新型預充填篩管在渤海QHD32-6 油田的應用

董星亮

中國海洋石油集團有限公司咨詢中心

疏松砂巖油藏儲層在石油開采過程中極易出砂，需進行防砂完井，開發井防砂作業和后期出砂治理費用巨大［1］。常用防砂方式主要為優質篩管防砂和礫石充填防砂。其中，優質篩管防砂操作簡便，綜合成本低，且對于均質儲層效果良好，已在海上油氣田大量使用［2］。但是對于非均質性強、泥質含量高的泥質砂巖油藏儲層來說，優質篩管易發生微粒堆積堵塞而逐漸減小油井產量，隨含水量上升而引起出砂量增加，導致防砂單元磨蝕破壞而失效。實踐發現，對于這種儲層，礫石充填防砂效果遠好于常規的獨立防砂管防砂。為克服礫石充填完井作業工藝限制［3-4］，聯合中國石油大學(北京)等石油高校研發了一種新型預充填防砂篩管，并在渤海QHD32-6 油田試驗井進行了應用。

1 新型預充填篩管研制及優勢

新型預充填防砂篩管是在室內充填礫石后，直接下入完井井段，依靠充填礫石層實現高效防砂。該篩管主要由3 層結構組成(圖1)，分別為基管、礫石層、外護套。這里選擇的礫石為表面活性處理的輕質陶粒，充填層中的陶粒不固結(傳統預充填防砂篩管均采用陶粒固結方式)通過陶粒粒徑變化和充填密實度來控制過濾孔隙的大小，實現精準防砂。

圖1 新型預充填篩管示意圖Fig. 1 Sketch of a new type of pre-packed screen

預充填防砂篩管優點：(1)在車間完成陶粒充填，節省現場充填作業時間及成本，同時保證充填質量，提高大斜度井和水平井防砂有效性；(2)預充填的低密度陶粒(視密度1.04 g/cm3)在完井液中可漂浮，降低篩管整體重力，有利于其在大斜度井和長水平井中下入；(3)采用親油疏水改性陶粒，油流阻力低且具有部分控水功能；(4)預充填層的陶粒不固結，在壓力作用下可微小移動，使防砂陶粒層孔隙結構變化，部分微小泥質砂粒(小于44 μm)可通過陶粒防砂層的微運動實現自清潔；(5)防砂管金屬外殼表面進行不粘泥活性處理，較大程度降低膠質及泥質在表面的粘結力，減少油泥糊死篩管狀況發生。

2 現場試驗井及完井防砂參數

試驗井為QHD32-6 油田J 平臺調整井，開發層位為館陶組N1gⅡ。該油組儲層分布較穩定，平均孔隙度31.2%，平均滲透率3 681.0×10?3μm2，屬高孔、高滲儲層。儲層粒度中值170 μm，非均勻系數22，泥質含量8.2%，埋深1 200～1 500 m，開采過程中出砂嚴重。地下原油黏度3.3～22.5 mPa · s，地層水為NaHCO3型，平均礦化度4 500 mg/L。

QHD32-6 油田J 平臺同批次同油組的新增調整井為3 口水平井，原設計均采用?215.9 mm 裸眼+礫石充填防砂完井。作為試驗區塊，3 口水平井防砂方式分別調整為3 種不同模式：J42H 井采用?215.9 mm裸眼+ICD 控水篩管+連續分割體充填防砂、J44H 井采用?215.9 mm 裸眼+新型預充填防砂篩管防砂；J47H 井采用?215.9 mm 裸眼+金屬網布優質篩管+礫石充填防砂，對比檢驗新型預充填防砂篩管與在用2 種防砂方式的下入阻力、防砂效果、抗堵性能、控水能力及生產情況。各井井眼參數、防砂方式及防砂精度、下入參數及生產日期見表1。J44H 井從2019 年9 月24 日開始投產，已累計生產8 個月，生產壓差低，產液量穩定，防砂效果好。

3 現場試驗井生產情況對比

3.1 產液量及生產壓差對比

使用預充填篩管的試驗井QHD32-6-J44H 井產液穩定，沒有發生堵塞現象。在初期6 個月電泵頻率30 Hz (生產壓差約為0.25 MPa)下，產液量由180 m3/d增加到200 m3/d，將電泵頻率提高到38 Hz 后，產液量上升到500 m3/d，生產壓差僅為1.02 MPa，表現出優異的抗堵性能。采用礫石充填防砂完井的J47H井在電泵頻率50 Hz 下產液量525 m3/d (生產壓差5.6 MPa)，采用ICD 篩管加連續分割體防砂的J42H井在電泵頻率34 Hz 下產液量為280 m3/d (生產壓差2.6 MPa)，預充填篩管完井在同樣產液量下生產壓差僅為其他2 種礫石充填完井的20%～25%。

3.2 產液指數對比

預充填篩管米采液指數為2.0～3.0 m3/(d · m)，且有增大趨勢(含水量增加導致)。2 口礫石充填對比井的米采液指數0.5～0.7 m3/(d · m)，預充填篩管的米采液指數是現場礫石充填防砂井的3 倍以上。說明預充填篩管具有較低的過流阻力，而現場礫石充填將導致附加的過流阻力，使生產壓差增大。

3.3 含水率隨時間變化規律對比

采用預充填篩管的試驗井見水時間推遲，含水率上升速度接近ICD+連續分割體的控水防砂完井方式，說明預充填篩管的疏水陶粒具有部分控水功能，而現場礫石充填井含水率則偏高。

3.4 篩管下入阻力對比

預充填篩管下入井在篩管長度較長、外徑較大的情況下，其下入摩擦阻力明顯小于其他篩管(超輕陶粒漂浮作用)，預充填篩管與礫石充填完井防砂相比，下入阻力降低約50%，對于在大斜度井、大位移井、水平井中下入優勢明顯，可以解決這類井的現場礫石充填作業難題。

表1 QHD32-6 油田J 平臺試驗井及對比井防砂方式及防砂參數Table 1 Sand control modes and parameters of the test well at J Platform of QHD32-6 Oilfield and its offset well

此外，表1 中的防砂作業時間的數據表明，預充填篩管完井與現場礫石充填完井相比，作業時間可以節省約10 h，每口井可節約防砂成本120 萬元以上，在提速增效降低成本方面有明顯優勢。

4 結論

(1)預充填防砂管由于使用超輕陶粒，在完井液中具有漂浮作用，其下入阻力與其它優質篩管相比，降低1 倍，在大斜度井、大位移井、水平井中使用具有明顯的優勢。

(2)由于預充填防砂管是在車間充填超輕陶粒，不需要占用井口時間來進行礫石充填作業，與現場礫石充填防砂完井對比，具有更加可靠的充填質量，均勻度和密實程度可查驗，綜合作業成本低。

(3)使用親油疏水陶粒，油流阻力減小，水流阻力增大，推遲油井見水時間，具有部分控水功能。試驗井的含水率變化結果表明：預充填篩管的控水能力與ICD+連續分割體控水防砂完井方式相接近。

(4)鑒于油田應用時間還不夠久，對于預充填篩管的自清潔能力和防砂壽命評價，目前還不能夠有效對比分析，隨著新型預充填篩管的進一步推廣應用，其優勢必將會逐漸顯現出來。