渤海油田简易防砂工艺技术研究与应用
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摘 要：针对渤海疏松砂岩稠油油田，防砂和提高产量一直油田生产矛盾。简易防砂技术，不仅在常规井型中解决了上述矛盾，尤其是在大斜度井、水平井、水平分支井、多底井等复杂结构井中的应用，不仅大大降低了作业难度，节约了作业成本，还大幅度提高了油井产能。本文主要介绍了绥中36-1油田简易防砂完井工艺技术的原理和现场应用情况。
关键词：渤海 稠油 防砂
针对疏松砂岩稠油油田，普遍采用砾石充填防砂，虽然达到了预期的防砂效果，但是，地层原油进入井筒的流动阻力大大增加，严重影响了油井的产能。特别在是复杂结构井中，作业难度和风险大、成本高、成功率低。
通过借鉴国内外稠油油田的开发经验，经过大量的理论研究与现场实践，探索出一整套适合于疏松砂岩稠油油田的简易防砂完井工艺技术，不仅适用于常规井型，更适用于大斜度井、水平井、水平分支井、多底井等复杂结构井，达到了有效防砂、降低作业难度、节约成本和提高产能的目的。
一、简易防砂完井技术分类
1.裸眼井简易防砂完井技术
裸眼井简易防砂完井工艺的主要优点是油层暴露面积大，在较低生产压差下即可获得较高产量；缺点是控制水锥能力差。在进行裸眼井布井时，应该尽量远离底水，在靠近底水的地方进行裸眼简易防砂完井时，要采取一些技术手段，来延缓底水的锥进。
2.适度防砂技术
适度防砂就是有选择地防砂，是在传统防砂技术和以往防砂经验的基础上，通过精细的储层砂样分析及出砂预测，选择合适挡砂精度的优质筛管，适度放大防砂粒径，使部分地层细粉砂和泥质随原油一起生产到地面，避免造成筛管和近井带油流通道堵塞，进而使近井带地层“卸载”，破坏钻完井过程中产生的地层损害带，在近井带形成“蚯蚓洞”，改善近井带地层的渗透率，增大导流系数，提高油井产能。
根据渤海几个油田上百口井的实践经验，优选出适合适度防砂技术的防砂筛管挡砂精度选择方法。
3.套管井简易防砂完井技术
套管井简易防砂完井工艺技术通常用于油水关系相对复杂、需要分层防砂和分层开采的常规定向井和大位移井。为了增加地层的暴露面积，减少原油从地层流到井底的流动阻力，提高油井的产能，通常选用9.625”套管作为油层套管。同时需要选择高孔密、大孔径、深穿透的射孔弹，并利用大负压反涌技术彻底清洗射孔后炮眼内残留的炮弹碎屑和游离砂，使射孔时炮眼周围形成的压实带剥落并一起被清洗出井筒，提高炮眼周围地层的渗透性。射孔后套管内下入大尺寸（OD：7”）的金属棉蠕动优质筛管，通过优选筛管的防砂精度，达到适度防砂的效果。
4.优质筛管和适度防砂技术
根据前面简易防砂完井筛管类型和挡砂精度选择的介绍，对于疏松砂岩稠油油田，下入生产套管并固井的情况，应选择有利于近井地层“卸载”，降低地层压实，提高井筒周围的渗透率，具有“自洁”功能的优质筛管，其优质筛管和挡砂精度的选择方法与裸眼简易防砂完井的选择方法相同。
二、渤海简易防砂完井技术特点
由于渤海复杂的地质油藏条件和环境条件限制，不同的地质构造和油藏特点决定了开发井的井型，根据不同井型的开发井，选择与其相适应的防砂完井工艺技术。目前在渤海已经逐渐发展成熟并广泛应用的简易防砂完井工艺技术包括：裸眼井简易防砂完井工艺技术和套管井简易防砂完井工艺技术。
裸眼井简易防砂完井工艺技术通常应用于多底井、水平井和水平分支井，也可用于油水关系简单、具有单一油水界面的常规定向井。套管井简易防砂完井工艺技术通常用于油水关系相对复杂、需要分层防砂和分层开采的常规定向井和大斜度井。
经过不断的研究与现场试验后发现，与其它防砂完井技术相比较，简易防砂完井技术既能保证防砂效果，又具备以下优势：（1）操作简单，易于现场施工；（2）作业风险小，井下安全有保障，成功率高；（3）作业周期短、作业成本低，有利于降低完井工程费用；（4）完井后，留在井下的管柱简单，内径大，有利于油田开发中后期实施增产作业；（5）简易防砂完井技术的应用，很大程度上改善了井筒周围的渗透性，大幅度提高了油井产能。
三、防砂筛管选择方法
防砂筛管的选择对于简易防砂完井技术的成功与否至关重要，在选择防砂筛管时，要充分了解各种不同种类筛管的结构特点和适应性，结合目的地层岩心和地层砂样品的粒度分析，优选出适用于简易防砂完井作业的筛管类型和与目的地层相匹配的筛管挡砂精度。
世界上广泛应用的防砂管，从结构特点来区分主要包括以下几种：割缝衬管、绕丝筛管、预充填筛管、膨胀式筛管、金属网布优质筛管和金属棉蠕动优质筛管。
基于简易防砂的理念，对比研究分析各种防砂管的技术性能特点，结合在渤海疏松砂岩稠油油田的应用效果，优选出具有“自洁”功能，最适合于简易防砂完井的筛管类型：金属棉蠕动优质筛管。
金属棉蠕动优质筛管是以优质无缝钢管做基管，在基管上钻有若干个阶梯孔，过滤单元通过螺纹旋接在基管上的阶梯孔中，每个过滤单元由外壳、支撑网、过滤介质和垫片组成。其中过滤介质是由金属纤维堆积而成，当一个适当大小的自由砂粒位于两条金属纤维丝中间时，只要给砂粒足够大的力，就可以通过缝隙，当砂子通过筛管以后，由于金属纤维的弹性，又可以恢复滤砂管的原有参数。另外，由于金属纤维过滤介质是立体结构，过流面积远远大于普通筛管的平面过流面积，具有更好的抗堵塞能力。
四、现场应用与效果
对于疏松砂岩稠油油田，在选择防砂方法时，着眼于提高井筒周围的渗透率。基于适度防砂理论，允许井眼附近的地层微小颗粒运移到井内并生产出井口，使得近井带地层适当“卸载”，完井防砂作业应考虑尽可能降低地层压实，减少近井地层损害，选择具有“自洁”能力的特殊防砂管柱，在保持原有疏松地层高渗透率的基础上，通过近井带地层“卸载”和防砂管柱的“自洁”功能，进一步提高地层和井筒之间的沟通能力，实现油井产能的最大化。
通过对比研究几种常用的防砂方法，最后筛选出有利于保护油藏和提高油井产能的防砂完井方法：“裸眼+筛管”，或“套管射孔+筛管”，也就是本文所介绍的“简易防砂完井”。
该技术已经在渤海多个疏松砂岩稠油油田得到了成功的应用，取得了很好的应用效果。渤海油田的统计资料显示：与常规砾石充填防砂完井相比，应用简易防砂完井技术可以使单井的钻完井投资节省180～250万元人民币，平均约为220万元人民币，单井日产量可以提高20～500方，平均约为50方。
五、结论
1.简易防砂完井技术的应用，打破了常规砾石充填防砂完井技术的传统思路，在渤海疏松砂岩稠油田得到了成功应用，大大提高了稠油油田的采出/投入比，为渤海稠油油田的开发开辟了一条新途径，也为世界上类似油田的开发提供了指导与借鉴。
2.简易防砂完井技术不仅适用于常规井型，尤其适用于大斜度井、水平井、水平分支井、多底井等类型的复杂结构井。
3.简易防砂完井技术为疏松砂岩稠油油田的开发提供了一套技术思路，其中具体的配套技术还有待于在今后的实践中进一步提高和完善。
作者简介：陈爱国，1989年毕业于西南石油学院钻井工程专业，高级工程师，现任中海石油（中国）有限公司天津分公司钻完井部岗位经理。
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