渤海Q 油田油井出砂机理研究与治理技术应用

周日 郝晓军 张震 彭良群 王殿武 赵云斌

(1.中海油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

1 背景简介

Q 油田综合调整新平台水平井出砂情况较严重，根据现场化验结果统计，近两年共有60 口出砂井，且含砂量均大于0.02%，对油田产量和生产流程稳定带来挑战。通过分析出砂井地质油藏特征及储层发育特征，对出砂井进行分类治理，恢复产量741m3/d，年增油量达9.47×104m3，为油田稳产奠定了基础。

2 出砂机理分析

油井出砂受多种因素影响，与储层类型、防砂方式、生产压差、日产液量等密切相关。Q 油田为疏松砂岩，油井采用挡砂精度为120μm 筛管完井，分优质筛管简易防砂和优质筛管砾石充填防砂两种防砂方式。油田23 口出砂严重油井中，防砂方式均为优质筛管简易防砂。根据出砂前生产状态统计，产液量18～776m3/d，含水60～97%，生产压差0.7～4MPa，分布范围较广，无明显的统计相关性，同时对筛管生产厂家进行了统计分析，也无明显关联性。其中砾石充填完井方式的油井出砂量小且无躺井发生，均可正常生产，所以出砂机理研究重点应为采用优质筛管简易防砂方式的出砂井。

根据十几口井出砂的粒度分析，超过挡砂精度120μm 的砂粒比例均在85%以上，显示筛管完整性已遭到破坏；Q 油田为正韵律沉积河道储层，这些出砂严重的水平井布在分选较差储层的中上部，再对这些出砂井水平段的测井曲线进行研究，发现部分井水平段内存在砂泥岩互层，泥质含量较高的特点，储层上部粉砂、细粉砂含量高，某些区域存在砂泥岩互层的特点，挡砂精度120μm 的筛管在无砾石充填层进行阻挡的情况下，粉砂、细粉砂甚至泥质会附着在筛管外部形成“砂堵”，在生产压差等多种因素的作用下部分低于120μm 的细粉砂通过筛网布进入至筛管内部，并在流入过程中对筛网形成冲蚀性破坏，导致个别区域防砂失效，大量地层砂进入筛管内导致躺井。油井出砂后流压、含水、产液量突然升高的生产动态变化特征也印证了这一分析的正确性。

通过建立冲蚀模型对这些井进行定量评价，C 值表征了含砂流体的冲蚀作用程度，当C 值达到某一临界值C 时，说明筛管发生了由冲蚀造成的完整性破坏。根据筛管冲蚀数学模型的数据处理流程，计算11 口优质筛管出砂井及周边23 口未出砂邻井的冲蚀程度C 值(图1)。从图中可看出：大多数未出砂井C值均要明显低于出砂井C 值，取这9 口出砂井C 值中的较低值作为评价筛管是否发生冲蚀损坏的临界值C=0.18。

图1 单井冲蚀程度

综上所述，秦皇岛32-6 油田油井出砂机理为：挡砂精度120μm 的筛管在没有砾石充填的情况下，不能有效地阻挡携带细粉砂的流体进入至筛管内，流动过程中的“冲蚀效应”加剧了筛管损坏速度，最终因大量出砂导致躺井(图2)。

图2 出砂机理示意图

3 出砂井生产管理制度

在油井出砂现象刚出现的时候，针对这一情况及时制订了相关的管理制度，并不断地总结、完善，最终形成了一套系统性的出砂井生产管理制度。

3.1 出砂井化验加密跟踪

对于出砂严重或波动幅度较大的油井，上午、下午各化验一次含砂量，并随每日报表一起上传数据库。同时，针对异常情况实时反馈、实时沟通、实时调整。

3.2 编制出砂井周报

包含出砂故障井和产量大幅下降井动态、出砂井治理后生产动态、在生产化验含砂井生产动态等，以周报形式向相关单位报送。

3.3 制订出砂井提频管理办法

根据油藏开发方案，因为Q 油田为疏松砂岩储层，要求启井后缓慢提频15 天以上才能提至工频运行，以建立稳定砂桥、防止或缓解油井出砂。

4 出砂井治理技术

出砂井治理首要问题是控制油井出砂。对于采用优质筛管简易防砂的出砂井，出砂初期，先后实施冲砂检泵3 井次，但作业后生产最长不足8 个月、最短约3 个月即再次出砂故障，运转周期短，效果较差。因此简单冲砂检泵不仅效果差，也不能从根本上解决出砂的问题。通过对出砂井进行了深入地分析研究，从多方入手研究出砂规律和特点，最终根据油井出砂程度、出砂原因及出砂前后生产动态变化特征不同，把出砂井进行分类并根据出砂类型进行针对性治理：

(1)对于出砂较严重的定向井，出砂量较大，分析其钻遇储层潜力，按照常规的大修作业实施补孔、砾石充填完井重新防砂来恢复生产；

(2)对于出砂前后生产动态变化不大、井口化验含砂较少、提管柱后实施冲砂作业较顺利返砂量少的水平井，可以实施冲砂作业后下泵恢复生产，启井后严格控制提频速度并控制合理生产压差以建立稳定的砂桥，通过平稳生产达到降低出砂量并提高生产能力的目的；

(3)对于出砂前后生产动态变化不大、井口化验含砂较多、化验发现出砂至出砂故障时间间隔较短、修井时冲砂难度大的水平井，采用原筛管内下入小筛管重新防砂技术恢复井筒防砂能力后，下泵恢复生产；

(4)对于出砂前后生产动态变化大、流压、含水突然升高、井口化验含砂较多的水平井，由于其筛管存在较严重泥质封堵问题，小筛管再防砂不能有效解决泥质性堵塞及该问题导致的“冲蚀性破坏”，对于此类井采用原井眼附近同层侧钻后砾石充填防砂方式完井，开发井筒附近剩余原油储量。

5 应用效果

通过上述出砂井潜力方向分析，对于采用优质筛管简易防砂的出砂井，总结先期冲砂检泵治理经验后，根据出砂原因不同实施分类治理，Q油田实施大修补孔1井次，冲砂检泵1井次，小筛管再防砂5 井次，同层侧钻12 井次，共19 井次，恢复产量741m3/d，年增油量达9.47×104m3。

6 结语

(1) Q 油田挡砂精度120μm 的筛管在没有砾石充填的情况下，不能有效地阻挡携带细粉砂的流体进入至筛管内，流动过程中的“冲蚀效应”加剧了筛管损坏速度，最终因大量出砂导致躺井。

(2)根据出砂前后生产状态及出砂程度确定了5 种出砂类型，并成功地进行了治理，取得了显著成效。取得良好产量和经济效益的同时，也为油田后续出砂问题的预防和治理有很好的借鉴意义。

(3)建立了针对本油田的完善的出砂井综合管理制度。对油田在生产出砂井分类进行管理，同时对出砂井治理后效果进行跟踪评价，确定合理生产制度，该综合管理制度有力地支持和加强了油田出砂井的生产管理。