水平井防砂工艺技术
水平井分段防沙、分段开采工艺技术27页PPT
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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水平井分段防沙、分段开采工艺技术
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
大港油田水平井分段防砂采油工艺技术研究
大港油田水平井分段防砂采油工艺技术研究作者：张冬来源：《科学与财富》2020年第05期摘要：出砂是困扰水平井开发砂岩油气藏最大的问题之一。
对于水平井防砂，全井段笼统的防砂方式难以达到针对性、有效性防砂效果。
因此，搞清楚出砂沿水平段井身轨迹的分布规律，进行合理分段并实施分段防砂，才能达到良好的防砂目的。
本文在系统分析水平井出砂机理及出砂原因的基础上结合大港油田水平井开发现状形成了针对性的水平井分段防砂采油工艺技术，并取得了良好的增油效果。
该工艺的成功应用，消除了长井段水平井动用不均匀的技术瓶颈，极大地提高了水平井井段有效充填率，使油层整体得到充分改造，实现了油气开发的降本增效，也为其他同类油藏的开发提供了启示。
关键词：水平井;分段防砂采油;大港油田水平井其优势就是可以增大泄油面积，减小渗流阻力，大幅度提高单井产量，目前已经在大港油田得到了比较广泛的应用，对油田的高产稳产起到了很大作用。
然而在水平井开采过程中，往往遇到由于地质储层分布的非均质性而引起水平段间渗透率、孔隙度等油层物性发生较大变化：或者水平井为双台阶式分布的两层结构使水平井呈现开采的不协调：或者由于油井生产一段时间后，受底水或边底水的影响，油井含水上升，常规技术无法有效控水，影响了水平井的开发效果;或者对于一个较长的水平井段，为了使它能够更经济地开采，均需要对水平井段进行分段开采，来保证水平井开采的效率。
特别是疏松砂岩油藏胶结疏松，易出砂，油井要正常生产，必须进行防砂作业。
然而水平井却存在着长井段水平井钻遇非均质油层、泥岩及高含水等夹层，采用笼统滤砂管防砂或砾石充填作业难以有针对性地对局部地层进行精细防砂的行业难题。
迫切需要通过现场不断探索，形成针对性的出砂油藏水平井防砂采油工艺技术。
1 水平井防砂工艺技术根据大港油田油藏实际情况和目前水平井防砂技术现状，主要采用精密微孔滤砂管、复合绕丝滤砂管、金属毡滤砂管为三种挡砂方式的砾石充填防砂工艺。
水平井裸眼免钻塞防砂技术
厚度越来越薄：6m→2.5m 渗透率越来越低：30→1mD
300 250 200
279
280
285
难动用（稠油+低渗） 137 边底水断块 110
油藏条 件复杂
150
原油粘度大：5×104→ 40×104 mPa· s
100 50
101 39
93
敏感性增强：水敏指数0.7～0.9
边底水活跃：中弱→强
0 2007 2008 2009 2010
近年水平井应用油藏情况
前 言
2.应用类型不断丰富，满足不同油藏、地面条件下开发需要
时间
侧钻水平 井
阶梯水平井 分支井 大位移水平井
鱼骨状分支井
分段压裂水平井
十五
十一五
31
68
7
19
2
2
15
35
0
9
0
15
前 言
3.配套技术不断完善，满足水平井开发需要 完井方式实现重大转变 创新形成了水平井裸眼防砂完井一体化技术为核心的水平井完井 技术系列，实现了完井方式的重大转变。
捞塞工艺原理：
施工过程：
Ø
套管柱下入 坐封裸眼封隔器 打开分级注水泥通道，循环、固井 胶塞顶替，关闭注水泥通道
Ø Ø Ø
Ø
打捞，完井
二、水平井裸眼免钻塞工艺程序
免钻塞工艺技术：
工 艺 过 程
下入完井管柱
7in套管 7in滤砂管 分级箍 管外封隔器
油层
酸洗阀
二、水平井裸眼免钻塞工艺程序
工 艺 过 程
1、水平井裸眼滤砂管钻塞防砂工艺过程
工 艺 过 程
下入完井管柱
7in套管 7in滤砂管 分级箍 管外封隔器
水平井分段防沙沙分段开采工艺技术
_______ _________ __
、疏松砂岩油藏水平井采油特点
二、 水平井完井工艺 _____ ___
三、 水平井滤砂管防砂工艺技术 ____
四、 水平井砾石充填防砂工艺技术 ___
_ ____ E、设计水平井分段开采工艺管柱
棘井出砂的危缭
砂埋油居或井筒砂堵造成油井停产 出砂使地
• (2)论述了适合水平井开釆的油藏：薄油藏、稠油油藏、
边底水油藏等，水平井与直井相比，具有泄油面积大、产 能髙等特点
• (3)科学合理的水平井完井技术是水平井开采技术的关 键之
一，这对使水平井获得髙产具有重要的意义。提髙水 平井的 产能，提高区块采收率，必须根据油气藏条件和储 层井眼状 况优化完井方式。水平井完井方式选择是否得当, 直接关系 到今后开发开采的全过程能否顺利进行。
W4-2滤砂笸敁大外径及Illi率T-SX系阁 ___
乙腿=214A\5^(D-d)/a
公式(4-1)整理为
式中：Lmax—滤砂管能够通过造斜段最大长度，
r一水平井曲
m
率半径，m
d一D—滤套砂管管内外径径，，mm
一般
a 一最大平均造斜度，
r = L/(0.01745a)
L一弯曲段单位长度m
t
■■ w ?
IP CZ1- ill
4-3滤砂管最大外径和长度设计
•防砂管柱能否顺利下入到油层设计位置， 取决于滤砂管能否顺利通过造斜段和水平 段。在水平井套管内径确定的条件下，造 斜段山于曲率半径对滤砂管通过时最大长 度和外径给予限制，为了保证防砂管柱不 被破坏，应进行设计计算。
•假设滤砂管为刚体则:
L滙=2介+卻-＜，，+0\
侧钻水平井防砂完井一体化工艺技术浅析
４ ８ ０ ｍ＋ ５ １ ／ ２ ｉ ｎ 大通径密封 式尾管悬挂器＋ ２ ７ ／ ８ ｉ ｎ￣ Ｐ ｂ 管至
井 口 ，正打 压 坐 封 悬 挂器 后 完 成 倒扣 丢 手 作 业 ，悬 挂 器
深 ：ｌ ０ ４ ｌ ９ ７ ｍ：
（ ３）２ ０ １ １ 年８ 月２ ２ 日 ，下入 防砂 内管 （ 自下 而上 ）： 内部 涨封 总成 ＋ ｌ ９ １ ｎ ？ ［ ９ 管＋ 密封 插座 ；
究应用 ，５ Ｏ 年代 开始 工业 化试验推 广 ，但受 当时钻完井技 术
的 限制 ，直到９ 。 年代 侧钻 井技 术趋 于完善 ，侧钻 井数量迅 速
钻 塞 注 水泥 固井 ，完 井 后 内通 径 一 致 ：ｄ对 钻 遇 多 层 系 的 侧 钻 井 ，采 用 管 外 裸 眼 封 隔 器 实 现 分 层 卡 封 、分 段
风 险 ，同时还存在水 平段 钻削清理不净影响水平井裸眼砾 石 充填工 艺实施 等缺陷 ；缺乏切实有效的侧钻井 、水平井防砂
４ ８ ０ ０ ｍｍ ／ 根 ；滤砂管 ｝ ｌ 勺 挡砂精度 ：０ １ ２ ｍｍ。
（ ４）内部涨封总成参数 外径 ： Ｔ Ｏ ｍｍ；封隔压 力 ：≥２ ０ ＭＰ ａ；扪型 ：ｌ ９ ｉ ｎ
％
＾
，
＿
， …
…
…
…
－ ’ ●
侧钻水平井防砂完井一体化 工艺技术浅析
李传 昌 顾文忠 （ 中石化华东分公司 江苏南京 ２ １ ０ ０ ０ ０）
摘 要 ：针 对华 东 苏 北 油 田 老 井 开 发 中 油 井低 效 、 水 淹 、水 窜 、套 管 变 形 等 问题 ， 开展 了侧 钻 水 平 井 防 砂
式。
效果评价技术 。
大港油田水平井防砂工艺技术应用研究
大港油田水平井防砂工艺技术应用研究摘要：水平井在大港油田的油气开发进程中发挥了重要的作用，已经成为提高油气采收率的一种重要手段。
然而由于大港油田诸多油藏属于砂岩油藏类型，地层胶结疏松，经过数十年的开发历程，油井出砂日趋严重，严重影响了油气生产。
因此，加强水平井防砂工艺措施的攻关与应用刻不容缓。
本文针对大港油田水平井出砂的特点，对油气井防砂工艺技术进行了深入的研究，已经形成了水平井筛管完井防砂技术、水平井管内防砂技术和水平井砾石充填防砂工艺技术，有效地解决了油井出砂、出细砂、出细粉砂、出泥浆等问题，为大港油田的稳定发展，起到了积极的推动作用。
关键词：大港油田；水平井出砂；防砂工艺0前言水平井防砂技术是针对水平井在开采过程中，油、气、水井出砂而开展的一项技术研究。
大港油田的水平井防砂工艺技术，经过二十多年的研究开发，从早期的单一的固砂技术，发展到今天的综合防、排砂技术，并已形成了完整的针对性很强的防、排结合防砂体系。
总体技术水平居于国内领先地位，达到了国际先进水平。
部分技术达到了世界领先水平。
目前，大港油田水平井防砂技术主要包括水平井筛管完井防砂技术、水平井管内防砂技术和水平井砾石充填防砂工艺技术等。
目前，油田应用较多的是水平井弹性筛管裸眼完井防砂技术和水平井管内防砂技术。
这两类防砂技术在辽河油田防砂效果良好，具有广阔的推广应用前景。
1.水平井筛管防砂完井技术1.1技术原理采用高强度弹性筛管为完井筛管，高强度弹性筛管和水平井防砂悬挂器是该技术的主要构成。
高强度弹性筛管是一种具有独特结构的防砂专用筛管，它以单层厚壁API标准的油管或套管做基管，基管上钻有若干个阶梯孔，将过滤介质经过特殊工艺组装成一个个过滤件，然后再将这些过滤件通过焊接安装到基管的阶梯孔里，形成单层管的整体防砂结构，特殊弹性纤维防砂材料具有自我解堵的能力，保证油井防砂后在较长的时间内获得较高产能。
水平井悬挂器由座封、锚定、密封、锁紧、丢手、解封等机构构成。
水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺
第37卷第2期2015年3 月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYVol. 37 No. 2Mar. 2015文章编号：1000 – 7393（2015 ） 02 – 0047 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.02.013水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺杜 丙 国1， 2（1.中国石油大学，北京 102249；2.中国石化股份胜利油田分公司，山东东营 257001）引用格式：杜丙国.水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺研究及应用［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：47-50.摘要：为解决出砂油藏水平井管外均衡改造的难题，研制了裸眼管外分段挤压充填防砂完井工艺。
其原理是通过管外隔离封隔器和可重复开关充填滑套将水平段进行分段封隔，利用防砂服务管柱实现分段挤压充填防砂。
与水平井底部砾石挤压充填防砂相比，新工艺可根据水平段物性差异分段优化防砂施工参数，水平段改造更均衡。
生产实践表明，采用裸眼分段挤压充填防砂完井的井，防砂后产量高，防砂效果好，为水平井防砂完井工艺提供了新的技术思路。
关键词：水平井；分段挤压充填；防砂完井；隔离封隔器中图分类号：TE257 文献标识码：ASand control completion technology by staged squeeze packingin openhole horizontal wellsDU Bingguo1, 2（1.China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Shengli Oilfield Company, Dongying 257001, China）Abstract: In order to address the difficulty in equilibrium modification outside the pipe string of horizontal wells in sand producing reservoirs, the sand control completion technology by staged squeeze packing behind the string in openhole has been developed. Its principle is that, by isolating the horizontal section in stages with isolating packer behind the pipe and packing the sliding sleeve with repeatable switch, the sand-control service pipestring is used to realize sand control by staged squeeze packing. Compared with gravel packing at the bottom of horizontal wells, the sand-control parameters can be optimized in stages according to the differences of physical properties in horizontal section, so the horizontal section can be serviced in more equilibrium. Production practice shows that, in wells completed by staged squeeze packing in openhole section, the production after sand control is even high and sand control effect is favorable, providing a new concept for sand-control completion technology for horizontal wells.Key words: horizontal well; staged squeeze packing; sand control completion; isolating packer2013年胜利油田实施水平井滤砂管裸眼完井217口，其中裸眼底部砾石笼统挤压充填防砂完井89口，占裸眼防砂完井数的41%。
稠油水平井防砂工艺
稠油水平井防砂工艺【摘要】由于稠油油层一般有胶结较疏松，油层易出砂的特点，所以须进行防砂工艺设计。
本文针对稠油油藏的地质以及开采因素等方面。
简要对稠油井的完井方式、防砂工艺进行了优选。
结合传统的防砂技术以及完井方式，优选出了以精密滤砂筛管砾石充填防砂技术为主要防砂工艺。
该工艺在油田的现场生产实践中得到了验证与推广，对于稠油水平井的防砂工艺设计具有指导意义。
【关键词】稠油防砂工艺完井方式精密滤砂管分段完井1 防砂技术分类根据防砂原理及工艺特点，目前主要防砂方法主要有以下几种方法。
1.1 机械防砂机械防砂方法可以分为两类，第一类是仅下入机械管柱的防砂方法，如绕丝筛管、割缝筛衬管、各种滤砂管等。
这种方法简单易行，施工成本低。
缺点是防砂管柱容易被地层砂堵塞，只能阻止地层砂产出到地面而不能阻止地层砂进入井筒，有效期短，只能适用于中、粗砂岩地层。
第二类机械防砂方法为管柱砾石充填，即在井筒内下入精密滤砂筛管、绕丝筛管或割缝衬管等机械管柱后，再用砾石或其他类似材料充填在机械管拄与套管的环形空间内，并挤入井筒周围地层，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的。
这类方法设计及施工复杂，成本较高；但挡砂效果好，有效期长，成功率高，适用性广，可用于细、中、粗砂岩地层，垂直井，定向井，热采井等复杂条件。
1.2 化学防砂化学防砂是向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层、提高地层强度的目的。
化学防砂主要分为人工胶结地层和人工井壁两种方法。
人工胶结地层是向地层注入树脂或其他化学固砂剂，直接将地层砂固结；人工井壁是将树脂砂浆液、预涂层砾石、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥等挤入井筒周围地层中，固结后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁。
2 防砂完井方式考虑到稠油粘度大和开采后期气驱阶段防汽窜措施的实施，完井方式共考虑了以下三种：（1）全井段固井射孔-管内冲填防砂完井的优点在于能有效进行井段分离，避免层段之间的窜通。
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四、稠油油藏
水平井已成为稠油热采的后备工艺， 美、加、中三国在这方面做了大：主要作用 可概括为两个梯度，一是注汽时形成筒状温 度梯度，二是加热的形成重力梯度，据统计， 用水平井开采的稠油粘度范围可从 lXl03mpa· s到20Xl03mpa· s。
水平井完井工艺
包括射孔完井、裸眼完井、衬管完井、砾石充 填完井、滤砂管完井五类。 其中疏松砂岩油藏防砂完井工艺主要分为裸眼 完井和管内射孔完井两大类。 裸眼完井一般分为裸眼砾石充填和筛管防砂完井， 套管射孔完井分为砾石充填防砂和管内射孔滤砂管 防砂两种完井方式。 胜利油田主要采用管内射孔滤砂管防砂完井方 式。水平井完井方式应根据油藏类型，油层状况选 择。
二、影响因素
数模计算表明：
l、油水密度差影响 随着油水密度差的增加，其底水突破时间增加。 2、水平井位置对水平井底水锥的突破时间影响 随着水平井位置越靠近油藏的顶部，其底水突破时间越长 。因此应优选水平井在油藏的位置，距顶部距离越小效果越好 ，距顶部距离增大，水平井初期含水上升，累计产油量降低。 3、地层原油粘度对底水突破时间的敏感性影响 随着原油粘度增加，对底水突破时间影响很大，但随着产量 的增加粘度对底水突破时间的影响幅度逐渐降低。 4、kv／kh比值对底水突破时间的敏感性影响 随着kv／kh比值的增加底水突破时间大大提前。
四、内容简介
主要从六个方面对疏松砂岩油藏水平井完井、采 油工艺特点及水平井防砂工艺研究成果进行了介绍。 第一章介绍了水平井与直井相比采油工艺所具有的 优越性。 第二章讲述了水平井完井工艺特点及完井方式选择。 第三章、第四章重点介绍了水平井管内滤砂管防砂 工艺及配套技术研究情况。 第五章对该项技术现场应用作了简要介绍。 第六章简要介绍了“水平井绕丝筛管砾石充填防砂 工艺技术”目前研究水平。
胜利油田在滨南厂郑王庄区块应用水平井防砂工 艺及配套技术，成功开采沙3段块特稠油藏。
五、边底水油藏
胜利油田已进入高含水期，利用直井开发效益 差，随着直井水锥加剧，在水平井长度一定的情况 下，水平井与直井产能比值在逐渐增大，如直井泄 油半径100米，水平井长度1 50米，水平井产能是直 井的3．59倍。当水锥半径为50米时，水平井产能 是直井的4．81倍。 所以水平井在解决底水锥进和提高单井产能方 面明显优于直井，是底水驱动油藏的最佳开发技术 之一。
三、水平井防砂工艺
根据胜利油区疏松砂岩油藏的不同地质 特点，开展了水平井防砂工艺技术的研究与 应用，成功地研制出预充填双层绕丝筛管、 金属棉及金属毡等滤砂管为主，油层保护、 定向射孔为辅的水平井防砂工艺，构成了较 为完善的悬挂式和平置式两大系列水平井防 砂施工工艺管柱及施工工艺，满足了胜利疏 松砂岩整装、断块等油藏水平井防砂的需求。
第一节
适应油藏
国内外专家学者应用数模、物模技术 研究了水平井渗流特征，压力分布特点及 影响产能的各种因素，并通过大量应用资 料数据分析表明：水平井对于薄油层、非 均质油藏 、裂缝油藏、稠油油藏、边底水 等油藏开发具有明显的优越性。
一、薄油层
由于水平井能大幅度增加与油藏的接触 面积，因此与直井相比，其采油指数一般可 以提高4倍，在某些情况下甚至可以提高10 倍，阿科公司在印度尼西亚爪海开采薄油层， 9口水平井的采油指数与同层直井提高5．4 倍获得了较高的经济效益。 资料统计也表明国内外利用水平井开发小 于l0m油层中的比例约占50％，80m的油层 仅占20％左右。
一、 完井方式
1、射孔完井 下入表套、技套和油套后注水泥固井，最后在水平 段射孔。射孔完井方式是最实用的的方法，其特点是 将所钻的水平段全部用水泥固住，根据油田开发生产 的需要，可全部射开，也可选择性射开分采或和采， 为后期开发提供了条件。 2、裸眼完井 裸眼完井是水平井完井最简单的形式，首先将技术 套管下至设计的水平段顶部，注水泥固井完井。然后 换小一级钻头钻水平段至设计位置，起出钻具完井。 裸眼完井完善程度高，产能较高，成本低，因水平段 全为裸眼不能防止井筒上部因覆盖压力或井筒周围外 挤力造成的岩石崩塌而堵塞井筒。裸眼完井不宜于疏 松砂岩油藏，多用于火成岩等坚硬地层。
概论
一、水平井采油工艺的特点。 水平井开采工艺具有大幅度提高采收率，增加采油速度， 改善井底流入状态，减缓地层出砂、防止底水锥进等特点。自 上世纪八十年代以来，国内外水平井开采技术有了飞速发展， 并广泛应用于疏松砂岩油藏的薄油层、稠油油藏、边底水油藏 及断块油藏开发，充分发挥了水平井采油工艺的特点。 二、胜利油区砂岩地层特点 胜利油区疏松砂岩油藏大部分属新生界第三系馆陶组、东 营组和沙河街组，岩性多为正韵律沉积、中浅层砂岩，粒度中 值≥0．06mm，油藏埋深1000一1800m，孔隙度25—38％，渗 透率300×10－3~1400 ×10－3μm2，孔隙式或接触式胶结，胶结 物多为泥质，结构疏松，出砂严重。
一、水平井能够有效的控制边底水锥进 主要原因：
（一）是由于水平井段长，与油层接触面积大，在
同直井相同产量下生产时单位水平产量比直井小， 因而要求的生产压差也小。 （二）是在供油区范围内，水平井压力梯度呈线性 变化，在沿水平段上气体下降及水体上升比较平缓， 呈脊进状。而直井压力梯度为“漏斗”形状，在井 筒附近变化激烈，因而易形成水锥。相同临界速度 下生产时，水平井下面的油水界面呈“丘陵”状向 上推进，且波及范围大，如果水平井位置控制得当 及注采参数合适，边底水推进会起正作用。
二、非均质油藏
当油藏水平方向非均质严重时同常规直井相 比，横穿油层的水平井可为水平井提供更多的资 料。
在非均质油藏开发中，水平井应垂直于高渗透 方向，若与高渗透方向平行，水平井产量有可能 不会比直井高。 水平井的产能大小，部分取决于地层垂向渗 透率的大小及水平井段的长短，垂向渗透率和水 平渗透率比值越高，水平井产能越好。