水平井裸眼砾石充填防砂完井在大港油田中的应用.pdf

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1、水平井裸眼砾石充填防砂完井在大港油田的应用1111112齐月魁聂上振秦飞翔曲庆利刘长军韩莉汤新国（1、石油工程研究院2、滩海开发公司，天津大港油田，300280）摘要：针对大港油田疏松砂岩油藏埋藏浅，泥质含量高，胶结疏松，成岩性差等特征，所导致的开采过程中出砂严重的问题，开展水平井裸眼砾石充填防砂完井技术研究，通过室内试验以及配套工艺管柱在大港油田港4-60-3H井的应用，形成了成熟的水平井裸眼砾石充填防砂完井技术。该技术实现自主研发，节省了生产成本，为油田进一步的开发提供强有力的技术支撑和保证，为大港油

2、田的大油田建设起到了积极的推动作用。引言大港油田大部分区块属疏松砂岩油藏，埋藏浅，泥质含量高，胶结疏松，成岩性差等特征，导致开采过程中出砂严重，极大地影响了油田的正常开发和生产。尤其是油层含水上升后，以粘土为主的油层胶结物，遇水膨胀变松散，胶结强度降低，进而发生颗粒运移，大大加剧地层出砂程度。常规的筛管防砂不能满足生产的要求，需要研发出一种长效的水平井裸眼砾石充填防砂技术。大港油田水平井防砂技术难点大港油田的出砂油藏主要集中在港东、港西的明化、馆陶油组及羊三木、孔店、羊二庄等油田。与胜利、冀东油田相比，港

3、西、港东的明化、馆陶油组地层砂粒度中值小、分选性、均匀性较差，出砂程度较高，防砂完井难度较大。大港油田出砂油藏储层特性统计如表1所示。表1大港油田出砂油藏储层特性统计泥质地层砂粒径(um)油田层位含量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港东Ng14.6260.21

4、45126.8937.0857.113.936.6羊二庄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庄海8Ng1326120421220.5711.26.5522.1板桥NgIII1218013813256292.46.2目前大港油田普遍采用的精密复合筛管完井，挡砂精度过高导致筛管堵塞、油气井供液能力大幅度下降；精度过低，筛

5、管失去挡砂作用，大量地层砂产出，导致防砂失败，表现出的主要问题是筛管破漏、堵塞。在港西、港东等地层砂分选差的油田共实施了45口井，其中25口井正常生产，占51%；11口井出现问题，其中3口井破漏，2口井堵塞，6口井冲砂，占29%；有9口井属于其他原因，4口井舍弃水平段，5口井关井和转注，占20%。分析出现挡砂失效的主要原因有以下三点：①完井方式不合理。分选差、粒径小的港西、港东明、馆陶油组，按照国际标准，该类储层应首选砾石充填完井，砾石充填完井能够将地层砂分级阻挡在筛管滤砂层外，形成长期有效的防砂壁垒。由

6、于受成本、产能、完井工具、准备周期等因素的制约，未能实施，不得已选择了精密复合筛管完井。②受地层砂分选性差、储层非均质影响，筛管挡砂精度优化难度大。目前开展的地层砂粒度分布规律研究仅仅是点上数据，不代表整个水平段横向粒度分布情况。同时地层砂分选性差、细粉砂含量高，造成了挡砂参数优化难度大。③投产工作制度不合理。研究表明，筛管完井生产制度的合理匹配、优化十分关键，通过初期控液、平稳提液生产，保证在筛管外部形成稳定的挡砂砂桥，能提高筛管防挡砂效果。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，高达6103m/d。由于地层砂分选差、泥质含量高、工作制度不合理会导致筛管部分被堵塞，在部分筛管堵塞的情况下又提液生产，极易导致筛管局部破坏。1水平井裸眼砾石充填参数优化设计水平井完井技术是水平井开采技术中的重要组成部分。由于水平井建井成本较高，人们总是希望水平井尽可能长期保持高产以获得较高的经济收益。筛管砾石充填完井是达到这一目的的有效手段，与其它完井方式相比，水平井砾石充填具有更大的优越性，尤其对于疏松砂岩易出砂油藏，砾石充填是水平井首选的完井方式。目前，水平

8、井裸眼砾石充填作业存在一定的风险，主要表现在当充填砾石还没有达到水平井筒末端时会发生提前堵塞使作业失败，这主要是因为水平井筒内的砾石在充填过程中不但存在携砂液向地层的滤失，而且充填管柱结构也影响充填动态，使得整个充填过程变得非常复杂和难以控制。水平井参数优化设计的目标是优化组合地面旌工参数，使达到100％的充填率。优化目标：稳定安全达到100％充填率。已知参数：井身结构、筛管尺寸、砾石参数、携砂液密度、地层孔渗等。优化对象：砂