曙3805块防砂技术研究与应用

殷伟

摘 要：曙3805块于2013年进行二次开发，先期投产油井10口，冲检周期仅21天，按常规工艺实施了4口井7井次压裂防砂，防砂后平均冲检周期仅为10天，被迫全部关井，其它新井缓钻，区块出砂问题制约了油藏正常开发。针对上述问题，曙光采油厂从完井方式、射孔参数、早期排砂、后期防砂和举升工艺方面开展技术攻关，研究实施了从完井、射孔到生产的全过程综合防砂技术，有效解决了区块油井的出砂问题。

关键词：曙3805块；防砂完井；防砂射孔；排砂；压裂防砂；控砂生产。

1概况

曙3805块位于曙三区北部斜坡上倾方向，为一周边被断层切割的单斜构造，开发目的层为下第三系沙河街组四段杜家台油层，油层埋深1000-1350m，含油面积2.21km2，地质储量253×104t。

1.1油藏基本特征及原油物性

曙3805块孔隙度27%，渗透率1.071um2，储层岩性以中-细砂岩为主，胶结方式以孔隙式、接触式为主，储层胶结疏松，成岩作用较差。区块平均油层有效厚度8.1m，平均层数5.2层，平均井段厚度35.3m。区块泥质含量13.9%，地层砂平均粒度中值0.15mm，分选系数1.67。区块油井原油密度0.9029g/cm3，原油粘度在2400mPa.s以上，且在10℃-50℃之间粘温敏感性强。

1.2油藏开发矛盾

曙3805块砂岩油藏油层由于受地质构造、沉积相带、油层发育状况及工艺技术措施等多重因素的制约，区块出砂现象较严重，致使水驱动用程度较低，开发效果不太理想。区块目前生产油井表现为大面积出砂，大部分油水井有出砂或泥浆的历史，严重制约正常生产，受出砂影响。区块早期部署的油水井采用N80套管完井，套管刚级低，大量出砂导致套坏；小孔径、低孔密方式射孔，不利于降低渗流速度；出砂后，实施单一的机械防砂或化学防砂工艺，防砂有效期短；举升过程中，采液强度不合理，生产压差高，油井出砂问题一直未得到有效解决。

2 曙3805块防砂技术

2.1 综合排砂、防砂、控砂技术

（1）优化完井方式：在新井上应用采用Φ177.8 mm加厚套管，油层段用TP120TH外加厚套管，保护套管的同时，有利于开发和后期工艺技术实施。

先期射孔防砂技术：区块新井全部采用大孔径、高孔密、深穿透防砂射孔工艺，增大井筒泄流面积，降低液流速度，减少流体对岩石的拖曳作用，起到防砂效果；井周应力分布更加均匀，有利于地层形成稳定的砂桥，达到防砂和保护套管作用；有利于后期防砂过程中管外大半徑密集充填。

（2）早期排砂工艺：新井投产初期采用水力喷射泵、水力射流泵排砂生产，排出油层近井地带地层砂，为中后期实施深部防砂工艺和砾石充填防砂工艺创造条件。

（3）中后期防砂工艺：新井开采一段时间，排出一定量的地层砂，根据油井生产情况和井况，对套管完好井实施深部防砂工艺，对套管损坏井实施砾石充填防砂工艺，保证区块油井正常生产。

（4）全过程管理控砂技术：油井开井后采用携砂泵、长柱塞沉砂泵等耐砂泵生产，采液强度控制在1.4方/米以内，生产压差控制在2MPa以内，防止油层激动出砂，最大限度的延长油井检泵周期。

2.2 采用高钢级套管、大尺寸井眼、高强度固井技术

（1）高钢级套管：早期曙3805块为普通N80套管，目前采用TP120TH外加厚，提高套管抗挤压强度，降低套损率。

（2）大尺寸井眼：套管尺寸由φ139.7mm变为φ177.8mm，便于后期压裂防砂、侧钻、大修。

（3）高强度固井：采用G级水泥，水泥返高由油层顶以上100-200m 地面，减少套管伸缩，进一步保证井况完好。

2.3 采用大孔径、高孔密、深穿透防砂射孔工艺

曙3805块采用大孔径、高孔密、深穿透防砂射孔工艺，增大井筒泄流面积，降低液流速度，减轻流体对岩石拉力，更有利于后期防砂过程中管外大半径密集充填。

2.4 完善了射流泵早期排砂工艺

利用水力喷射泵无井下运行部件、携砂能力强的特点，实施早期强制排砂，清除近井地带流砂的同时，为后期压防填砂创造条件。针对以往强排系统频繁出现故障，生产时率低，地面配套工艺费用高，排砂效果不好的问题，本着改善效果降低成本的原则，射流泵强排试验进行了相应的改进。

①改进为同心双管采油管柱

井下强排采油管柱采用了同心双管结构，Φ114mm与Φ73mm油管套环空注入动力液， Φ73mm油管返出混合液，套管控气

管柱功能：可洗井、可排气、可测试。克服了以往生产管柱油层与油套环空隔离，中途出现意外情况无法洗井，只能作业解封检泵的问题

②简化地面工艺流程

采用循环分离增压的方式： 混合液经过初次砂液气分离，水套炉加热，二次分离，进高架缓冲罐沉降，底水抽出进入高压柱塞泵增加形成高压动力液回注。高位溢出泵输进站。

2.5研究了生产井段厚度小、出细粉砂油井的防砂工艺

该技术利用压裂车组泵入压裂液压开地层，按不同的砂比向压开的地层挤注树脂砂，在地层温度和固化剂作用下，树脂砂胶结、固化，在近井地带形成挡砂屏障，因其具有很高的渗透率，不影响液流流入井筒。在达到防砂效果的同时，这种方法又极大地改变了地层中液体的流动方式，井底附近的液流从径向流转变成线性流，降低了流动阻力，可达到增产效果。与其它防砂方式比较，它的整个填砂层都是高渗透的过滤带，增加了地层液流的过滤面积，特别是对出细粉砂的油井来说，减少了过滤堵塞，能够成倍延长防砂有效期。针对油层厚度小，井筒形成砂柱难问题，改进了施工工艺和充填参数，确保防砂剂在近井堆积，实现封口。

2.6 研究了层间物性差异大套损井防砂工艺

曙3805块投产初期，因油井大量出砂，1口油井套管后出水泥块，实施管内逆向砾石充填防砂技术。先将高精密滤砂管和充填装置下至油层部位，丢手悬挂固定在油层顶部上端，然后下入填砂服务管柱，采用正循环底部逆向充填的方式，使用清洁性携砂液携带砾石，通过压裂车组将砾石携带到油层亏空处和滤砂管与套管的环形空间，在砾石的滤砂和滤砂管的挡砂作用下，形成高强度的防砂屏障，阻止地层砂向井筒内运移，从而保证出砂油井的正常生产。

4 现场应用情况

现场累计实施10口井，措施成功率100%，曙3805块实施从完井到生产的全过程综合防砂技术后，获得了良好的防砂效果，出砂状况得到了明显的抑制。因该技术的成功应用，曙3805计划部署新井35口，控制储量253万吨，增加可采储量40万吨。

5 结论

（1）理论研究表明，通过外加厚套管完井，实施大孔径、高孔密、深穿透方式射孔、油层深部防砂及控制压差生产的全过程综合防砂技术，可有效解决疏松砂岩的出砂问题。

（2）实践证明，在严重出砂区块实施全过程综合防砂技术，油井冲检周期大幅度延长，提高了油井的生产时率。

（3）曙3805块防砂技术的研究与应用，不但保证了该区块的正常生产，更为曙三区的二次开发提供了技术思路。

参考文献：

[1] 罗英俊，万仁溥.采油技术手册（第三版）下册[M].北京：石油工业出版社，2005：1174.

[2] 蒋官澄，鄢捷年，等.疏松砂岩油藏出砂机理研究[J].钻采工艺，1996，13，（2）：9-12.

[3] 段大洋.脱砂压裂防砂技术在辽河油田的应用[J].试采技术，2005，26（36）：38-42.