南海西部涠洲某油田防砂效果实验研究

第16卷第2期新疆石油天然气Vol.16No.2
2020年6月
Xinjiang Oil &Gas
Jun.2020
文章编号：1673—2677（2020）02—073-05
南海西部涠洲某油田防砂效果实验研究
黄
清1，刘贤玉1，韩
成1，谢茂成2，冉风光2
（1.中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江524057；2.中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司，广东湛江524057）
摘
要：南海西部涠洲某油田待开发油组存在出砂风险。

根据Saucier 提出的最优砾石尺寸设计
方法，进行防砂精度初步设计。

使用地层岩心砂，进行筛管挡砂介质和砾石层进行挡砂驱替实验，评价及论证筛网与砾石挡砂效果，进一步论证设计挡砂精度的合理性，并验证放大筛管挡砂精度的可行性，为防砂方案提供参考。

本评价方法可为海上油田防砂效果评价提供参考。

关键词：筛管；防砂参数；模拟实验；砾石充填中图分类号：TE358.1
文献标识码：A
收稿日期：2020-01-03基金项目：“十三五”国家重大科技专项南海西部海域低渗油藏勘探开发关键技术子课题（2016ZX05024-006）。

作者简介：黄清（1987-），男，天津人，2009年毕业于中国石油大学（北京），石油工程专业，主要从事钻完井工艺研究工作。

南海西部涠洲某油田二期计划新开发4个主力油组（W 3上部、W 3Ⅰ、W 3Ⅲ、W 3Ⅳ），根据声波时差法、B 指数和斯伦贝谢指数法定性经验出砂预测结果，待开发的涠洲组4个主力油组存在出砂风险［1-4］。

前期方案推荐生产井均采用优质筛管简易防砂，但由于部分油组泥质含量较高，均质系数较高，对于优质筛管防砂合理性及挡砂精度有待进一步验证。

目前对防砂效果的评价，多为理论分析，较少有实验评价与分析。

本文首先根据Saucier 提出的最优砾石尺寸设计方法，进行防砂精度初步设计。

使用涠洲某油田待开发油组的地层岩心砂以及筛管挡砂介质（筛网）和砾石层进行挡砂驱替实验，评价及论证筛网与砾石挡砂效果，进一步论证设计挡砂精度的合理性，同时验证放大筛管挡砂精度的可行性，优化防砂方案。

1
防砂参数设计
1.1
砾石尺寸/优质筛管挡砂精度设计
在砾石充填完井中，筛管体主要用来支撑砾
石层，筛缝提供流体入井的通道，通常使用的筛管主要有绕丝筛管、割缝衬管和金属网（或者金属
棉）滤砂管。

筛管缝隙的选择应保证砾石充填层的完整性，且要求其阻挡100%砾石。

国内外针对砾石充填防砂挡砂精度设计主要是根据Saucier 提出的最优砾石尺寸设计方法，该方法以粒度中值d50作为选择砾石充填所需砾石尺寸D50=（5~6）*d50，然后根据砾石尺寸选择相对应的其孔喉直径，以此作为所需优质筛管的挡砂精度，在下文中简称Saucier 方法［1-6］。

1.2
砾石充填配套筛管缝宽/挡砂精度设计按照Sauicer 砾石充填设计准则设计出各油田油组砾石的尺寸后，依据《海上完井手册》，本文采用常用经典法进行砾石充填配套筛管缝宽/挡砂精度设计，计算公式如下［1］：
W =
()
12~2
3
D g min （1）
式中W—筛管的缝宽，mm；
D gmin —砾石最小尺寸，mm。

实际应用中，绕丝筛管：系数通常取2/3，即W =2/3⋅D g min ；金属网（或金属棉）等优质筛管：系
数通常取1/2，即W =1/2⋅D g min 。

根据Saucier 方法，依据d50不同设计基准（d50平均值：适度防砂；d50最小值：完全挡砂）分
新疆石油天然气2020年
别进行油组挡砂精度设计。

涠洲某油田防砂参数理论设计结果如表1所示。

W 30、W 3Ⅰ、W 3Ⅲ油组挡砂精度为16~30目（d50平均值）或20~40目（d50
最小值），W 3Ⅳ油组挡砂精度为20~40目（d50平均值、最小值）。

表1
涠洲某油防砂参数设计
油组W 30W 3ⅠW 3ⅢW 3Ⅳ
d50范围
（μm ）160~34586~24086~40183~85
d50设计基准（μm ）252（平均值）160（最小值）179（平均值）86（最小值）
273（平均值）86（最小值）84（平均值）83（最小值）（5-6）*d50（μm ）1263~1515800~960
895~1074430~5161366~1639430~516420~504415~498对应的标准
筛目16~3020~4016~3020~4016~3020~4020~4020~40
砾石中值（mm ）0.8890.6350.8890.6350.8890.6350.6350.635
孔喉直径（μm ）159.2139.4159.2139.4159.2139.4139.4139.4
渗透率（μm 2）158121158121158121121121
2
出砂模拟实验原理及装置
2.1
实验原理
（1）在一定供压压差下，使用流体携带地层砂
长时间驱替挡砂介质（网片、砾石层），并测量过砂量以及记录此时挡砂介质网片两端供压压差；
（2）采用最终出砂量、产液含砂量等参数用于评价机械筛网、砾石的挡砂性能，同时根据不同尺寸的筛网对不同油组地层砂的阻挡情况，检验油组是否适合适当放宽机械挡砂精度进行防砂。

出砂量是衡量挡砂介质挡砂情况的绝对量；产液含砂量是指出砂量与实际产液量的比值，是衡量挡砂介质挡砂性能的相对量。

实验结束后，给定充分的时间使漏过筛网的地层砂沉淀，随后收集、干燥处理、称重，并记录相应数据。

（3）在实验中，参照中油井防砂效果评价指标（行业标准SY/T 5183-2000）的含砂量来评价产液时的出砂量，当防砂后含砂量小于0.03%（3t/万m 3）时，可视为常规防砂；当防砂后含砂量介于0.03%（3t/万m 3）与0.08%（8t/万rn 3）之间时，视为适度防砂；当防砂后含砂量大于0.08%（8t/万m 3）时，则认为防砂失效。

2.2
挡砂驱替实验装置
本研究采用DL 型堵漏材料实验装置，如图1所示，该仪器通过调整不同供压压差（0~7MPa ）以及选用不同型号的挡砂介质（筛网、砾石），从而模拟井下不同压差时筛管、砾石充填对地层砂粒的阻挡作用，根据排液中含砂量确定相应挡砂介质对地层砂的挡砂能力，
进而完成地层挡砂效果评价。

图1
实验装置整体图
黄清，等：南海西部涠洲某油田防砂效果实验研究第16卷第2期
2.3实验材料及条件
本实验使用筛网和砾石进行挡砂实验，分别模拟现场优质筛管及砾石充填防砂挡砂情况。

（1）实验流体。

实验流体采用清水，粘度1mPa.s。

（2）实验用地层砂。

实验用地层砂采用涠洲某油田4个油组岩心研磨砂，见图2
所示。

图2涠洲某油田地层砂样
（3）实验用挡砂筛网
常规高级优质筛管挡砂精度的设计是按照
Saucier砾石充填设计准则设计出砾石的尺寸后，
选取与之相当的高级优质筛管的挡砂精度，本研
究采用Saucier砾石充填设计准则来设计相应储层
高级优质筛网挡砂精度，为了匹配该精度并便于
寻求放大挡砂精度的可能性，实验分别针对各油
组防砂设计结果使用了不同挡砂精度筛网进行挡
砂模拟实验，具体实验安排如下：涠洲某油田W30、
W3Ⅰ、W3Ⅲ、W3Ⅳ油组选用挡砂精度为100目（d50
平均值）和120目（d50最小值）筛网，如图3
所示。

图3实验室用筛管挡砂介质—筛网
（3）实验用挡砂砾石
考虑到海上油田作业成本大，为了保证防砂
有效性，以完全挡砂为基准（d50最小值）进行砾石
充填防砂效果验证实验，以避免井下二次作业带
来的施工困难，且考虑到环空砾石充填须留有足
够的空间，以免发生砂桥。

根据《海上油气井完井
手册》可知，若使用20/40目或更小的砾石，环空间
隙尺寸保留19~25.4mm即可。

因此分别针对涠三
段各油组防砂设计结果使用对应尺寸砾石及配套
筛网进行挡砂模拟实验，具体实验安排如下：涠洲
某油田W30、W3Ⅰ、W3Ⅲ、W3Ⅳ油组选用挡砂精度
为20~40目砾石（充填厚度20mm）及70目配套筛
网，如图4
所示。

图4实验室用砾石充填挡砂介质
—砾石及配套筛网
（4）实验环境和条件
本实验在室内常温条件下进行，如图5所示。

新疆石油天然气2020
年
图5涠洲某油田挡砂模拟实验（砾石层挡砂为例）
3
涠洲11-4N 油田挡砂效果模拟实
验结果及分析
通过测量不同压差下、不同筛网和砾石挡砂
精度匹配下的过砂量，进而评价及论证筛网与砾石挡砂效果。

涠洲组挡砂效果模拟实验结果由图6~9所示，可以看出：①涠洲11-4N 油田涠洲组开发整体采用砾石充填防砂挡砂效果最佳，特别是W 3Ⅲ油组在配产压差范围内采用砾石充填产液含砂量明显下降；②W 3上部油组采用20~40目砾石和120目筛网在配产压差范围内挡砂效果均比较理想，而采用100目筛网易造成井下防砂失效风险；③W 3Ⅰ、W 3Ⅳ油组采用20~40目砾石相比120目筛网挡砂效果相对较好，且W 3Ⅰ
油组效果更突出。

图6
W 30
油组挡砂模拟实验结果
图7
W 3Ⅰ
油组挡砂模拟实验结果
图8
W 3Ⅲ油组挡砂模拟实验结果
综合而言，建议W 3Ⅰ、W 3Ⅲ油组采用砾石充填防砂（20~40目）为宜，而W 3上部、W 3Ⅳ油组采用砾石充填（20~40目）或筛网（120目）均比较合理，
需结合实际开发要求进行优选。

黄清，等：南海西部涠洲某油田防砂效果实验研究
第16卷第2
期图9
W 3Ⅳ油组挡砂模拟实验结果
4结论
（1）针对涠洲某油田，开展了各油组的地层岩
心砂以及筛管挡砂介质和砾石层进行挡砂驱替实验，评价及论证了筛网与砾石充填挡砂效果。

本评价方法可为海上油田防砂效果评价提供参考。

（2）基于防砂模拟实验结果，建议涠洲某油田W 3Ⅰ、W 3Ⅲ油组采用砾石充填防砂（20-40目）为宜，而W 30、W3Ⅳ油组采用砾石充填（20-40目）或筛网（120目）均比较合理。

参考文献：
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社，1998
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发［J ］.海洋石油，2019，39（2）：85-91.
增加，中后期趋于稳定，提高采收率贡献2.8个百分点；由于整个提液过程中水驱倍数不断增加，驱油效率始终增加，提高采收率贡献5.0个百分点，实际油田先导实验也证实了强底水油藏高含水期大幅提液潜力巨大。

参考文献：
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（上接第62页）
Vol.16No.2 Jun.2020
Xinjiang Oil&Gas （Edition of Natural Science）
Hui，et al.Zhanjiang Branch of CNOOC Ltd.,Guangdong,Guangzhou,524057,China／Xinjiang ShiYou Tian⁃Ran Qi，2020，16（2）：68～72
Abstract：Electric Submersible Pump(ESP)is the main lifting method for offshore oil production at present.Fre⁃quency lifting of ESP wells as a stimulation measure has important application significance for oil wells.Whether ESP wells can carry out frequency-raising production and whether they can achieve the effect of increasing fluid production through frequency-raising,it is necessary to analyze the feasibility of frequency-raising and predict the effect of frequency-increasing production.Taking the feasibility analysis of raising frequency and increasing production after pump inspection operation in WCB5well as an example,this paper introduces the feasibility analysis method of raising frequency in ESP wells and the prediction method of increasing production effect from the aspects of reservoir increasing frequency potential,unit increasing frequency potential and surface equipment increasing frequency potential.In recent years,this method has been used to carry out feasibility analysis of fre⁃quency increase in34wells,of which26wells have successfully realized frequency increase and production in⁃crease,accumulating603oil increments per day,and achieved good application results.
Key Words：Electric Submersible Pump Well;Frequency Increase and Production Increase;Feasibility;Analy⁃sis Method.
EXPERIMENTAL STUDY ON SAND CONTROL EFFECT OF AN OILFIELD IN WEIZHOU, WESTERN SOUTH CHINA SEA／HUANG Qing，LIU Xian-yu，HAN Cheng，et OOC China Limited Zhanjiang Branch,Zhanjiang,Guangdong,524057,China／Xinjiang ShiYou TianRan Qi，2020，16（2）：73～77 Abstract：There is sand production risk in the oil formation to be developed in Weizhou oilfield in the west of South China Sea.According to the optimal gravel size design method proposed by Saucier,the preliminary design of sand control accuracy is carried out.The core sand of the formation is used to conduct sand retaining and dis⁃placement experiments on screen tube sand retaining medium and gravel layer,evaluate and demonstrate the sand retaining effect of screen and gravel,further demonstrate the rationality of the designed sand retaining preci⁃sion,and verify the feasibility of enlarging the sand retaining precision of screen tube,so as to provide reference for the sand control scheme.This evaluation method can provide reference for sand control effect evaluation of off⁃shore oil field..
Key Words：Screen pipe;Sand control parameters;Simulation experiment;Gravel packing;Screen pipe EXPERIMENTAL STUDY ON RETROGRADE CONDENSATE POLLUTION EVALUATION OF SJ LOW PERMEABILITY GAS RESERVOIR／YUE ping,ZENG Fan-cheng,YANG Zhi-fan,et al.National key laboratory of Reservoir Geology and Development engineering of Southwest Petroleum University,Chengdu Sich⁃uan610500／Xinjiang ShiYou TianRan Qi，2020，16（2）：78～82
Abstract：In the production process,SJ low-permeability condensate gas reservoirs have already experienced some degree of anti-condensation pollution and blockages.In order to study the mechanism of damage of anti-condensation pollution,a corresponding anti-condensation pollution evaluation experiment was performed through a constant volume exhaustion(CVD)experiment.The formation condensate gas samples were prepared based on the PVT data of the SJ gas reservoir.The high-pressure physical property analysis experiments were performed by the PVT instrument.Simulate the condensate oil pollution in the near and far well areas,compare the measured gas permeability and permeability decline,analyze the degree of anti-condensation pollution in dif⁃ferent cores,and evaluate the anti-condensation pollution in SJ low-permeability gas reservoirs.Development has important guiding significance.
Key Words：Condensate gas reservoir;Long core with fracture;Constant volume wellbore depletion;The evalua-tion of Retrograde condensate damage
RESEARCH AND APPLICATION OF TEMPORARY INVESTMENT TECHNOLOGY AND STAN⁃DARDIZATION／ZHANG Shao-peng,YAN Yu,FENG Xiao-gang,et al.Zhundong Oil Production Plant1, Xinjiang Oilfield Company,PetroChina,Changji,Xinjiang,831511,China／Xinjiang ShiYou TianRan Qi，2020，16（2）：83～87
Abstract：With the continuous expansion of production capacity,Management of temporary wells is an important job in oilfield production,because it directly affects the production rate of new wells,the efficient utilization of equipment and facilities,and safe operation.This project is based on the design standards of oil and gas field sur⁃。