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        渤海Q 油田油井出砂機(jī)理研究與治理技術(shù)應(yīng)用

        2020-11-06 12:46:58周日郝曉軍張震彭良群王殿武趙云斌
        化工管理 2020年23期
        關(guān)鍵詞:砂井沖砂篩管

        周日 郝曉軍 張震 彭良群 王殿武 趙云斌

        (1.中海油(中國)有限公司天津分公司,天津 300459;2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司,天津 300452)

        1 背景簡介

        Q 油田綜合調(diào)整新平臺水平井出砂情況較嚴(yán)重,根據(jù)現(xiàn)場化驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì),近兩年共有60 口出砂井,且含砂量均大于0.02%,對油田產(chǎn)量和生產(chǎn)流程穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)。通過分析出砂井地質(zhì)油藏特征及儲層發(fā)育特征,對出砂井進(jìn)行分類治理,恢復(fù)產(chǎn)量741m3/d,年增油量達(dá)9.47×104m3,為油田穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

        2 出砂機(jī)理分析

        油井出砂受多種因素影響,與儲層類型、防砂方式、生產(chǎn)壓差、日產(chǎn)液量等密切相關(guān)。Q 油田為疏松砂巖,油井采用擋砂精度為120μm 篩管完井,分優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂和優(yōu)質(zhì)篩管礫石充填防砂兩種防砂方式。油田23 口出砂嚴(yán)重油井中,防砂方式均為優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂。根據(jù)出砂前生產(chǎn)狀態(tài)統(tǒng)計(jì),產(chǎn)液量18~776m3/d,含水60~97%,生產(chǎn)壓差0.7~4MPa,分布范圍較廣,無明顯的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性,同時(shí)對篩管生產(chǎn)廠家進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,也無明顯關(guān)聯(lián)性。其中礫石充填完井方式的油井出砂量小且無躺井發(fā)生,均可正常生產(chǎn),所以出砂機(jī)理研究重點(diǎn)應(yīng)為采用優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂方式的出砂井。

        根據(jù)十幾口井出砂的粒度分析,超過擋砂精度120μm 的砂粒比例均在85%以上,顯示篩管完整性已遭到破壞;Q 油田為正韻律沉積河道儲層,這些出砂嚴(yán)重的水平井布在分選較差儲層的中上部,再對這些出砂井水平段的測井曲線進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)部分井水平段內(nèi)存在砂泥巖互層,泥質(zhì)含量較高的特點(diǎn),儲層上部粉砂、細(xì)粉砂含量高,某些區(qū)域存在砂泥巖互層的特點(diǎn),擋砂精度120μm 的篩管在無礫石充填層進(jìn)行阻擋的情況下,粉砂、細(xì)粉砂甚至泥質(zhì)會附著在篩管外部形成“砂堵”,在生產(chǎn)壓差等多種因素的作用下部分低于120μm 的細(xì)粉砂通過篩網(wǎng)布進(jìn)入至篩管內(nèi)部,并在流入過程中對篩網(wǎng)形成沖蝕性破壞,導(dǎo)致個(gè)別區(qū)域防砂失效,大量地層砂進(jìn)入篩管內(nèi)導(dǎo)致躺井。油井出砂后流壓、含水、產(chǎn)液量突然升高的生產(chǎn)動態(tài)變化特征也印證了這一分析的正確性。

        通過建立沖蝕模型對這些井進(jìn)行定量評價(jià),C 值表征了含砂流體的沖蝕作用程度,當(dāng)C 值達(dá)到某一臨界值C 時(shí),說明篩管發(fā)生了由沖蝕造成的完整性破壞。根據(jù)篩管沖蝕數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)處理流程,計(jì)算11 口優(yōu)質(zhì)篩管出砂井及周邊23 口未出砂鄰井的沖蝕程度C 值(圖1)。從圖中可看出:大多數(shù)未出砂井C值均要明顯低于出砂井C 值,取這9 口出砂井C 值中的較低值作為評價(jià)篩管是否發(fā)生沖蝕損壞的臨界值C=0.18。

        圖1 單井沖蝕程度

        綜上所述,秦皇島32-6 油田油井出砂機(jī)理為:擋砂精度120μm 的篩管在沒有礫石充填的情況下,不能有效地阻擋攜帶細(xì)粉砂的流體進(jìn)入至篩管內(nèi),流動過程中的“沖蝕效應(yīng)”加劇了篩管損壞速度,最終因大量出砂導(dǎo)致躺井(圖2)。

        圖2 出砂機(jī)理示意圖

        3 出砂井生產(chǎn)管理制度

        在油井出砂現(xiàn)象剛出現(xiàn)的時(shí)候,針對這一情況及時(shí)制訂了相關(guān)的管理制度,并不斷地總結(jié)、完善,最終形成了一套系統(tǒng)性的出砂井生產(chǎn)管理制度。

        3.1 出砂井化驗(yàn)加密跟蹤

        對于出砂嚴(yán)重或波動幅度較大的油井,上午、下午各化驗(yàn)一次含砂量,并隨每日報(bào)表一起上傳數(shù)據(jù)庫。同時(shí),針對異常情況實(shí)時(shí)反饋、實(shí)時(shí)溝通、實(shí)時(shí)調(diào)整。

        3.2 編制出砂井周報(bào)

        包含出砂故障井和產(chǎn)量大幅下降井動態(tài)、出砂井治理后生產(chǎn)動態(tài)、在生產(chǎn)化驗(yàn)含砂井生產(chǎn)動態(tài)等,以周報(bào)形式向相關(guān)單位報(bào)送。

        3.3 制訂出砂井提頻管理辦法

        根據(jù)油藏開發(fā)方案,因?yàn)镼 油田為疏松砂巖儲層,要求啟井后緩慢提頻15 天以上才能提至工頻運(yùn)行,以建立穩(wěn)定砂橋、防止或緩解油井出砂。

        4 出砂井治理技術(shù)

        出砂井治理首要問題是控制油井出砂。對于采用優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂的出砂井,出砂初期,先后實(shí)施沖砂檢泵3 井次,但作業(yè)后生產(chǎn)最長不足8 個(gè)月、最短約3 個(gè)月即再次出砂故障,運(yùn)轉(zhuǎn)周期短,效果較差。因此簡單沖砂檢泵不僅效果差,也不能從根本上解決出砂的問題。通過對出砂井進(jìn)行了深入地分析研究,從多方入手研究出砂規(guī)律和特點(diǎn),最終根據(jù)油井出砂程度、出砂原因及出砂前后生產(chǎn)動態(tài)變化特征不同,把出砂井進(jìn)行分類并根據(jù)出砂類型進(jìn)行針對性治理:

        (1)對于出砂較嚴(yán)重的定向井,出砂量較大,分析其鉆遇儲層潛力,按照常規(guī)的大修作業(yè)實(shí)施補(bǔ)孔、礫石充填完井重新防砂來恢復(fù)生產(chǎn);

        (2)對于出砂前后生產(chǎn)動態(tài)變化不大、井口化驗(yàn)含砂較少、提管柱后實(shí)施沖砂作業(yè)較順利返砂量少的水平井,可以實(shí)施沖砂作業(yè)后下泵恢復(fù)生產(chǎn),啟井后嚴(yán)格控制提頻速度并控制合理生產(chǎn)壓差以建立穩(wěn)定的砂橋,通過平穩(wěn)生產(chǎn)達(dá)到降低出砂量并提高生產(chǎn)能力的目的;

        (3)對于出砂前后生產(chǎn)動態(tài)變化不大、井口化驗(yàn)含砂較多、化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)出砂至出砂故障時(shí)間間隔較短、修井時(shí)沖砂難度大的水平井,采用原篩管內(nèi)下入小篩管重新防砂技術(shù)恢復(fù)井筒防砂能力后,下泵恢復(fù)生產(chǎn);

        (4)對于出砂前后生產(chǎn)動態(tài)變化大、流壓、含水突然升高、井口化驗(yàn)含砂較多的水平井,由于其篩管存在較嚴(yán)重泥質(zhì)封堵問題,小篩管再防砂不能有效解決泥質(zhì)性堵塞及該問題導(dǎo)致的“沖蝕性破壞”,對于此類井采用原井眼附近同層側(cè)鉆后礫石充填防砂方式完井,開發(fā)井筒附近剩余原油儲量。

        5 應(yīng)用效果

        通過上述出砂井潛力方向分析,對于采用優(yōu)質(zhì)篩管簡易防砂的出砂井,總結(jié)先期沖砂檢泵治理經(jīng)驗(yàn)后,根據(jù)出砂原因不同實(shí)施分類治理,Q油田實(shí)施大修補(bǔ)孔1井次,沖砂檢泵1井次,小篩管再防砂5 井次,同層側(cè)鉆12 井次,共19 井次,恢復(fù)產(chǎn)量741m3/d,年增油量達(dá)9.47×104m3。

        6 結(jié)語

        (1) Q 油田擋砂精度120μm 的篩管在沒有礫石充填的情況下,不能有效地阻擋攜帶細(xì)粉砂的流體進(jìn)入至篩管內(nèi),流動過程中的“沖蝕效應(yīng)”加劇了篩管損壞速度,最終因大量出砂導(dǎo)致躺井。

        (2)根據(jù)出砂前后生產(chǎn)狀態(tài)及出砂程度確定了5 種出砂類型,并成功地進(jìn)行了治理,取得了顯著成效。取得良好產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也為油田后續(xù)出砂問題的預(yù)防和治理有很好的借鑒意義。

        (3)建立了針對本油田的完善的出砂井綜合管理制度。對油田在生產(chǎn)出砂井分類進(jìn)行管理,同時(shí)對出砂井治理后效果進(jìn)行跟蹤評價(jià),確定合理生產(chǎn)制度,該綜合管理制度有力地支持和加強(qiáng)了油田出砂井的生產(chǎn)管理。

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