管内砾石充填防砂技术在曙3—H1井的应用

摘 要：针对曙三区杜家台油藏出砂严重，水平井检泵周期短等矛盾，研制了水平井管内砾石充填防砂技术。室内试验优化了与地层配伍的携砂液配方体系，筛选了充填砾石的粒径。现场应用效果表明，措施油井能够维持正常生产，措施后检泵周期得到明显延长，周期产油量大幅度提高，油井生产效果得到明显改善。对同类油藏的开发具有一定的指导意义。

关键词：曙三区 稀油油藏 砾石充填 防砂技术

一、概述

曙三区位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中段，开发目的层为下第三系沙河街组四段杜家台油层，油层埋深950～1700m，含油面积19.0km2，地质储量2244×104t，可采储量758×104t，平均油层有效厚度12.7m。杜家台油层平均空气渗透率1.071μm2，孔隙度27%，粒度中值0.1603mm，分选系数1.67。曙三区地面脱气原油密度0.9029g/cm3，50℃粘度169.81mPa.s，沥青+胶质含量33.44%，凝固点26℃。水型NaHCO3，平均总矿化度5251mg/l，CL-含量1 100mg/l，HCO3-含量2 285mg/l。

进入油藏开发中后期，受地质构造、沉积相带、油层发育状况等多重因素的制约，曙三区块出砂现象较严重[1]，大部分油水井有出砂或泥浆的历史，严重制约正常生产。据统计，累出砂量大于2m3的井达到149口，占油水井总数的55.8 %，累出砂量在0.5m3到2m3的井81口，所占比例为30.3%。受出砂影响，生产管理难度加大，停产停注井多，水驱效果变差。同时油层的单层厚度薄，采用直井井网无法进一步提高油藏开发效果，而通过部署水平井井网，可有效增加储量动用程度，提高油藏最终采收率。目前曙三、四区射孔完井方式水平井5口，其中3口出砂比较严重，曙4-H105已因出砂导致套坏。

从1992年开始，先后在直井试验应用了机械防砂、化学防砂、高压充填防砂、携砂泵等多项防排砂工艺[2]，取得了较好的效果，但存在树脂砂低温固化效果差、油层物性纵向差异大、树脂砂单层指进的问题。2006年研究实施了压裂防砂技术，该技术防砂有效期长，油井产能大幅度增加，是目前曙三区的主要防砂方式。受水平井井段长、井况差等因素制约，压裂防砂工艺难以应用于水平井上。因此，研究应用了水平井高压充填防砂技术[3]，有效改善了水平井生产效果。

二、工艺技术原理

水平井高压充填防砂技术是将高精密滤砂管和充填装置下至油层部位丢手后，下入填砂服务管柱，采用清洁性携砂液携带砾石，通过压裂车组将砾石携带到油层亏空处和滤砂管与套管的环形空间，在砾石的滤砂和滤砂管的挡砂作用下，形成高强度的防砂屏障，阻止地层砂向井筒内运移，从而保证油井的正常生产。

三、曙3-H1井基本概况

1.油井基本参数

曙3-H1井开发目的层为曙光油田曙三区杜26块杜家台油藏一口油井，2008年8月射孔投产，采用抽油机生产。套管规范Φ139.7mm，射孔孔密32孔/m，生产井段1199～1575m，水平段长236m，共8小层。

2.油井出砂情况

曙3-H1井投产后，初期产能较高，相关注水井曙3-11-新05日注80～130m3，2009年2月注水见效。但因出砂严重，生产时率降低，生产效果变差。据统计，该井自2008年8月投产至2009年8月，一年内累计检泵冲砂5次，累计冲砂量23.1m3。

四、现场实施情况

1.技术参数设计

1.1不锈钢精密防砂筛管的确定（见表1）

表1 不同类型防砂管性能对比

根据油井泥质含量高、出细粉砂严重的现状，采用外径Φ95mm的多层不锈钢精密防砂筛管为曙3-H1井充填防砂工艺筛管。

1.2充填砾石的筛选

根据井深和地层砂的粒度，确定充填砾石的类型和粒径等参数。曙三区油层埋深950～1700m，压力梯度0.019MPa/m，石英砂满足现场需要。依据索西埃（Saucier）[4]公式：

D50=（5-6）×d50，确定砾石粒度0.4-0.8mm。

式中：D50—设计砾石的粒度中值，mm；

d50-地层砂样粒度中值，mm。

1.3携砂液配方的优化

根据充填砾石的物理和化学性质，区块岩芯敏感性评价等结果，确定携砂液的配方，并对携砂液的流变性和配伍性进行测试，满足携砂要求。

1.3.1石英砂密度1.5g/cm3，易脱砂造成砂堵，采用羟丙基胍胶系列携砂液携带。

1.3.2曙三区岩芯敏感性评价为强水敏，进行防膨处理。

确定携砂液配方：羟丙基胍胶0.4%、破乳剂0.1%、解堵剂5.0%、粘土稳定剂0.1%、缓蚀剂1.0%。

2.现场实施情况

曙3-H1井于2009年9月实施高压充填防砂技术。下入外径95mm精密防砂筛管289m，确保覆盖全油层段；充填防砂前挤入油层防膨抑砂剂200m3，进行地层预处理；用千型压裂车组将350m3携砂液携带石英砂挤入地层，填砂压力16-21.9Mpa，累计填砂量35m3，填砂比5-50%。

该井于2009年9月27日下泵生产，截止目前已累计生产1 156d，阶段累产液30 169t，累产油8 024t，见到较好的措施增产效果。

五、几点认识

1.该技术利用滤砂管挡砂和砾石滤砂的综合作用，有效阻止地层砂向井筒内运移，保证了出砂油井正常生产。

2.选择合理的砾石粒径和滤砂筛管的挡砂精度，是确保该工艺取得预期防砂效果的前提。

3.水平井充填防砂前，进行有针对性地油层预处理保护措施，是保证防砂措施后油井产能有效恢复的关键。

4.该防砂工艺成熟、现场应用效果明显，适合射孔完井出砂水平井需要。

参考文献

[1]黄晓君.曙三区砂岩油藏防砂经验与效果评价[J].断块油气田，2008，15（1）：66～68.

[2]刘伟，宋福军，丁少军等，曙三区综合防砂研究与应用[C].曙光油田勘探与开发，沈阳：辽宁科学技术出版社，2009：193～194．

[3]梅明霞，水平井防砂及配套工艺在永66断块的应用[J].特种油气藏，2003，10（3）：37～39.

[4]张敏琴.砾石充填防砂工艺中的砾石尺寸选择方法[J].青海石油，2006，26（4）：76～78.

作者简介：郭斌建，1977-，高级工程师，2000年毕业于西南石油学院油气田应用化学专业，现从事采油工艺研究工作。