防砂工艺现状及下一步打算

1、防砂工艺现状及下一步打算一、 防砂现状1、各种防砂方法应用概况：目前，胜利油田共投入勘探开发72个油气田(天然气田2个)，其中，中高渗疏松砂岩油藏35个，占油田总数的47.9%；覆盖可采储量8.7108t，占总可采储量的83.5%；年产量为2150104t，占全年总产量的80.7%。主要出砂层系是馆陶、东营、沙一至沙三等胜利油田主力生产层系。胜利油田疏松砂岩油藏储量大、类型多、分布广、防砂工作量大，每年总防砂井次在3000井次左右。随着含水的上升和采液强度的提高，出砂井数越来越多，但因为防砂工艺技术的改进完善，防砂工作量有呈逐年稍有递减的趋势。近三年共统计防砂井5115井次，不同防砂工艺技术在

2、整装、稠油及海上油田的应用情况如图所示。050010001500200025003000压裂防砂挤压充填防砂循环充填防砂复合防砂滤砂管化学防砂0501001502002503003502、各种防砂方法的比较：从统计结果分析，目前，在应用规模上，高压挤压砾石充填防砂工艺是2828井次，其次是复合防砂698井次和管内循环充填防砂687井次；对防砂效果来说，由于范围大，井数多，工作量大，大部分采油厂都未做这项工作，许多资料都是临时收集，其准确性及可信度较难把握，很难统计出准确的结果。下面仅从孤东采油厂相对完整的资料作一分析。孤东油田是一个典型疏松砂岩油藏，目前处于高含水开发阶段。下图为孤东历年的防砂

3、状况图： 从上图曲线可以看出，孤东油田93年出现一个防砂作业高峰，此时绕丝管还是管内充填，应用量很少，相对于其它防砂方式，在提高产量和延长防砂有效期上无优势可言，而在施工工艺简单性上不如滤砂管，在后处理拔滤牵扯作业成本上不如化学类防砂。当时大量应用的是滤砂管、干水泥砂、涂料砂和地下合成，到9599年，年防砂施工井数基本稳定在1200口左右，在2001年以后，随着高压充填的逐步成熟，应用比重逐渐增大成为主导工艺，如2004年共防砂施工820井次，高压充填697井，占到85，地下合成、滤砂管、化学防砂复合防砂等总共只有15，这也是优胜汰劣的选择。从一般规律看，随着注水量的增加和采液强度的增大，因出

4、砂而作业次数会越来越频繁，但从曲线上看随着绕丝管高压充填的大量应用，总出砂作业井数呈下降趋势，年作业量稳定在800口左右，这是高压充填被大量推广的根据。下面利用现有资料对绕丝管高压充填防砂平均有效期的计算。2006年1月对05年全年的绕丝管高压充填井的平均有效期分析目前缺少对每一口防砂井的连续记录以及各种方式防砂有效周期的统计，只有利用现有资料作一下分析。对2005年全年按月份所有的经过高压充填并直至2006.1月份仍能正常生产的井数作一百分比统计处理，防砂后随时间的延长失效井比例越来越大，其斜率约在0.087即4度58分左右，照此推算将50的井失效作为其平均有效期，应该是18月左右。对200

5、4年所有防砂的820口井分作机械、化学和复合防砂三大类，其中机械类防砂705口，占86，化学类防砂16口，占2，复合类防砂99口，占12，90天有效率机械类为92.9%，化学类63.6%,复合类为83。年底总有效率机械类为86.1%,化学类为56，复合类为83。从比例上看机械类最高，复合类次之，化学类最低。但几种防砂方式之间单纯地对比有失客观，化学防砂主要用于早期、短井段井、套变井的防砂，且涂料砂等的成本较高，大量出砂严重且难治理井都用绕丝筛管高压充填处理。结果表明，高压挤压砾石充填防砂因具有防砂增产、改变近井地带的流通能力、降低流动阻力，防砂强度高等工艺特点而已作为油田开发的主导防砂工艺技术

6、；压裂防砂因其施工成本高而在现场推广应用中受到一定的限制。其它防砂工艺技术都有一定范围的应用。通过调研发现，胜利防砂工艺技术已实现了由单一的生产维护措施到防砂增产措施的转变；由单项工艺技术到配套集成技术系列的转变；工艺向油藏深入，不断提高工艺与油藏适应性的转变。通过数据统计分析及调研走访，发现了防砂工艺技术在应用实施、质量管理、监督监控、人员素质等方面存在着各种各样的问题。为了进一步提高胜利油田防砂工艺水平，最大程度提高中高渗透疏松砂岩油藏的采出程度，提高该类油藏油井的防砂免修期，降低油田的防砂作业成本，需建立完善的防砂市场监督管理体系，制定科学的技术规范，为胜利油田剩余油开发，挖潜上产，油气

7、当量重上三千万提供有效的保障措施。二、疏松砂岩油藏开发中面临的难题1、高含水油田这类油田主要分布在孤东、孤岛等整装油田，主要特点是油井采油强度高、生产压差增大，出砂加剧；注水开发使地层胶结物不断溶失，导致地层骨架破坏，出砂加剧，含水上升，影响油井生产；套变套损井逐年增多，据不完全统计，每年套损套变井按照正常生产井的20%速度递增。2、海上油田海上埕岛油田同时射开层数多、井段长、层间物性差异大，多年的高速强采使层间矛盾更加突出，单一的滤砂管防砂工艺和笼统的高压充填已不能满足海上提速提液的开发需求。3、难动用区块稠油粉细砂岩油藏防砂难度大稠油疏松砂岩区块，携砂力强，防砂注汽后，一方面放喷速度过快，

8、易冲蚀挡砂屏障。另一方面粉细砂运移，导致油井产能迅速降低。4、复杂结构井主导防砂工艺是滤砂管防砂，最近已开展了水平井砾石充填试验。三、07年工作(一)、加强基础理论研究通过对高含水油井测井资料、岩芯资料，测试资料等资料的处理分析，研究不同高含水油田临界流速、极限生产压差、累积出砂量的出砂规律，为高含水油田防砂工艺优化提供可靠的动态资料。同时，加快高压充填近井形态描述，砂粒在不同粘度，不同流速的沉降规律研究，为施工参数的进一步优化提供科学依据，力争在年内使防砂基础理论研究获得实质性突破。 (二)、加强防砂新技术的引进 通过对国内外新技术的追踪调研，结合油田勘探开发中不断暴露的矛盾，树立引进与自主

9、创新的科研思路，加快裸眼井防砂、膨胀筛管、射孔防砂测试一体化等新技术的引进，不断解决油田在不同勘探开发期所暴露的新的矛盾。（三）、大力推广4项防砂工艺技术1、高压一次性挤压砾石充填防砂工艺技术高压一次性挤压砾石充填防砂工艺技术适用于疏松砂岩高含水油藏出砂严重、防砂井段较短的油井，是针对油田开发后期研究的一项新技术，目前该项技术已大量进入现场推广应用，要在科学的工艺设计和施工安全度上不断完善。高压充填防砂工艺管柱一次可完成打桥塞、充填、下生产封隔器三种工序，整个管柱结构简单、操作方便、与以往防砂工艺技术相比每口井可节约2趟管柱，大大减少了作业时间，防砂成功率高，有效期长。07年将加大对孤东、胜采

10、、滨南等进入高含水油田油井的推广应用，大大延长了防砂有效期，进一步提高高含水疏松砂岩油田的最终采收率。2、分层挤压砾石充填防砂工艺技术一次性分层挤压砾石充填防砂工艺技术适用于出砂严重、防砂井段长、夹层大的油井，该工艺一趟管柱可以完成3层以上的油层挤压充填施工，挤压时封闭其它层而只对施工层高压施工，很好地解决了疏松砂岩油藏层间非均质性的防砂难题，又降低了作业成本，缩短了施工周期，减少了油层伤害。目前该项技术已较成熟。其第一口试验井尚9-13井为03年6月份施工，距今已三年半的时间，防砂仍然有效且保持了较高的产量，其后完成的施工井至今没有一口防砂失效，说明了该工艺的突出优势。该项防砂工艺技术的研究

11、成功填补了国内防砂工艺技术的空白，为海上及陆地长井段、多油层、非均质严重的油井防砂提供了坚实的技术支撑。该技术是我采油院独有的技术，外面人很难模仿，07年将对工艺管柱进行进一步完善配套，加大对海上等油田多层井的推广应用力度。3、压裂防砂工艺技术压裂防砂是防砂观念和防砂工艺的重要突破，它通过压裂改造技术，使油层产生短、宽裂缝，并向油层挤入高强度的砾石作为支撑剂，增大了油井的充填半径，解除了近井地带泥质、泥浆以及原油胶质、沥青质带来的污染，改善了近井地带流体的渗流方式，提高了地层导流能力，该项技术适用于地层较深、中高渗、出砂严重及存在一定污染油藏的油井防砂。我院在石油开发中心难动用稠油储量的开发上

12、得到了较大量的推广应用，相对于高压充填在提高油井产量上有明显的效果。一步法压裂防砂在施工成本和施工效果上相对两步法有其相当的优势，根据调研，目前除美国必捷公司外，是我院的独有技术，下步在不断改进和配套压裂防砂施工设备的基础上，进一步完善压裂防砂工艺软件和压裂防砂一体化工艺管柱。优化施工参数，提高油井防砂后的产能。4、水平井管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺技术“九五”期间利用研制开发的水平井滤砂管防砂工艺技术，现场施工73井次，防砂成功率100%，取得了良好的防砂稳产效果，为疏松砂岩水平井采油工艺技术的发展奠定了基础。但是，随着水平井的不断开发利用，老区含水升高，油层出砂加剧，大泵采液造成液流流速增

13、加，单一的滤砂管防砂局限性逐渐暴露出来，对一些高泥质、粉细砂和一些稠油油藏，生产中极易堵塞滤砂管，含水上升快，无法满足地质配产要求。利用高渗砾石地层充填以后，在炮眼附近可显著改善近井地带流通能力，提高油井产量和延长防砂有效期。为了进一步扩大水平井防砂技术应用范围，提高水平井防砂综合效果，目前已完成了一次性水平井砾石充填工艺管柱、低密度充填材料、清洁携砂液以及施工参数的优化研究，并在胜采、东辛、冀东等油田进行了7口井的先导试验，均取得了较好的防砂效果，07年准备在孤岛、东辛、滨南等采油厂进行进一步的扩大应用。（四）深入开展四项防砂工艺技术的攻关研究1、高含水油田堵水防砂一体化技术研究通过对目前国

14、内防砂堵水剂调研评价，结合对高含水区块、油水关系复杂区块的出水规律、出砂机理以及二者之间的关系的研究，并对层内水侵、层间水窜等有效防治措施进行深入分析。07年将开展防砂的同时具有一定的选择性堵水能力的工艺的研究，探索高含水疏松砂岩油藏适应性防砂工艺。重点解决高含水油田防砂难题。2、开展套变套损井等防砂工艺技术的攻关研究。 随着套变套损井的增多，应开展套变套损井防砂工艺技术的攻关研究，引进配套膨胀筛管防砂工艺技术，最大限度的挖掘复杂地层油井防砂后的产能，形成套变套损井系列配套工艺技术。3、高压砾石充填近井形态描述及评价技术研究根据高压砾石充填防砂井现场实施工艺建立物理模型试验装置，进行高压砾石充

15、填防砂充填过程实时模拟，获取地层形态及相关参数，以物模试验结果、测井资料、地质资料等材料为基础建立数学模型，进行高压挤压（压裂）防砂后近井地带动态描述以及不同施工参数下高压挤压（压裂）后地层形态研究并推导高压挤压（压裂）防砂井有效半径，平均渗透率、表皮系数等相关参数的计算公式，同时进行效果评价技术研究，最终利用现场效果评价监测技术对理论模型进行进一步评价与修正，对施工效果进行最终评估，建立一套完善的综合效果评价体系。近井形态描述并非是可有可无的研究，如对一些渗漏亏空井，地层压力低，挤压时向地层大量渗漏携砂液，地面不起压力，但向地层填砂砂时却很快起压，填不进砂，对此类井应采取一定的工艺措施才能取

16、得较好的施工效果。4、注聚区油井防砂工艺技术研究该项目在开展注聚区油井出砂机理研究的基础上，一方面开展提高油井防砂效果的研究，通过改进与优化现有防砂工艺，并应用混纤维充填工艺来提高防砂强度，满足提液引效的要求；另一方面针对导致防砂后油井产液量低的不同因素，分别采取高压充填提高近井地带渗流能力、研发特种砾石充填防砂新工艺防止聚合物堵塞等措施，达到既能保证油井提液量又能防住砂的研究目的。5、开展钻采一体化裸眼分层砾石充填防砂工艺的技术储备前期研究。用套管悬挂割缝管一趟管柱下入裸眼井，在夹层打裸眼封隔器分层以防止层间串通，防止生产后期层间水的侵入，用一趟管柱完成油层数层油层的循环环空砾石充填，同一趟

17、管柱完成油层以上的水泥固井工作，省去射孔工序，大量降低生产成本，使地层和井筒最大程度地联通，最大程度的释放油层能量，提高产量。6、开展裸眼井水平井砾石充填防砂工艺的技术储备前期研究。裸眼井水平井砾石充填能最大限度地保持油井和地层的连通，保持地层原状，提高油井产能， 提高综合采收率，并留一空套管井筒，在失效后也方便采取后续措施。7、开展分层防砂分层采油工艺技术的技术储备可行性研究。目前海上等油田油层层数多，跨度长，层间差异大，全井合采时每个层的贡献不同，甚至某一层的出液进入另一层，造成储量浪费和开发混乱。分层防砂目前已经解决，关键在分层开关的可靠性，即生产一两年后在油水泥砂腐蚀等恶劣条件下能否动作如预期设计灵活。四、几点建议1、围绕油田开发形势，利用油田重视防砂工艺技术应用的契机，在做好油田防砂工艺技术现状调研及胜利油