一次管柱多層充填防砂技術(shù)工藝在埕島油田成功應用
時間：2024-08-16 14:39
來源：網(wǎng)絡(luò)
作者:小編
崔紅波 / 勝利油田井下作業(yè)公司
埕島油田館陶組為該油田七套探明含油體系的主力儲集層，地層具有埋藏淺、膠結(jié)疏松、滲透率高、跨度大等特點，其埋藏深度在1200m~1600m，含油井段長350m；呈接觸—孔隙式膠結(jié)類型，巖石壓縮系數(shù)為27×105MPa；泥質(zhì)含量為6.5%，其中蒙脫石含量占45.5%，遇水極易膨脹；儲油物性好，巖心分析平均孔隙度34.4%，平均空氣滲透率2711×103um2。埕島油田1995年2月投入大面積開發(fā),2000年轉(zhuǎn)入注水開發(fā)。經(jīng)過10多年的高速強采，目前埕島油田的開發(fā)產(chǎn)生了新的防砂矛盾，主要體現(xiàn)在: 長井段、多油層油井防砂難題日益突出。海上油田為實現(xiàn)低成本開采，大多數(shù)油井鉆遇油層數(shù)較多，夾層長短不一，短的十幾米，長的一百多米且層間物性差異大。目前所采用的逐層上返分層擠壓充填防砂施工工序繁瑣，施工周期長，同時在施工過程中若上層吐砂，則有可能砂埋管柱，造成卡鉆。因此如何做好這些井的防砂工作又是擺在我們面前的一大課題。經(jīng)過科技攻關(guān)，我們推廣應用了一次管柱多層充填防砂工藝，該工藝可以實現(xiàn)單井多層一趟管柱下入分層防砂管柱，逐層完成封隔器座封和充填作業(yè)，一方面節(jié)省作業(yè)時間，同時有效的避免了層間差異大而導致防砂失敗的問題的產(chǎn)生。
勝利埕島油田防砂工藝現(xiàn)狀及局限性
埕島油田館陶組主要采用擠壓充填防砂、循環(huán)充填防砂、濾砂管防砂工藝三種防砂工藝技術(shù)，目前有299口油井防砂，其中濾砂管防砂51口，占總防砂井數(shù)16.3％，擠壓充填充填防砂215口，占總防砂井數(shù)73.1％，循環(huán)充填防砂33口，占總防砂井數(shù)10.6％。
擠壓充填防砂：因防砂施工強度大，大排量大砂比大砂量容易溝通水體、氣頂，使油井產(chǎn)油量大幅度下降；容易破壞充填工具、防砂管柱，使防砂失效；許多井在擠壓充填施工后由于井筒脫砂泵壓升高未能按照設(shè)計要求實施循環(huán)充填，使得防砂管與套管環(huán)空充填不密實。
多層籠統(tǒng)循環(huán)充填防砂：多層籠統(tǒng)循環(huán)充填與擠壓充填相比，施工強度低，對套管、油管、充填工具的機械破壞力??；循環(huán)充填是在篩套環(huán)空填入陶粒砂形成充填層，充填層和篩管可以形成多層擋砂屏障，并且充填層可以分散油流的沖擊力以保護篩管。但是，循環(huán)充填屬于被動防守型防砂工藝，不能在防砂的同時改造地層。
濾砂管防砂：濾砂管防砂可以在防砂的同時，最大限度的降低表皮系數(shù)，提高油井產(chǎn)能，并且施工簡單、費用低。但是，由于在防砂管與套管之間沒有礫石充填層作為擋砂屏障，防砂管容易被井液、地層砂刺壞。同時，濾砂管防砂也屬于被動防守型防砂工藝，不能在防砂的同時改造地層。
一次管柱多層充填防砂工藝的開發(fā)
一次管柱多層充填防砂工藝是指將分層充填防砂管柱一次性下入井內(nèi)，然后逐層進行座封及充填防砂的工藝方法。
一次管柱多層充填防砂工藝與常規(guī)逐層上返擠壓充填防砂工藝相比具有以下優(yōu)點：
一次管柱多層充填防砂工藝是一種先將分層充填防砂管柱一次性下入井內(nèi)，然后逐層進行座封及充填防砂的工藝方法。相較于常規(guī)逐層上返擠壓充填防砂工藝，這種工藝具有多項優(yōu)勢。首先，通過一趟管柱下入，可同時完成多層防砂器材及服務工具的投入；其次，無需投球，直接座封頂部封隔器，減少了起下鉆的次數(shù)，節(jié)省了作業(yè)時間；同時，逐層座封隔離并分別進行循環(huán)充填/擠注充填，確保充填效果；此外，定位工具可承受下壓負荷，防止管柱因壓力移位，保障作業(yè)安全。最終，通過驗充填作業(yè)和關(guān)閉滑套的步驟，確保每一層的充填效果及滑套關(guān)閉情況，為工程的順利進行提供了可靠的技術(shù)支持。
攜砂液的選擇:選擇與地層相配伍的水源井水做為攜砂液，在高排量小砂比的施工情況下，水源井水具有很好的攜砂能力，可以避免砂橋的產(chǎn)生，同時水源井水溫度在60°左右，避免了防砂過程中對地層的冷傷害。摒棄了以往用的不交聯(lián)壓裂液，避免了后期破膠反排難的問題。
支撐劑的選擇:根據(jù)索西埃方法:D50=(5-6)d50,埕島油田館陶組地層砂粒度中值是0.13mm，經(jīng)計算，選用粒徑0.425mm-0.85mm的Carbo陶粒砂為支撐劑。
防砂管的選擇:根據(jù)理論與實際應用，只要擋住10％最大重量百分比的地層砂，就可在地層內(nèi)形成砂橋，一旦形成砂橋，可允許細砂流出，而70－80％的較大粒徑的地層砂被阻擋。防砂篩網(wǎng)網(wǎng)格大小依據(jù)理論和實際確定，借鑒成功經(jīng)驗，我們選用具有高滲透性、高強度、高變形能力、高可靠性、抗腐性好的不銹鋼繞絲篩管，將擋砂精度從原來的0.11mm放大到0.15mm。
防砂管柱結(jié)構(gòu):為確保環(huán)空充填密實摒棄了以往用石英砂填砂面的做法，而是打底部沉砂橋塞，并進行電測校深。此組合便于計算填砂量，確保環(huán)空充填密實。
設(shè)計一次管柱多層充填防砂工藝時，必須考慮以下幾項原則：首先，依據(jù)油層滲透率的差異，合理安排防砂層數(shù)，確保防砂效果的最大化。其次，層間隔離封隔器的位置需避免套管接箍2米以上的區(qū)域，以提高工藝的安全性和可靠性。此外，為防止砂橋的形成，篩管之間不使用盲管，保持連續(xù)性。最后，施工參數(shù)應根據(jù)循環(huán)測試數(shù)據(jù)確定，盡量使用小砂比進行環(huán)空充填，以確保填砂結(jié)實，從而提高防砂效果的穩(wěn)定性和長效性。這些設(shè)計原則旨在提升一次管柱多層充填防砂工藝的效率和安全性，為油田開發(fā)提供技術(shù)保障。
砂管柱結(jié)構(gòu)：防砂外管結(jié)構(gòu)（以三層施工為例）： 防砂外管柱結(jié)構(gòu)自下而上：插入定位密封總成+底層篩管+盲管+隔離封隔器總成#1+中層篩管+盲管+隔離封隔器總成#2+上層篩管+盲管+頂部封隔器總成。防砂內(nèi)管結(jié)構(gòu)（以三層施工為例）：防砂外管柱結(jié)構(gòu)自下而上：引鞋+DF底部隔離總成（大孔）+油管+DF底部隔離總成（小孔）+油管+SS和SD滑套開關(guān)工具總成+MZ型充填工具總成+沖管。
施工工藝：為防止防砂管柱上的鐵銹、油脂在防砂施工過程中進入地層造成污染，在施工前對防砂管柱及炮眼進行酸洗。酸洗防砂管柱配方：15%酸液+3%緩蝕劑；酸洗炮眼配方：復合緩速酸原液+淡水，以體積比2：6進行配置。充填防砂：下層充填，上層防砂，重復工序，進行第三層防砂施工。
一次管柱多層充填防砂技術(shù)工藝現(xiàn)場應用情況
自2011年1月1日至2012年4月30日勝利埕島油田共實施防砂作業(yè)8井次，平均日產(chǎn)液量64.25t，平均日產(chǎn)油27.1t，平均含水40.2%，取得了良好的效果。
CB1GA-2井，生產(chǎn)層共分為2個小層，且層間物性差異較大，我們綜合考慮，采用了140槍140GH彈油管傳輸負壓射孔和一次管柱多層充填防砂，投產(chǎn)后獲得良好效果，目前油嘴4mm，油壓5.2MPa，日產(chǎn)液139.6t，日產(chǎn)油34.2t，含水75.5%。該井在生產(chǎn)過程中一直持續(xù)高產(chǎn)。
CB1GA-3井采用多層籠統(tǒng)循環(huán)充填防砂工藝技術(shù)，而CB1GA-2井采用一次管柱多層充填防砂，投產(chǎn)半年后CB1GA-2井日產(chǎn)液量、日產(chǎn)油量均高于CB1GA-3井，并且不出砂?？梢?，一次管柱多層充填防砂能很好的起到防砂作用又對地層具有一定解堵作用，并且可以獲得高產(chǎn)。
結(jié)論及建議
一次管柱多層充填防砂工藝，實現(xiàn)了地層、環(huán)空、井筒三層擋砂屏障，并采用機械封口技術(shù)，防砂效果顯著。一次管柱多層充填防砂工藝與多層籠統(tǒng)循環(huán)充填防砂工藝相比，避免了多層籠統(tǒng)循環(huán)充填防砂充填不實的現(xiàn)象，能確保炮眼充填密實，能提高近井地帶滲透率，降低滲流阻力，增油效果好。一次管柱多層充填防砂工藝與擠壓充填防砂工藝相比，施工壓力小、施工排量小、加砂量少，一方面對充填工具的機械破壞強度低，另一方面實現(xiàn)了進一步提高了施工的可靠性、安全性。一次管柱多層充填防砂工藝選用與地層配伍性好的過濾水源井水做攜砂液，摒棄了以往用的不交聯(lián)壓裂液，避免了后期破膠反排難易造成地層污染的問題。
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