發(fā)后期研究的一項(xiàng)新技術(shù)，目前該項(xiàng)技術(shù)已大量進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用，要在科學(xué)的工藝設(shè)計(jì)和施工安全度上不斷完善。高壓充填防砂工藝管柱一次可完成打橋塞、充填、下生產(chǎn)封隔器三種工序，整個(gè)管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、與以往防砂工藝技術(shù)相比每口井可節(jié)約2趟管柱，大大減少了作業(yè)時(shí)間，防砂成功率高，有效期長(zhǎng)。07年將加大對(duì)孤東、勝采

10、、濱南等進(jìn)入高含水油田油井的推廣應(yīng)用，大大延長(zhǎng)了防砂有效期，進(jìn)一步提高高含水疏松砂巖油田的最終采收率。2、分層擠壓礫石充填防砂工藝技術(shù)一次性分層擠壓礫石充填防砂工藝技術(shù)適用于出砂嚴(yán)重、防砂井段長(zhǎng)、夾層大的油井，該工藝一趟管柱可以完成3層以上的油層擠壓充填施工，擠壓時(shí)封閉其它層而只對(duì)施工層高壓施工，很好地解決了疏松砂巖油藏層間非均質(zhì)性的防砂難題，又降低了作業(yè)成本，縮短了施工周期，減少了油層傷害。目前該項(xiàng)技術(shù)已較成熟。其第一口試驗(yàn)井尚9-13井為03年6月份施工，距今已三年半的時(shí)間，防砂仍然有效且保持了較高的產(chǎn)量，其后完成的施工井至今沒(méi)有一口防砂失效，說(shuō)明了該工藝的突出優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)防砂工藝技術(shù)的研究

11、成功填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)防砂工藝技術(shù)的空白，為海上及陸地長(zhǎng)井段、多油層、非均質(zhì)嚴(yán)重的油井防砂提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。該技術(shù)是我采油院獨(dú)有的技術(shù)，外面人很難模仿，07年將對(duì)工藝管柱進(jìn)行進(jìn)一步完善配套，加大對(duì)海上等油田多層井的推廣應(yīng)用力度。3、壓裂防砂工藝技術(shù)壓裂防砂是防砂觀念和防砂工藝的重要突破，它通過(guò)壓裂改造技術(shù)，使油層產(chǎn)生短、寬裂縫，并向油層擠入高強(qiáng)度的礫石作為支撐劑，增大了油井的充填半徑，解除了近井地帶泥質(zhì)、泥漿以及原油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)帶來(lái)的污染，改善了近井地帶流體的滲流方式，提高了地層導(dǎo)流能力，該項(xiàng)技術(shù)適用于地層較深、中高滲、出砂嚴(yán)重及存在一定污染油藏的油井防砂。我院在石油開(kāi)發(fā)中心難動(dòng)用稠油儲(chǔ)量的開(kāi)發(fā)上

12、得到了較大量的推廣應(yīng)用，相對(duì)于高壓充填在提高油井產(chǎn)量上有明顯的效果。一步法壓裂防砂在施工成本和施工效果上相對(duì)兩步法有其相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，根據(jù)調(diào)研，目前除美國(guó)必捷公司外，是我院的獨(dú)有技術(shù)，下步在不斷改進(jìn)和配套壓裂防砂施工設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善壓裂防砂工藝軟件和壓裂防砂一體化工藝管柱。優(yōu)化施工參數(shù)，提高油井防砂后的產(chǎn)能。4、水平井管內(nèi)繞絲篩管礫石充填防砂工藝技術(shù)“九五”期間利用研制開(kāi)發(fā)的水平井濾砂管防砂工藝技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)施工73井次，防砂成功率100%，取得了良好的防砂穩(wěn)產(chǎn)效果，為疏松砂巖水平井采油工藝技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是，隨著水平井的不斷開(kāi)發(fā)利用，老區(qū)含水升高，油層出砂加劇，大泵采液造成液流流速增

13、加，單一的濾砂管防砂局限性逐漸暴露出來(lái)，對(duì)一些高泥質(zhì)、粉細(xì)砂和一些稠油油藏，生產(chǎn)中極易堵塞濾砂管，含水上升快，無(wú)法滿(mǎn)足地質(zhì)配產(chǎn)要求。利用高滲礫石地層充填以后，在炮眼附近可顯著改善近井地帶流通能力，提高油井產(chǎn)量和延長(zhǎng)防砂有效期。為了進(jìn)一步擴(kuò)大水平井防砂技術(shù)應(yīng)用范圍，提高水平井防砂綜合效果，目前已完成了一次性水平井礫石充填工藝管柱、低密度充填材料、清潔攜砂液以及施工參數(shù)的優(yōu)化研究，并在勝采、東辛、冀東等油田進(jìn)行了7口井的先導(dǎo)試驗(yàn)，均取得了較好的防砂效果，07年準(zhǔn)備在孤島、東辛、濱南等采油廠進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)大應(yīng)用。（四）深入開(kāi)展四項(xiàng)防砂工藝技術(shù)的攻關(guān)研究1、高含水油田堵水防砂一體化技術(shù)研究通過(guò)對(duì)目前國(guó)

14、內(nèi)防砂堵水劑調(diào)研評(píng)價(jià)，結(jié)合對(duì)高含水區(qū)塊、油水關(guān)系復(fù)雜區(qū)塊的出水規(guī)律、出砂機(jī)理以及二者之間的關(guān)系的研究，并對(duì)層內(nèi)水侵、層間水竄等有效防治措施進(jìn)行深入分析。07年將開(kāi)展防砂的同時(shí)具有一定的選擇性堵水能力的工藝的研究，探索高含水疏松砂巖油藏適應(yīng)性防砂工藝。重點(diǎn)解決高含水油田防砂難題。2、開(kāi)展套變套損井等防砂工藝技術(shù)的攻關(guān)研究。 隨著套變套損井的增多，應(yīng)開(kāi)展套變套損井防砂工藝技術(shù)的攻關(guān)研究，引進(jìn)配套膨脹篩管防砂工藝技術(shù)，最大限度的挖掘復(fù)雜地層油井防砂后的產(chǎn)能，形成套變套損井系列配套工藝技術(shù)。3、高壓礫石充填近井形態(tài)描述及評(píng)價(jià)技術(shù)研究根據(jù)高壓礫石充填防砂井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工藝建立物理模型試驗(yàn)裝置，進(jìn)行高壓礫石充

15、填防砂充填過(guò)程實(shí)時(shí)模擬，獲取地層形態(tài)及相關(guān)參數(shù)，以物模試驗(yàn)結(jié)果、測(cè)井資料、地質(zhì)資料等材料為基礎(chǔ)建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行高壓擠壓（壓裂）防砂后近井地帶動(dòng)態(tài)描述以及不同施工參數(shù)下高壓擠壓（壓裂）后地層形態(tài)研究并推導(dǎo)高壓擠壓（壓裂）防砂井有效半徑，平均滲透率、表皮系數(shù)等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式，同時(shí)進(jìn)行效果評(píng)價(jià)技術(shù)研究，最終利用現(xiàn)場(chǎng)效果評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)理論模型進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)價(jià)與修正，對(duì)施工效果進(jìn)行最終評(píng)估，建立一套完善的綜合效果評(píng)價(jià)體系。近井形態(tài)描述并非是可有可無(wú)的研究，如對(duì)一些滲漏虧空井，地層壓力低，擠壓時(shí)向地層大量滲漏攜砂液，地面不起壓力，但向地層填砂砂時(shí)卻很快起壓，填不進(jìn)砂，對(duì)此類(lèi)井應(yīng)采取一定的工藝措施才能取

16、得較好的施工效果。4、注聚區(qū)油井防砂工藝技術(shù)研究該項(xiàng)目在開(kāi)展注聚區(qū)油井出砂機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，一方面開(kāi)展提高油井防砂效果的研究，通過(guò)改進(jìn)與優(yōu)化現(xiàn)有防砂工藝，并應(yīng)用混纖維充填工藝來(lái)提高防砂強(qiáng)度，滿(mǎn)足提液引效的要求；另一方面針對(duì)導(dǎo)致防砂后油井產(chǎn)液量低的不同因素，分別采取高壓充填提高近井地帶滲流能力、研發(fā)特種礫石充填防砂新工藝防止聚合物堵塞等措施，達(dá)到既能保證油井提液量又能防住砂的研究目的。5、開(kāi)展鉆采一體化裸眼分層礫石充填防砂工藝的技術(shù)儲(chǔ)備前期研究。用套管懸掛割縫管一趟管柱下入裸眼井，在夾層打裸眼封隔器分層以防止層間串通，防止生產(chǎn)后期層間水的侵入，用一趟管柱完成油層數(shù)層油層的循環(huán)環(huán)空礫石充填，同一趟

17、管柱完成油層以上的水泥固井工作，省去射孔工序，大量降低生產(chǎn)成本，使地層和井筒最大程度地聯(lián)通，最大程度的釋放油層能量，提高產(chǎn)量。6、開(kāi)展裸眼井水平井礫石充填防砂工藝的技術(shù)儲(chǔ)備前期研究。裸眼井水平井礫石充填能最大限度地保持油井和地層的連通，保持地層原狀，提高油井產(chǎn)能， 提高綜合采收率，并留一空套管井筒，在失效后也方便采取后續(xù)措施。7、開(kāi)展分層防砂分層采油工藝技術(shù)的技術(shù)儲(chǔ)備可行性研究。目前海上等油田油層層數(shù)多，跨度長(zhǎng)，層間差異大，全井合采時(shí)每個(gè)層的貢獻(xiàn)不同，甚至某一層的出液進(jìn)入另一層，造成儲(chǔ)量浪費(fèi)和開(kāi)發(fā)混亂。分層防砂目前已經(jīng)解決，關(guān)鍵在分層開(kāi)關(guān)的可靠性，即生產(chǎn)一兩年后在油水泥砂腐蝕等惡劣條件下能否動(dòng)作如預(yù)期設(shè)計(jì)靈活。四、幾點(diǎn)建議1、圍繞油田開(kāi)發(fā)形勢(shì)，利用油田重視防砂工藝技術(shù)應(yīng)用的契機(jī)，在做好油田防砂工藝技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研及勝利油