胜利油田防砂技术新进展

中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院

胜利油田防砂技术新进展

孙磉礅中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院

近几年针对胜利油田含水升高，地层亏空严重，出砂程度加剧，稠油热采井防砂有效期缩短，中低渗油藏防砂后油井产量低，复杂结构井防砂难度大等开发难题，在出砂预测、挤压充填技术、压裂防砂技术、稠油油藏防砂技术、复杂结构井防砂等方面进行了攻关及应用，取得了良好的增产防砂效果。胜利油田防砂技术虽然取得了巨大的进展，但充填防砂施工参数优化设计、防砂后低液、多油层油井防砂以及出砂检测等难题依然存在，还需技术攻关。

胜利油田；疏松砂岩；防砂；进展

1 防砂概况

胜利油区有68个油田属于疏松砂岩油藏，年产量达2 300×104t，占胜利油田总产量80%以上。疏松砂岩油藏埋藏浅，地层胶结疏松，生产过程中易出砂。防砂工艺做为疏松砂岩油藏开发的基础工程之一，伴随着油藏条件的变化而不断发展。近年来针对油田含水升高，地层亏空严重，出砂程度加剧，稠油热采井防砂有效期缩短，中低渗油藏防砂后油井产量低，复杂结构井防砂难度大等开发难题，在出砂预测、挤压充填技术、压裂防砂技术、稠油油藏防砂技术、复杂结构井防砂等方面进行了攻关及应用，取得了良好的增产防砂效果。

2 防砂关键技术进展

（1）出砂预测由静态预测发展为动态预测。随着油田含水、生产条件等变化，单靠油田开发初期测井资料进行静态出砂预测难以满足开发中后期掌握出砂规律的需要，为此，开展了动态出砂预测技术研究和应用。该技术可根据测井数据、含水变化、生产压差、地层压力及岩石物性，对不同开发阶段出砂指数、临界生产压差、出砂半径、出砂速率等进行预测[1]，对油田开发中后期防砂工艺的优选及生产制度的制定具有重要作用。

（2）挤压充填向高密实解堵充填一体化发展。挤压充填防砂技术对于改善近井渗流能力、弥补地层亏空等具有重要作用[2]，做为主导的防砂工艺，在胜利油田年实施1 600口井。由于地层预处理工艺不配套，充填密实性低，近井地带易堵塞等原因，造成防砂后高产、稳产期短或油井低液等现象。为此对该技术在施工前的地层预处理工艺、施工参数优化等进行研究，相继配套形成了泡沫（酸）负压返排预处理技术、大通径挤压充填防砂工艺管柱，大排量高砂比施工参数设计以及高泵压施工工艺等。施工排量1.8～2.5 m3/min，加砂强度2.5～3.5 m3/m，平均砂比35%左右，最高砂比70%，利用中黏携砂液提高携砂效果。采用不同粒径砾石分级充填，增大充填密实性，减少与地层砂混合，提高防砂高产效果。已累计在孤东、孤岛、滨南等采油厂进行了300余井次现场应用，防砂后单井日增液12m3，增幅为46.5%，单井日增油1.7 t，增幅为65%，动液面上升101m，增产效果明显。

（3）压裂防砂对中低渗稠油油藏适应性更强。该技术自1999年以来，在胜利油田疏松砂岩油藏应用500余口井。近年来，胜利油田加大了对中低渗敏感性稠油油藏的开发力度，该类油藏地层渗透率低，泥质含量高，原油黏度高，常规防砂后油井产量低，制约了此类油藏的有效动用，压裂防砂技术通过形成短宽缝，在近井实现端部脱砂，在对地层实现良好改造的同时，提高了近井导流能力，降低了注汽压力。其技术关键在于短宽裂缝形成与端部脱砂控制、压裂防砂一体化管柱、裂缝形态与施工参数模拟及充填材料优选技术[3]。到目前为止，在通38块、草13等中低渗敏感薄互层等稠油油藏进行了30口井现场应用，平均施工排量3.96m3/min，裂缝缝长70m，地层填砂30m3，最高砂比达80%以上。油井投产后，平均单井日产液12.36m3，平均日产油5.08 t。压裂防砂已成为中低渗稠油油藏有效的增产、防砂技术措施。

（4）高饱和复合充填防砂成为延长蒸汽吞吐轮次有效手段。稠油多轮次吞吐井防砂面临主要难题是一次防砂难以满足多轮次注汽需要。为此，研究形成了高饱和复合充填防砂技术，其关键技术：可重复充填防砂工艺管柱，实现了不捞防砂管柱二次充填补砂功能；耐高温覆膜支撑剂实现了在多轮次蒸汽吞吐条件下，保持高强挡砂屏障稳定性，达到长效防砂目的；高饱和复合充填工艺建立多段塞（非固结砂、高温固结砂、非固结砂、防砂管）充填工艺，可实现地层改造、提高挡砂屏障强度、降低施工成本、易于后期处理等目的。该技术设计的总体原则是大规模、大砂比、少用液，多填砂，高起压，以达到填饱填实的目的。在滨南、孤岛等采油厂进行了80井次应用，施工排量1.9～2.3m3/min，填砂强度2.5m3/m左右，平均砂比20%左右，最高砂比50%左右，采用78%石英砂地层充填，14%高温涂料砂封口、8%陶粒砂环空充填。防砂后平均吞吐轮次由原来的1.8轮次提高到5.5轮次，实现了一次防砂多轮次注汽的目的。

（5）水平井砾石充填技术已成熟配套。为了满足稠油、高泥质、粉细砂疏松砂岩油藏水平井防砂需要，根据不同的完井方式研究形成了水平井管内砾石充填防砂技术和裸眼水平井逆向充填防砂技术。关键技术包括：水平井砾石充填工艺管柱，低伤害、高携砂能力携砂液体系，低密度充填材料及水平砾石充填施工参数设计技术等。水平井管内复合绕丝砾石充填防砂技术应用于套管射孔中，同时还是裸眼筛管出砂失效后的治理手段，目前已治理50余井次。垦东32平11井2008年11月裸眼防砂完井后，经过一轮次注汽生产后油井出砂，2009年2月利用复合绕丝砾石充填进行了治理。已连续正常生产5年，累产液4.76×104m3，累产油1.55×104t。裸眼砾石充填防砂技术累计应用80口井，施工排量2.5m3/min以上，加砂强度0.3～0.5m3/m，最高砂比60%。应用结果表明，该技术已成熟配套，实现了水平井单一滤砂管防砂到砾石充填防砂的重大转变，满足了不同类型油藏、不同完井方式水平井防砂的需要。

（6）侧钻井防砂逐步向机械防砂技术转变。侧钻井井眼尺寸小，缺少配套成熟机械防砂技术，防砂失效后管柱后处理难度大，以往采用化学防砂，有效期短，平均在3个月左右。为此，研制了5 in、41/2in、4 in、Ø95mm（Ø82mm）四种套管尺寸的悬挂滤砂管封隔器和适用于5 in、41/2in套管尺寸的两种高压充填工具；同时采用无接箍钨钴合金涂层割缝管增加了留井通径，方便了后期处理。针对裸眼完井研制应用了侧钻裸眼井固井防砂一体化技术，该技术由主井眼悬挂、侧钻井眼防砂固井一次管柱完成，增加了侧钻井完井通径，便于后期措施的实施。7 in主井眼侧钻后悬挂41/2in筛管防砂完井，留井通径101.6mm。51/2in主井眼侧钻后悬挂95 mm筛管防砂完井，留井通径82 mm。已在孤东、孤岛、河口等油田应用35井次，施工成功率100%，累计增油7.93×104t，防砂有效期已达3年以上。较好地实现了侧钻井防砂由化学防砂到机械防砂以及套管完井到裸眼完井的重大转变。

（7）适度防砂技术逐步开展攻关应用。适度防砂技术是根据地层砂粒度大小及分布情况，允许小于某一粒径的地层砂产出，较大的地层砂堆积在井筒附近形成砂拱，进而阻挡较小粒径的细粉砂随原油运移，达到疏通近井地层，增大近井导流能力，油井高产的目的。其关键技术主要包括地层出砂预测、防砂屏障挡砂精度选择、地层砂在井筒内流动、出砂在线检测、地层砂地面分离及后处理技术等内容。该技术作为一种新的防砂理念正在逐步被接受[4]。

3 下步工作方向

胜利油田防砂技术虽然取得了巨大的进展，但充填防砂施工参数优化设计、防砂后低液、多油层油井防砂以及出砂检测等难题依然存在，还需技术攻关。为提高疏松砂岩油藏整体开发效果，今后应加强以下三方面工作：

（1）加大高密实解堵充填防砂、压裂防砂一体化、高饱和复合充填防砂，水平井、侧钻井砾石充填等成熟技术在不同类型油藏的推广应用规模。

（2）加快挤压充填施工参数优化、热采井分层防砂分层注汽、水平井机械封隔选分段防砂及出砂监测等新技术的研究攻关。

（3）树立区块化防砂治理思想，强化防砂全程质量监控意识，对防砂技术应用从器材、药剂检验、运输、施工、效果跟踪等全程进行监控，确保防砂技术实施后高产、稳产效果。

[1]赵益忠，孙磉礅，高爱花，等．稠油油藏蒸汽吞吐井长效防砂技术[J]．石油钻采工艺，2014，42（3）：90-94.

[2]吴建平．水平井砾石充填防砂施工参数模拟研究[J]．油气地质与采收率，2009，16（3）：104-106.

[3]魏庆彩．小井眼侧钻井机械防砂技术在胜利油田的应用[J]．中国石油大学胜利学院学报，2013（4）：28-29.

[4]胡文丽，汪伟英，于洋洋，等．适度防砂技术在我国的研究现状及发展趋势[J]．新疆石油天然气，2007，3（4）：51-54.

（0546）8701076、sunsangdun.slyt@sinopec.com

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.004

孙磉礅：高级工程师，1991年毕业于江汉石油学院石油地质勘探专业，现任中石化胜利油田采油工艺研究院副总工程师。