大港油田水平井分段防砂采油工藝技術(shù)研究

1、    大港油田水平井分段防砂采油工藝技術(shù)研究    張冬摘 要：出砂是困擾水平井開發(fā)砂巖油氣藏最大的問題之一。對(duì)于水平井防砂，全井段籠統(tǒng)的防砂方式難以達(dá)到針對(duì)性、有效性防砂效果。因此，搞清楚出砂沿水平段井身軌跡的分布規(guī)律，進(jìn)行合理分段并實(shí)施分段防砂，才能達(dá)到良好的防砂目的。本文在系統(tǒng)分析水平井出砂機(jī)理及出砂原因的基礎(chǔ)上結(jié)合大港油田水平井開發(fā)現(xiàn)狀形成了針對(duì)性的水平井分段防砂采油工藝技術(shù)，并取得了良好的增油效果。該工藝的成功應(yīng)用，消除了長(zhǎng)井段水平井動(dòng)用不均勻的技術(shù)瓶頸，極大地提高了水平井井段有效充填率，使油層整體得到充分改造，實(shí)現(xiàn)了油氣開發(fā)的降本增效，也為

2、其他同類油藏的開發(fā)提供了啟示。關(guān)鍵詞：水平井;分段防砂采油;大港油田水平井其優(yōu)勢(shì)就是可以增大泄油面積，減小滲流阻力，大幅度提高單井產(chǎn)量，目前已經(jīng)在大港油田得到了比較廣泛的應(yīng)用，對(duì)油田的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)起到了很大作用。然而在水平井開采過(guò)程中，往往遇到由于地質(zhì)儲(chǔ)層分布的非均質(zhì)性而引起水平段間滲透率、孔隙度等油層物性發(fā)生較大變化：或者水平井為雙臺(tái)階式分布的兩層結(jié)構(gòu)使水平井呈現(xiàn)開采的不協(xié)調(diào)：或者由于油井生產(chǎn)一段時(shí)間后，受底水或邊底水的影響，油井含水上升，常規(guī)技術(shù)無(wú)法有效控水，影響了水平井的開發(fā)效果;或者對(duì)于一個(gè)較長(zhǎng)的水平井段，為了使它能夠更經(jīng)濟(jì)地開采，均需要對(duì)水平井段進(jìn)行分段開采，來(lái)保證水平井開采的效率。特別

3、是疏松砂巖油藏膠結(jié)疏松，易出砂，油井要正常生產(chǎn)，必須進(jìn)行防砂作業(yè)。然而水平井卻存在著長(zhǎng)井段水平井鉆遇非均質(zhì)油層、泥巖及高含水等夾層，采用籠統(tǒng)濾砂管防砂或礫石充填作業(yè)難以有針對(duì)性地對(duì)局部地層進(jìn)行精細(xì)防砂的行業(yè)難題。迫切需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)不斷探索，形成針對(duì)性的出砂油藏水平井防砂采油工藝技術(shù)。1 水平井防砂工藝技術(shù)根據(jù)大港油田油藏實(shí)際情況和目前水平井防砂技術(shù)現(xiàn)狀，主要采用精密微孔濾砂管、復(fù)合繞絲濾砂管、金屬氈濾砂管為三種擋砂方式的礫石充填防砂工藝。1.1 精密微孔濾砂管結(jié)構(gòu)精密微孔濾砂管主要由中心管、不銹鋼篩網(wǎng)和導(dǎo)流網(wǎng)等組成，多層不銹鋼篩 網(wǎng)按照不同排列規(guī)律被壓制成圓管狀，內(nèi)表面覆以鋼絲布，填入中心管和外

4、管之間，形成擋砂屏障，達(dá)到防止油井出砂的目的。1.2 復(fù)合繞絲濾砂管結(jié)構(gòu)鑲嵌式金屬纖維濾砂管由基管和過(guò)濾片組成，過(guò)濾片采用不銹鋼纖維、鋼絲布和保護(hù)罩壓制而成，通過(guò)焊接方式鑲嵌在基管的臺(tái)階形圓孔內(nèi)，具有內(nèi)通徑大、強(qiáng)度高、滲透性好的特點(diǎn)。1.3 金屬氈濾砂管結(jié)構(gòu)金屬氈濾砂管主要由中心管、鋼絲布、外管和金屬氈等組成，金屬氈被壓制成圓管狀 ，內(nèi)表面覆以鋼絲布，填入中心管和外管之間，形成擋砂屏障，達(dá)到防止油井出砂的目的 。2 水平井金屬氈濾砂管防砂采油工藝2.1 管柱結(jié)構(gòu)水平井分段防砂開采工藝管柱主要由頂部封隔器、濾砂系統(tǒng)、中間封隔器、套管、控制開關(guān)和導(dǎo)向絲堵等部分組成（圖1）。（1）分段封隔器：該分段

5、封隔器由頂部封隔器和中間封隔器兩部分組成。頂部封隔器主要實(shí)現(xiàn)工藝管柱的懸掛和密封作用;中間封隔器實(shí)現(xiàn)段間的封隔密封作用。雙層結(jié)構(gòu)濾砂管：雙層結(jié)構(gòu)濾砂管由內(nèi)、外兩層組成。外層可分成不銹鋼金屬氈、繞絲和帶孔基管三部分，金屬氈由不同尺寸、不同比例的金屬絲按一定要求加工而成，通過(guò)繞絲把它纏繞在帶孔基管上，金屬氈外部再套上鋼管，其作用防止地層砂的逸出;內(nèi)層是一外徑 73mm 的油管，位于中心位置，與隔壁環(huán)及外層形成采油內(nèi)腔。金屬氈的擋砂精度可以根據(jù)地層砂的粒度中值和防砂的要求來(lái)設(shè)計(jì)配置，以適應(yīng)各種出砂地層。（3）井下控制開關(guān)：井下控制開關(guān)主要由控制開關(guān)主體、密封體、流道和上接頭四部分組成。由上接頭和雙層

6、濾砂管內(nèi)管對(duì)接，密封體和濾砂管外管內(nèi)壁密封接合。流體從濾砂管內(nèi)腔經(jīng)控制開關(guān)流道進(jìn)入控制開關(guān)主體?？刂崎_關(guān)主體內(nèi)部設(shè)置有電磁靈敏元件，控制開關(guān)的閉合。電磁靈敏元件可以從地面發(fā)射信號(hào)遙控操縱。該控制開關(guān)工作溫度 120，工作壓力 40mpa，地下液流環(huán)境下可使用 1000 余次，連續(xù)工作時(shí)間 2 年。2.2 工作原理把分段管柱下到設(shè)計(jì)位置，從油管內(nèi)打壓使兩級(jí)或多級(jí)封隔器座封，待多級(jí)封隔器座封完畢，再繼續(xù)憋壓直至頂部封隔器丟手，從而實(shí)現(xiàn)油井防砂完井程序。開采過(guò)程中，可以通過(guò)地面控制器把下段控制開關(guān)打開，下段儲(chǔ)層流體經(jīng)濾砂管充分過(guò)濾后流入濾砂管夾壁腔，并由此通道進(jìn)入控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)下段油層試油。待下段試油

7、結(jié)束，關(guān)掉下段控制開關(guān)，再打開上段控制開關(guān)，儲(chǔ)層流體經(jīng)濾砂管充分過(guò)濾后流入濾砂管夾壁腔，并由此通道進(jìn)入控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)上段油層試油，待上段試油結(jié)束后，亦關(guān)掉上段油層，依此方式實(shí)現(xiàn)多段油層的試油。分析試油結(jié)果，決定開采方案，開采哪段打開哪段開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)水平井的智能化開采。3 技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)3.1 水平井優(yōu)選在應(yīng)用水平井分段防砂采油技術(shù)時(shí)，選擇適用范圍和選井條件該技術(shù)對(duì)以下條件的油水井作用效果較好：（1）地層滲透率較高，具有一定產(chǎn)能，確屬近井帶污染或者生產(chǎn)過(guò)程中由于出粉細(xì)砂而造成防砂管堵塞引起產(chǎn)量下降或停產(chǎn)的油水井。（2）地層污染堵塞又具有酸敏、水敏特性，不易實(shí)施酸化等其他措施的井。3.2 防砂管

8、柱組合根據(jù)各油井儲(chǔ)層巖石的地質(zhì)特征、巖石力學(xué)性質(zhì)、原油性質(zhì)以及鉆井、工程技術(shù)要求等諸多因素，進(jìn)行地層出砂、井壁穩(wěn)定性、井筒溫度場(chǎng)等分析，利用水平井防砂完井優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，對(duì)不同模式下的完井方式進(jìn)行優(yōu)選。針對(duì)大港油田水平井開發(fā)現(xiàn)狀，主要篩選出兩種防砂方式：按產(chǎn)量和達(dá)到預(yù)期采收率的最短時(shí)間優(yōu)選最佳完井方式為管內(nèi)井下礫石充填完井，該防砂管柱主要水平井礫石充填工具、封隔器、分流裝置、沖管等主體工具及扶正工具、錨瓦工具、丟手工具、安全接頭等系列工具及清潔攜砂液等組成。這類組合具有擋砂精度高、對(duì)地層傷害小、油井采液強(qiáng)度高、防砂有效期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，完全可以滿足砂巖油藏水平井防砂后正常生產(chǎn)的要求。4 結(jié)束語(yǔ)水平井在大港油田稠油、水驅(qū)以及提高采收率措施中也正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用 。但是隨著生產(chǎn)周期的增加，逐步暴露出稠油出砂油藏、防砂難度高，有效期短，后期處理難度大，投產(chǎn)后含水上升快的問題，未能真正體現(xiàn)水平井的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此必須進(jìn)行了適用于稠油出砂油藏水平井開采配套技術(shù)的集成與研究，以提高水平井措施成功率，實(shí)現(xiàn)水平井的高產(chǎn)。而水平井分段封隔分段礫石充填防砂采油是針對(duì)水平井長(zhǎng)井段充填改造不均勻，物性差異大，油氣水關(guān)系復(fù)雜等