水平井裸眼礫石充填防砂完井在大港油田中的應(yīng)用.pdf

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1、水平井裸眼礫石充填防砂完井在大港油田的應(yīng)用1111112齊月魁聶上振秦飛翔曲慶利劉長軍韓莉湯新國（1、石油工程研究院2、灘海開發(fā)公司，天津大港油田，300280）摘要：針對大港油田疏松砂巖油藏埋藏淺，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松，成巖性差等特征，所導(dǎo)致的開采過程中出砂嚴(yán)重的問題，開展水平井裸眼礫石充填防砂完井技術(shù)研究，通過室內(nèi)試驗(yàn)以及配套工藝管柱在大港油田港4-60-3H井的應(yīng)用，形成了成熟的水平井裸眼礫石充填防砂完井技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，節(jié)省了生產(chǎn)成本，為油田進(jìn)一步的開發(fā)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保證，為大港油

2、田的大油田建設(shè)起到了積極的推動作用。引言大港油田大部分區(qū)塊屬疏松砂巖油藏，埋藏淺，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松，成巖性差等特征，導(dǎo)致開采過程中出砂嚴(yán)重，極大地影響了油田的正常開發(fā)和生產(chǎn)。尤其是油層含水上升后，以粘土為主的油層膠結(jié)物，遇水膨脹變松散，膠結(jié)強(qiáng)度降低，進(jìn)而發(fā)生顆粒運(yùn)移，大大加劇地層出砂程度。常規(guī)的篩管防砂不能滿足生產(chǎn)的要求，需要研發(fā)出一種長效的水平井裸眼礫石充填防砂技術(shù)。大港油田水平井防砂技術(shù)難點(diǎn)大港油田的出砂油藏主要集中在港東、港西的明化、館陶油組及羊三木、孔店、羊二莊等油田。與勝利、冀東油田相比，港

3、西、港東的明化、館陶油組地層砂粒度中值小、分選性、均勻性較差，出砂程度較高，防砂完井難度較大。大港油田出砂油藏儲層特性統(tǒng)計如表1所示。表1大港油田出砂油藏儲層特性統(tǒng)計泥質(zhì)地層砂粒徑(um)油田層位含量D40/D90D10/D95D10D40D50D90D95%Nm13.622962.3759.718.534.177.354.9港西Ng11.4279185120.1332.097.25.7638.8Nm13.5235.5126.2667.10318.1410.486.9622.5港東Ng14.6260.21

4、45126.8937.0857.113.936.6羊二莊Nm12.9278.4191.05189.2659.6822.763.212.2羊三木Ng11265190.66162.3565.2354.32.924.9孔店Ng15.7279193192.7473.1658.52.634.8莊海8Ng1326120421220.5711.26.5522.1板橋NgIII1218013813256292.46.2目前大港油田普遍采用的精密復(fù)合篩管完井，擋砂精度過高導(dǎo)致篩管堵塞、油氣井供液能力大幅度下降；精度過低，篩

5、管失去擋砂作用，大量地層砂產(chǎn)出，導(dǎo)致防砂失敗，表現(xiàn)出的主要問題是篩管破漏、堵塞。在港西、港東等地層砂分選差的油田共實(shí)施了45口井，其中25口井正常生產(chǎn)，占51%；11口井出現(xiàn)問題，其中3口井破漏，2口井堵塞，6口井沖砂，占29%；有9口井屬于其他原因，4口井舍棄水平段，5口井關(guān)井和轉(zhuǎn)注，占20%。分析出現(xiàn)擋砂失效的主要原因有以下三點(diǎn)：①完井方式不合理。分選差、粒徑小的港西、港東明、館陶油組，按照國際標(biāo)準(zhǔn)，該類儲層應(yīng)首選礫石充填完井，礫石充填完井能夠?qū)⒌貙由胺旨壸钃踉诤Y管濾砂層外，形成長期有效的防砂壁壘。由

6、于受成本、產(chǎn)能、完井工具、準(zhǔn)備周期等因素的制約，未能實(shí)施，不得已選擇了精密復(fù)合篩管完井。②受地層砂分選性差、儲層非均質(zhì)影響，篩管擋砂精度優(yōu)化難度大。目前開展的地層砂粒度分布規(guī)律研究僅僅是點(diǎn)上數(shù)據(jù)，不代表整個水平段橫向粒度分布情況。同時地層砂分選性差、細(xì)粉砂含量高，造成了擋砂參數(shù)優(yōu)化難度大。③投產(chǎn)工作制度不合理。研究表明，篩管完井生產(chǎn)制度的合理匹配、優(yōu)化十分關(guān)鍵，通過初期控液、平穩(wěn)提液生產(chǎn)，保證在篩管外部形成穩(wěn)定的擋砂砂橋，能提高篩管防擋砂效果。大港油田的33防砂失效井，初期液量43—105m/d，后期提液

7、79—610m/d，液量最高的是港H2井，高達(dá)6103m/d。由于地層砂分選差、泥質(zhì)含量高、工作制度不合理會導(dǎo)致篩管部分被堵塞，在部分篩管堵塞的情況下又提液生產(chǎn)，極易導(dǎo)致篩管局部破壞。1水平井裸眼礫石充填參數(shù)優(yōu)化設(shè)計水平井完井技術(shù)是水平井開采技術(shù)中的重要組成部分。由于水平井建井成本較高，人們總是希望水平井盡可能長期保持高產(chǎn)以獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益。篩管礫石充填完井是達(dá)到這一目的的有效手段，與其它完井方式相比，水平井礫石充填具有更大的優(yōu)越性，尤其對于疏松砂巖易出砂油藏，礫石充填是水平井首選的完井方式。目前，水平

8、井裸眼礫石充填作業(yè)存在一定的風(fēng)險，主要表現(xiàn)在當(dāng)充填礫石還沒有達(dá)到水平井筒末端時會發(fā)生提前堵塞使作業(yè)失敗，這主要是因?yàn)樗骄矁?nèi)的礫石在充填過程中不但存在攜砂液向地層的濾失，而且充填管柱結(jié)構(gòu)也影響充填動態(tài)，使得整個充填過程變得非常復(fù)雜和難以控制。水平井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)是優(yōu)化組合地面旌工參數(shù)，使達(dá)到100％的充填率。優(yōu)化目標(biāo)：穩(wěn)定安全達(dá)到100％充填率。已知參數(shù)：井身結(jié)構(gòu)、篩管尺寸、礫石參數(shù)、攜砂液密度、地層孔滲等。優(yōu)化對象：砂