番禺30-1气田水平井精细防砂研究与实践

番禺30-1气田是以水平井开发为主的海上深水气田,生产时地层出砂,必须采用先期防砂完井才能投产。海上深水气田开发的高成本决定了其防砂措施必须可靠,因此需要确定该气田水平井采用的高级优质筛管的防砂层结构和综合挡砂精度。采用实际的地层岩心,通过室内出砂模拟实验确定了高级优质筛管防砂的合理挡砂精度,获得了不同于常规的防砂设计准则。生产实践表明,采用出砂模拟实验确定的挡砂精度比直接采用防砂准则设计的挡砂精度更加可靠,防砂后产量高,防砂效果好,为此类气田进行精细防砂设计提供了新的思路。     

深水高产气井防砂方式及精度优选实验评价

南海L气田作为海上深水高产气田,储层为高孔高渗气藏,细粉砂岩地层,储层物性纵向范围变化较大,部分层位非均质性较强,粒度、泥质含量变化较大。利用常规方法选择防砂方式和挡砂精度往往出现不一致的设计结果。海上深水气田开发的高成本决定了其防砂措施必须可靠,因此需要借助实验手段进一步验证和优化防砂参数。选取L深水气田HL组细粉砂岩为实验对象,模拟地层砂在相同产气量驱替条件下,进行不同防砂方式、不同防砂精度、不同驱替时长、不同砾石充填厚度和不同挡砂介质防砂效果对比实验,从过流能力和挡砂效果两个方面进行综合评价,确定该气田采用120 μm筛网充填20/40目砾石更有优势,并且充填层厚度至少达到1.5 in以上。评价方案具有一定的推广应用价值。     

中国海上疏松砂岩适度出砂井防砂方式优选

依据国内外防砂方式选择方法及室内大型出砂模拟试验研究成果,提出疏松砂岩适度出砂井防砂方式选择的理论参数地层砂粒度中值 d₅₀、均质系数 U_C、泥质含量 V_sh 以及蒙脱石含量。通过对中国4个海域储层特性进行的统计、不同防砂方式下出砂模拟试验及现场防砂效果,得到了中国海上疏松砂岩适度出砂井的防砂方式选择标准,并建立了相应的防砂方式优选图版,挡砂精度设计参照地层砂粒度中值 d50。该图版在海上多个新开发油藏的防砂方案设计应用中取得了较好的效果。     

大港油田水平井筛管完井挡砂参数优化研究

针对大港油田防砂筛管完井中筛管挡砂孔径与地层砂粒度中值间缺少一个明确关系式的问题,采用理论模型和室内实验相结合的方法,推导出了挡砂孔径和地层砂粒度中值间的关系式,并通过对比分析发现,挡砂孔径从0.88D50提高到1.27D50,水平井比采油指数会提高30%。现场生产情况统计分析表明,适当放大挡砂孔径既可满足防挡砂需要,又能提高水平井产量。     

预充填防砂筛管在海上砂岩油藏适应性评价

我国海上油田使用独立优质筛管或者放大筛管挡砂粒径来提高产量,该措施有时会引起油井出砂不可控。设计了以砾石层为主要防砂介质的预充填防砂筛管,基于海上某油田地层特性的统计结果进行了防砂试验,结果表明:米采指数与泥质含量及含砂量成反比关系,泥质含量在5%~10%时对筛管的堵塞影响较大,且米采指数前者是后者的2.5倍;调节生产压差仅在短时间内有助于提高产量,对长效增产意义不大。对比预充填筛管与现场常用独立优质筛管的防砂效果,发现前者对海上地层适应性范围更广,更能满足油井防砂要求。     

挡砂介质变形及挡砂精度变化规律研究

关于挡砂介质在热采条件下的变形特性以及对挡砂精度的影响规律少有研究。为此,分析了挡砂介质的主要结构类型以及不同金属材料在高温下的线膨胀系数的变化规律;以此为基础,分析割缝缝隙类、绕丝缝隙类和金属滤网类这3种挡砂介质的几何结构模型,建立了高温条件下的介质变形特性及挡砂精度预测模型,分析了不同结构参数下筛管挡砂精度变化规律。分析结果表明:随着温度升高,完全约束条件下的割缝衬管和绕丝筛管的挡砂精度明显降低;360℃条件下绕丝筛管挡砂精度降低幅度小于5%,而割缝衬管挡砂精度降低幅度高达25%,并且割缝间距越大,挡砂精度降低幅度越大;随温度上升,滤网类筛管挡砂精度取决于滤网金属丝直径和原始网孔的相对大小,但变化幅度不超过1%。研究结果可为热采井防砂设计提供指导。     

番禺气田水平井防砂工艺技术

番禺气田是南海珠江口盆地发现的一个大型气田,为充分发挥气井产能,降低开发成本和作业风险,针对该气田开发方案、气藏类型、储层物性、流体特征、储层保护等特点和要求,对防砂完井方式、筛管挡砂精度、盲管和筛管组合及筛管尺寸等工艺技术进行了优化研究。最终采用了裸眼下优质筛管防砂完井方式·确定了各锗气层的筛管挡砂精度及筛管盲管组合方式,在A07H井、A08H井等8口井的现场应用中,取得了良好效果,对今后气田水平井防砂具有较好的借鉴意义。     

渤海湾地区适度防砂技术防砂方式优选

通过分析国内外防砂方式选择依据,结合室内大型出砂模拟试验,提出根据均质系数UC、泥质含量Vsh、黏土矿物的吸水膨胀性3个参数作为适度防砂技术防砂方式选择的理论依据,挡砂精度的设计主要参照地层砂粒度中值d50。进行了渤海湾地区典型油田储层特性分析和不同防砂方式下的产能评价,得出渤海湾地区适度防砂技术的防砂方式及参数选择标准,并建立了相应的防砂方式选择图版。该图版在渤海湾新开发的KL3-2油田的防砂方案设计中进行了应用,并进行了室内出砂模拟试验,结果表明其设计合理,具有现场应用价值。     

Haute Mer A 区块深水稠油油田防砂挡砂精度研究

中海油刚果（布）Haute Mer A 区块为深水出砂稠油油藏,根据常规的挡砂精度设计准则采用砾石充填防砂后出油困难。为了确定合理的挡砂精度,提出了海上稠油防砂不同设计原则下的最大含砂浓度标准,并通过砾石充填出砂模拟实验, 采用“三曲线分析方法”,获得了不同于常规的防砂设计准则。该分析方法同时考虑了砾石充填层的相对渗透率、剩余渗透率及含砂浓度标准。实验结果表明,充填层砾石粒度中值为地层砂粒度中值8~9 倍时充填层渗透性最好;采用该设计准则确定的防砂挡砂精度油井产能提高了3 倍多,解决了该区块防砂后出油困难的问题,为该类稠油出砂油藏挡砂精度设计提供了新的思路。     

防砂筛管性能评价实验方法的建立

目前国内外有关防砂筛管性能的研究往往局限于挡砂机理方面,对于防砂筛管性能的评价,也没有形成有效的评价方法。防砂筛管性能的主要影响因素有油井机械防砂方式、防砂管类型、过滤精度和泥质含量,为此本文利用已研制出的大型出砂模拟实验装置,针对防砂管性能的主要影响因素展开了室内实验研究,通过室内模拟实验得出了一些规律性的认识,为防砂筛管性能参数的优选提供依据,进而建立了一种防砂筛管性能评价的方法,对指导工程实践具有一定意义。     

筛管防砂效果评价系统研制与试验

在油气田开发过程中,随着生产进行往往容易出现防砂筛管堵塞破损导致的井底出砂躺井,严重缩短了油井的生产寿命。该文介绍了以国内海上某疏松砂岩油田为研究对象,建立的一套利用试验手段评价筛管防砂介质防砂效果的装置系统,可以有效地评价疏松砂岩油田不同防砂工艺与防砂筛管防砂介质的防砂效果。该系统设计充分考虑了地层出砂程度、生产压差大小和地层温度变化因素,主要由试验主体装置、加砂控制系统、恒压恒速动力系统及温控调节系统等组成,可满足油田开发完井防砂工艺评价优选的要求。     

金属棉滤砂管防砂工艺在胜利油田的应用

胜利油田有１／３的油藏为疏松砂岩油藏，它具有粘土含量高，水敏性强，原油性质差，出砂严重等特点。通过对过滤元件单体式金属棉滤砂管，整体式金属棉滤砂管防砂机理的探讨，滤砂管结构的剖析，部分室内及地面试验的论证，提出了金属棉滤砂管防砂工艺应用的可行性，并在油田水平井、裸眼井、常规油井中进行了大量的应用，取得了良好的效果。     

The Optimization of Sand Control Completion in Bohai Bay

Abstract

The application of moderate sand control technology in the area of Bohai Bay has achieved significant success in recent years, but the problems that some wells receive high sand production rate and the sand is uncontrollable still exist. As a result, how to choose a reasonable way of sand control becomes urgent when it comes to field work. Analyzing the design basis of domestic and international sand control method and combining with an indoor large-scale model experiment of sand production, the authors proposes the theoretical basis for the selection of moderate sand control technique: three main parameters as uniformity coefficient (UC), shale content (Vsh), and water swelling property of clay mineral. The design of sand retention precision is mainly according to median grain diameter (D₅₀) of formation sand. On the basis of analyzing the reservoir characteristics and evaluating the productivity under different sand control methods for the typical oil fields in Bohai Bay, the authors present selection criteria of sand control methods for the application of moderate sand control techniques in Bohai Bay, and build a corresponding selection chart. This chart has been applied in the sand control design of Ken Li (KL) oil field in Bohai Bay and has been proved reasonable after indoor test, which shows that this chart can be used in field.     

泡沫金属防砂筛管研制及性能测试

海上油气田常用的防砂方式主要为独立筛管防砂和砾石充填防砂，独立筛管防砂主要用于物性较好的储层，砾石充填防砂主要用于物性较差的储层，对于物性介于中间类型的储层，独立筛管防砂失效的风险较大，砾石充填防砂又有些浪费。通过对具有三维立体结构的泡沫金属材料挡砂机理的研究，研制出了一种泡沫金属防砂筛管。通过室内性能测试和井下现场试用，证明泡沫金属筛管的挡砂性能、过流能力、耐堵塞能力和耐冲蚀性能均较好。泡沫金属防砂筛管为海上油气田的防砂提供了一种新的选择。     

疏松砂岩油藏水平井防砂筛管优选和防砂精度优化

南海东部珠江口盆地疏松砂岩油藏埋藏浅,泥质含量高,易出砂。为优选适用于该油田水平井的防砂筛管,采用实尺寸筛管防砂物理模拟实验装置,结合该油田储层特征（d₅₀=250 μm,非均匀系数3.17,泥质12%）和实际工况,进行了不同类型防砂筛管的防砂物理模拟实验,通过测定不同防砂精度（150、200、250、300 μm）条件下的流量、压降、油中含砂量、产出砂粒径等参数,系统评价了改进型星孔复合筛管及其他3种不同结构的金属网布复合筛管防砂性能、抗堵塞性能和综合性能。结果表明:金属网布复合筛管Ⅱ（保护套+斜纹网+双层密纹网+斜纹网+基管）和金属网布复合筛管Ⅰ（保护套+斜纹网+三层密纹网+斜纹网+基管）防砂性能、抗堵塞性能以及综合性能指标都较高,适合作为南海东部珠江口盆地疏松细~中砂岩油藏高含水期水平井防砂筛管,并推荐油田防砂精度为200~250 μm。该研究可为该油田进行防砂方案设计提供依据。     

高压充填重复防砂对产能的影响及解决方案

高压充填防砂技术的应用效果较好,目前已被广泛应用于出砂严重的油气井,对油田的防砂稳产起着重要的作用．但防砂失效后．管外将会存在一个较厚的砾砂混合区,其在重复防砂作业时很难被清理,这一砾砂混合区域对提高单井产能十分不利,并且,随重复防砂次数增多,混合区的厚度也随之增大,这种不利影响也将不断加剧。文中针对这一问题对高压充填防砂井管外充填区进行了分析,提出了3种可供选择的解决方案,包括压裂充填防砂技术、管外砾石充填区酸洗工艺及高压变粒径充填技术．并对各个方案和技术进行了简要的说明和分析,提出并阐述了管外砾石充填区酸洗技术主要技术思路和要点,即清除砾石层中的细砂．改善砾石层的渗透,同时还在传统高压充填工艺的基础上提出了高压变粒径充填,并根据Saucier方法和拱桥理论,对变粒径砾石充填中的砾石尺寸进行了分析,得出了其设计的基本原则：Ⅱ层砾石粒径大于或等于Ⅰ层砾石粒径的3倍,Ⅰ层砾石尺寸设计采用Saucier方法．