勝利石油管理局井下作業企業海上疏松砂巖壓裂防砂工藝改進海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第1頁一、引言埕島油田位于渤海海灣南部極淺海海域，主力含油層系館陶組油藏結構簡單，含有埋藏淺、壓實作用差、物性好特點，屬于常規稠油、高滲透、高飽和度結構——巖性層狀油藏。當前經過采取壓裂防砂，提升海上油井防砂成功率，延長防砂使用期。因為受海上條件限制，海上開發井以叢式井組定向斜井為完井模式；海上油田館陶組油藏天然能量不足，造成油藏壓力下降快。因為以上條件限制，給常規防砂施工帶來很大難度，造成施工與設計符合率低，易出現砂堵，所以需對常規壓裂防砂進行了改進。海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第2頁二.壓裂防砂工藝改進1、采取海水預處理

依據達西定律，儲層中流體向井內滲流屬于平面徑向流，它產量公式為：

當（pe-pw）>0時，

Q為油井產量；當（pe-pw）<0時，

Q能夠認為是進水流量。在防砂施工時能夠認為漏失量。對老井壓力系數顯著降低，|pe-pw|值增大，造成漏失量增大。為了降低漏失，正式施工前注入一定量海水，使井筒附近形成暫時高壓區，以降低|pe-pw|值，從而降低漏失量，確保施工成功。海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第3頁2、進行多裂縫判斷和控制因為油井斜度大，油層多，施工中產生多裂縫機率增大。多裂縫使壓裂液(和支撐劑)必須由相當多個數量壓裂裂縫所共同擁有，壓裂裂縫將更短和更窄；凈壓力和泵壓增大；液體濾失增加；極大地增加了脫砂可能性。經過階梯降測試能夠判斷多裂縫存在。在階梯降測試時，監測環空壓力改變，能夠了解入口摩阻大小，入口摩阻由射孔孔眼摩阻和鄰近井筒區域摩阻組成。大斜度井、多層壓裂井，多裂縫含有普遍性，主要采取以下辦法加以控制。1）降低射孔段長度。2）使用高排量和高壓裂液粘度。3）使用支撐劑段塞來堵塞多裂縫。海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第4頁3、支撐劑選擇支撐劑在輸送過程中沉降是影響縫中鋪砂濃度主要原因，進而影響到填砂裂縫導流能力。單顆粒在液體中自由沉降方程為斯托克斯沉降等式從斯托克斯沉降等式能夠看出，顆粒沉降速度除與顆粒粒徑和液體粘度相關外，還與顆粒與液體密度差成正比,為了降低沉降速度，在確保滿足油層支撐劑強度條件下，選取了Carbo陶粒和國產低密度陶粒，使顆粒沉降速度顯著降低。海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第5頁依據150口壓裂井資料統計，當前所用壓裂液配方摩阻情況如右表從表中能夠看出在相同排量下73mm油管摩阻遠遠大于89mm油管摩阻。所以選取89mm油管作為施工管柱。壓裂液近似為冪率流體，剪切速率逾大，視粘度逾小。油管流動中牛頓剪切速率為：從上式能夠看出，液體剪切速率與油管直徑成反比，油管直徑越大，剪切速率越小，有利于壓裂液粘度保持。排量/(m3/min)管柱型號/mm摩阻/(MPa/100m)2.5730.672.8730.633.0730.893.2730.973.3731.093.5731.104.0731.132.7890.363.0890.553.2890.503.3890.443.5890.483.6890.493.7890.513.8890.594.0890.674.5890.833、管柱結構選擇管柱型號排量100m摩阻891.20.13891.50.21892.00.25892.50.36893.00.43893.50.58海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第6頁3、管柱結構選擇依據以上公式，施工排量為3m3/min時在89mm油管中流速大約為11m/s，剪切速率為1160.8/s;施工排量為3m3/min,在73mm油管中流速大約為16.6m/s，剪切速率為2138/s。n<1海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第7頁CB26A-5施工曲線管徑小限壓低排量低排量1.8m3/min（2.2)1891.7m,摩阻12MPa海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第8頁CB26A-1施工曲線(1)海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第9頁CB26A-1施工曲線(2)海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第10頁CB251A-2施工曲線海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第11頁4、充填工具及防砂工藝改進

因為海上油井斜度增大，出現球與球座密封不嚴、施工時攜砂液將球座沖壞，循環充填時攜砂液返至套管工具以上，假如發覺不及時可造成砂埋工具等嚴重事故。針對大斜度井這種情況，對防砂充填工具進行了改進。將投球打壓座封改為帶球下井，確保在斜井段球與座封之間密封。另外在大斜度井上應用逆向充填工具。該工具采取大皮碗過盈配合，確保密封效果，不需座封，所以不存在球與球座間密封問題。采取砂漿反向循環可預防產生空洞,不存在砂漿前沿礫石沉降并在層段底部堆集情況，確保充填效果。海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第12頁CB701-2逆向充填施工曲線海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第13頁三.現場應用效果-3月，在埕島油田進行壓裂防砂30口井，35井次，施工一次成功率97.1%，有效率96.7%。施工30口井中，全部井均采取了89mm油管作為施工管柱，對28口井進行了海水預處理和階梯降測試，經過測試了解了地層漏失情況，對漏失量大井及時調整了前置液量、排量等施工參數，對多油層、斜井全部采取了支撐劑段塞，有效地抑制多裂縫產生，確保了施工成功；對井斜超出50o井，充填工具采取了帶球下井或采取了逆向充填防砂工具，采取逆向充填防砂5口井中，有兩口井井斜超出了60o，施工正常，防止了事故發生。海上疏松砂巖壓裂防砂工藝的改進第14頁四、結論4.1海水預處理能夠降低濾失量，了解地層虧空情況。4.2支撐劑段塞可段塞多裂縫，降低砂堵風險。4.3