新型预充填筛管在渤海QHD32-6 油田的应用

董星亮

中国海洋石油集团有限公司咨询中心

疏松砂岩油藏储层在石油开采过程中极易出砂，需进行防砂完井，开发井防砂作业和后期出砂治理费用巨大［1］。常用防砂方式主要为优质筛管防砂和砾石充填防砂。其中，优质筛管防砂操作简便，综合成本低，且对于均质储层效果良好，已在海上油气田大量使用［2］。但是对于非均质性强、泥质含量高的泥质砂岩油藏储层来说，优质筛管易发生微粒堆积堵塞而逐渐减小油井产量，随含水量上升而引起出砂量增加，导致防砂单元磨蚀破坏而失效。实践发现，对于这种储层，砾石充填防砂效果远好于常规的独立防砂管防砂。为克服砾石充填完井作业工艺限制［3-4］，联合中国石油大学(北京)等石油高校研发了一种新型预充填防砂筛管，并在渤海QHD32-6 油田试验井进行了应用。

1 新型预充填筛管研制及优势

新型预充填防砂筛管是在室内充填砾石后，直接下入完井井段，依靠充填砾石层实现高效防砂。该筛管主要由3 层结构组成(图1)，分别为基管、砾石层、外护套。这里选择的砾石为表面活性处理的轻质陶粒，充填层中的陶粒不固结(传统预充填防砂筛管均采用陶粒固结方式)通过陶粒粒径变化和充填密实度来控制过滤孔隙的大小，实现精准防砂。

图1 新型预充填筛管示意图Fig. 1 Sketch of a new type of pre-packed screen

预充填防砂筛管优点：(1)在车间完成陶粒充填，节省现场充填作业时间及成本，同时保证充填质量，提高大斜度井和水平井防砂有效性；(2)预充填的低密度陶粒(视密度1.04 g/cm3)在完井液中可漂浮，降低筛管整体重力，有利于其在大斜度井和长水平井中下入；(3)采用亲油疏水改性陶粒，油流阻力低且具有部分控水功能；(4)预充填层的陶粒不固结，在压力作用下可微小移动，使防砂陶粒层孔隙结构变化，部分微小泥质砂粒(小于44 μm)可通过陶粒防砂层的微运动实现自清洁；(5)防砂管金属外壳表面进行不粘泥活性处理，较大程度降低胶质及泥质在表面的粘结力，减少油泥糊死筛管状况发生。

2 现场试验井及完井防砂参数

试验井为QHD32-6 油田J 平台调整井，开发层位为馆陶组N1gⅡ。该油组储层分布较稳定，平均孔隙度31.2%，平均渗透率3 681.0×10−3μm2，属高孔、高渗储层。储层粒度中值170 μm，非均匀系数22，泥质含量8.2%，埋深1 200～1 500 m，开采过程中出砂严重。地下原油黏度3.3～22.5 mPa · s，地层水为NaHCO3型，平均矿化度4 500 mg/L。

QHD32-6 油田J 平台同批次同油组的新增调整井为3 口水平井，原设计均采用Ø215.9 mm 裸眼+砾石充填防砂完井。作为试验区块，3 口水平井防砂方式分别调整为3 种不同模式：J42H 井采用Ø215.9 mm裸眼+ICD 控水筛管+连续分割体充填防砂、J44H 井采用Ø215.9 mm 裸眼+新型预充填防砂筛管防砂；J47H 井采用Ø215.9 mm 裸眼+金属网布优质筛管+砾石充填防砂，对比检验新型预充填防砂筛管与在用2 种防砂方式的下入阻力、防砂效果、抗堵性能、控水能力及生产情况。各井井眼参数、防砂方式及防砂精度、下入参数及生产日期见表1。J44H 井从2019 年9 月24 日开始投产，已累计生产8 个月，生产压差低，产液量稳定，防砂效果好。

3 现场试验井生产情况对比

3.1 产液量及生产压差对比

使用预充填筛管的试验井QHD32-6-J44H 井产液稳定，没有发生堵塞现象。在初期6 个月电泵频率30 Hz (生产压差约为0.25 MPa)下，产液量由180 m3/d增加到200 m3/d，将电泵频率提高到38 Hz 后，产液量上升到500 m3/d，生产压差仅为1.02 MPa，表现出优异的抗堵性能。采用砾石充填防砂完井的J47H井在电泵频率50 Hz 下产液量525 m3/d (生产压差5.6 MPa)，采用ICD 筛管加连续分割体防砂的J42H井在电泵频率34 Hz 下产液量为280 m3/d (生产压差2.6 MPa)，预充填筛管完井在同样产液量下生产压差仅为其他2 种砾石充填完井的20%～25%。

3.2 产液指数对比

预充填筛管米采液指数为2.0～3.0 m3/(d · m)，且有增大趋势(含水量增加导致)。2 口砾石充填对比井的米采液指数0.5～0.7 m3/(d · m)，预充填筛管的米采液指数是现场砾石充填防砂井的3 倍以上。说明预充填筛管具有较低的过流阻力，而现场砾石充填将导致附加的过流阻力，使生产压差增大。

3.3 含水率随时间变化规律对比

采用预充填筛管的试验井见水时间推迟，含水率上升速度接近ICD+连续分割体的控水防砂完井方式，说明预充填筛管的疏水陶粒具有部分控水功能，而现场砾石充填井含水率则偏高。

3.4 筛管下入阻力对比

预充填筛管下入井在筛管长度较长、外径较大的情况下，其下入摩擦阻力明显小于其他筛管(超轻陶粒漂浮作用)，预充填筛管与砾石充填完井防砂相比，下入阻力降低约50%，对于在大斜度井、大位移井、水平井中下入优势明显，可以解决这类井的现场砾石充填作业难题。

表1 QHD32-6 油田J 平台试验井及对比井防砂方式及防砂参数Table 1 Sand control modes and parameters of the test well at J Platform of QHD32-6 Oilfield and its offset well

此外，表1 中的防砂作业时间的数据表明，预充填筛管完井与现场砾石充填完井相比，作业时间可以节省约10 h，每口井可节约防砂成本120 万元以上，在提速增效降低成本方面有明显优势。

4 结论

(1)预充填防砂管由于使用超轻陶粒，在完井液中具有漂浮作用，其下入阻力与其它优质筛管相比，降低1 倍，在大斜度井、大位移井、水平井中使用具有明显的优势。

(2)由于预充填防砂管是在车间充填超轻陶粒，不需要占用井口时间来进行砾石充填作业，与现场砾石充填防砂完井对比，具有更加可靠的充填质量，均匀度和密实程度可查验，综合作业成本低。

(3)使用亲油疏水陶粒，油流阻力减小，水流阻力增大，推迟油井见水时间，具有部分控水功能。试验井的含水率变化结果表明：预充填筛管的控水能力与ICD+连续分割体控水防砂完井方式相接近。

(4)鉴于油田应用时间还不够久，对于预充填筛管的自清洁能力和防砂寿命评价，目前还不能够有效对比分析，随着新型预充填筛管的进一步推广应用，其优势必将会逐渐显现出来。