南堡油田浅层油藏防砂工艺研究与应用

南堡油田浅层油藏防砂工艺研究与应用

王昊

中国石油冀东油田分公司南堡油田作业区，唐山 063200

摘要：南堡油田浅层油藏为疏松砂岩油藏，胶结作用较弱，地层易出砂。主要采用防砂泵排砂和机械筛管挡砂两种防砂方式，随着采液指数不断提高，砂埋油层、防砂管堵塞问题日趋严重，通过开展声波时差、地层孔隙度、组合模量等出砂指数预测，分析和优选适合南堡油田的防砂工艺，提高南堡油田浅层油藏防砂效果。

关键词：浅层油藏 出砂预测 防砂工艺 挡砂精度

1、油藏基本特征

南堡油田浅层油藏主要储层为明化镇组(Nm)和馆陶组(Ng)，平均埋深1600m-2480m，整体为高孔中高渗储层。岩性以细中砂岩为主，胶结物以泥质为主，胶结类型多为孔隙式胶结，属于胶结疏松地层。浅层油藏出砂特征主要有：（1）77%的浅层岩石应力曲线表现出“软”地层曲线特征，岩石单轴抗压强度在5Mpa以下，属于弱固结岩石，容易出砂；（2）部分井含水升高，溶解了岩石颗粒的胶结物，降低了地层的毛细管力，导致储层砂岩强度降低；（3）采油速度高，油井生产压差大, 地层流体流速快，对地层砂的拖曳力大。

2、南堡浅层油藏防砂工艺技术研究

2.1出砂预测

综合应用声波时差法、地层孔隙度法、组合模量法等经验做法[1]，结合作业出砂情况，完成了南堡浅层油藏出砂指数预测：①声波时差法：当△tc>345μs/m，地层极易出砂；②地层孔隙度法：φ＞ 30% 时，胶结程度差，出砂严重；③组合模量法：当Ec<1.5×104 Mpa时，正常生产时严重出砂。

综合上述三种出砂预测方法及117井次出砂情况，判断南堡油田1-3浅层、4-1浅层极易出砂，2-3浅层、3-2浅层出砂较严重，1-29浅层不易出砂。出砂预测与现场实际出砂结果基本一致，如表1所示。

表1 南堡浅层出砂预测统计表

2.2防砂工艺优选

结合出砂指数预测及地层砂粒径中值分析，比对储层物性、采液强度、地层亏空、防砂费用及有效期，进行滤砂管防砂、化学防砂、充填防砂工艺优选。通过优选，南堡油田主要防砂方式为以滤砂管为挡砂介质的挂滤防砂，辅以充填防砂和化学防砂。工艺对比如表2所示。

表2 南堡防砂工艺对比表

3、防砂效果分析

统计近五年总体防砂有效率82%，其中挂滤防砂为主要防砂手段，工艺简单，费用较低，出砂极严重的地层和套损井适用性较差；循环充填和挤压充填工艺复杂，费用较高，防砂效果较好，如表3所示。

表3 南堡防砂效果对比表

（1）防砂后生产初期应小制度生产。在生产初期，部分足够细的固相颗粒进入筛管挡砂介质内部(或被继续排出或堵塞在挡砂介质内部) [2]，大量泥砂运移到防砂筛管或射孔炮眼处爆发“拥堵效应”，从而降低产液能力，平稳外排细砂及泥质，有利于提高近井地带孔隙度和渗透率，增加油气产量。

（2）对层防砂管堵塞井可实施解堵。针对防砂管堵塞后供液不足的情况，采用非酸解堵方式，在15-25Mpa之间挤水50-100方，可以有效缓解堵塞情况，目前应用5口井，有效率100%。

（3）出砂井不适用小直径或无枪身、小孔径、低孔密的套管射孔完井方式，因为泄流面积小，通过孔眼处的产液流速高很容易造成速敏出砂；同时流动阻力对产量影响大。对出砂井射孔完井方式推荐优选“大枪、大弹、高孔密、深穿透”。

（4）绕丝筛管挡砂存在局限。该类筛条与筋条焊接特点决定了不适用≥45°斜井、定向井和水平井，因在大斜度井段推进绕丝筛管时弯曲变形产生拉伸、挤压的外力导致两者开焊、筛缝扭曲变形、变宽或变窄造成防砂失败。

（5）储层的粒度特性是防砂方式选择的基础。目前南堡浅层粒度中值分布在100-250um，通过粒度中值法d₅₀和均质系数Uc(d₄₀／d₉₀)进行筛管精度优选[3]，同时通过历次作业出砂特征及防砂后的产能分析予以修正。

参考文献：

[1] 顾宇鹏等,春光油田稠油热采水平井防砂工艺优选及参数优化研究, 中国石油和化工标准与质量,2016 36(11) 

[2] 董长银,机械防砂筛管挡砂介质堵塞机制及堵塞规律试验, 中国石油大学学报(自然科学版), 2011年第35卷第5期

[3] 邓金根，中国海上疏松砂岩适度出砂井防砂方式优选，石油学报，第33卷第4期

王昊 （1988-），男 中国石油冀东油田分公司；研究方向：油气田开发。

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