防砂新工艺排除稠油开发拦路虎

2010-01-22　　关键字：　　来源：中国石油石化工程信息网

[中国石化报2010年1月18日] 2009年，胜利油田孤岛采油厂在不同油藏特征和开发特点的热采转周井上应用不同防砂工艺，取得良好开发效果。共防砂转周147井次，措施有效率100%，单井平均年增油782吨，同比增加128吨，累计增油11.5万吨。
进入高含水开发后期，稠油热采成为该厂原油上产的重要阵地，自2004年以来年产量一直维持在100万吨以上，堪称中国石化最大的稠油热采基地，其应用规模、开采水平和整体效益均处于国内同类油藏领先水平。

与之而来的是该厂日渐成熟的防砂技术，从“两步法”防砂到“一步法”防砂，从高压一次充填到快速固结敷膜防砂，孤岛采油厂稠油热采防砂之路越走越宽。

起步

“从地下每采出1万吨液体来，砂子就有20多吨”，这是对孤岛采油厂出砂状况的生动描述。孤岛油田油藏埋深1290米～1320米，泥质含量高、胶结疏松易出砂，独特的地质特征造成石油开采过程中的严重出砂问题。特别是孤岛稠油采用蒸汽吞吐开采方式，高温高压蒸汽的注入以及高强度的采液，对油层产生极大的冲击和破坏，砂害成为稠油热采生产中最大的拦路虎，同时也给热采防砂工艺提出更高技术要求。

孤岛油田于1991年开始进行热采试验，由于地层胶结疏松，热采井防砂成功率低在一段时间内成为制约热采规模扩大的主要因素。借鉴国内其他油田稠油热采防砂经验，孤岛油田初期的稠油热采防砂采取以热采绕丝管砾石充填为代表的单一机械防砂工艺，但由于防砂有效期短，现场应用效果很不理想。

随着开发不断深入，储层多样化、井况复杂化以及作业成本居高不下，都对稠油热采井的防砂工艺提出更高要求，单一的防砂工艺越来越不能满足日渐复杂的开发需求。孤岛厂加大对稠油热采防砂工艺技术的研究攻关、推广应用力度，逐步将热采防砂工艺的发展攻关方向转向多足鼎立的防砂工艺体系。

1992年，孤岛厂研究开发高温涂敷砂热采防砂工艺，以化学防砂与机械防砂相结合的热采复合防砂工艺开始在孤岛油田稠油热采防砂舞台亮相。发展经过“八五”期间的努力，热采防砂成功率大幅度提高，基本形成“两步法”热采防砂模式，即注汽前化学（高温涂敷砂）防砂，注汽后机械（绕丝管砾石充填等）防砂的稠油热采防砂工艺模式。“两步法”防砂既能保证正常注汽，又能减少注汽后因防砂失效造成的频繁作业，保证稠油热采井趁热快采。因此，多年来“两步法”复合防砂工艺一直处于孤岛油田热采防砂霸主地位。但是，“两步法”防砂工艺存在作业成本高、占井周期长和注汽后环空充填地层漏失严重、热损失大等问题，因此，“九五”期间，孤岛热采井防砂工艺开始从“两步法”向“一步法”转变，即注汽前化学、机械一次防砂工艺模式。 “一步法”防砂工艺使热采井施工工序安排更为合理，缩短占井周期，减少热能损失，更容易实现多轮次注汽，提高稠油热采井的开发效益。伴随着“两步法”到“一步法”防砂工艺的转变，孤岛厂将热采井防砂攻关方向瞄准一次防砂多轮次注汽。由于充填层砾石的稳定性和密实程度不够，导致注汽过程中充填砂向地层移动、生产过程中地层砂向充填层移动，严重的砂侵造成吞吐后期井筒周围充填层渗透率急剧下降，如果不拔出防砂管柱，下一周期注汽将十分困难。科研人员通过优化地层填砂和环空充填施工参数，提高充填层砾石的稳定性和密实程度，初步实现热采防砂有效期由一个吞吐周期向多个吞吐周期转变。突破随着油田开发的不断深入，孤岛采油厂措施成本压力逐年加大，而稠油热采井防砂更是成本发生的重点和难点。“面对成本压力，措施投入是工艺技术攻关不得不考虑的重要因素。2009年，我们在不同特点热采转周井上推广不同的防砂工艺，重点加大热采防砂工艺技术推广和科研攻关力度，有效缓解措施成本压力。”孤岛采油厂采油工艺专家陈辉介绍说。在进行热采井转周设计时，该厂优先考虑不防砂转周。结合油藏地质情况、周期生产动态以及一次防砂多轮次注汽成功经验，他们修订“热采井不防砂转周作业施工规范”，对试挤压力范围、试挤时间长短、试挤排量等做出明确规定，提高不防砂转周成功率。2009年，孤岛采油厂热采转周147井次，其中43井次不动防砂管，不防砂转周率达到34.4%，累计增油3.02万吨。具有高效防砂和油层改造双重效果的高压一次充填防砂最初只在常规井上应用，该厂对充填工具进行改进，用耐高温胶筒代替常规的橡皮胶筒，实现该项技术在热采井上的应用。与传统复合防砂工艺相比，单就涂敷砂和石英砂的主材费用来算，单井就可节约成本5万元，同时还可缩短作业占井时间3～5天。GDN32-03井是孤岛南区东扩边的一口热采井。2009年5月份，该厂采用高压一次充填防砂后注汽工艺，与上周期对比，日增液31立方米，日增油5吨。孤岛油田稠油热采井主要采取耐高温涂敷砂+热采绕丝筛管复合防砂工艺，但耐高温涂敷砂在地层条件下需要72小时才能完成固化，造成作业设备闲置，增大作业工作量，降低油井生产时率。针对这一问题，工艺所技术人员开展耐高温涂敷砂快速固化技术研究，通过优化改进敷膜砂配方，在相同固化温度条件下（60摄氏度）将固化时间减少到24小时内，且固结强度达到4兆帕，渗透率大于15达西。从在GD2-24-606井上首次试验获得成功后，孤岛采油厂已成功实施高强度快固敷膜砂防砂工艺15井次。

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