渤海湾地区适度防砂技术防砂方式优选

渤海湾地区适度防砂技术防砂方式优选邓金根;李萍;王利华;何保生;赵文龙【摘要】通过分析国内外防砂方式选择依据,结合室内大型出砂模拟试验,提出根据均质系数UC、泥质含量心、钻土矿物的吸水膨胀性3个参数作为适度防砂技术防砂方式选择的理论依据,档砂精度的设计主要参照地层砂拉度中值d50.进行了渤海湾地区典型油田储层特性分析和不同防砂方式下的产能评价,得出渤海湾地区适度防砂技术的防砂方式及参数选择标准,并建立了相应的防砂方式选择图版.该图版在渤海湾新开发的KL3-2油田的防砂方案设计中进行了应用,并进行了室内出砂模拟试验,结果表明其设计合理,具有现场应用价值.%Analyzing the design basis of domestic and international sand control method, combining with large scale indoor stimulated experiment of sand production, the theoretical basis of sand control method selection was proposed for moderate sand control technique. It based on three main parameters, uniformity coefficients UC, shale content Vsh, and water swelling property of clay mineral, and the design of sand retention precision was mainly according to median grain diameter (D50) of formation sand. On the basis of analyzing the reservoir characteristics and evaluating the productivity under different sand control method for the typical oil fields in Bohai Bay,this paper presents the criteria of sand control method and parameter selection for moderate sand control technique application in Bohai Bay, and builds corresponding selection chart. This chart has been applied in the sand control design for KL3-2 oil field in Bohai Bay and has beenproved reasonable after indoor test, which shows that this chart can be used in field.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2011(033)001【总页数】4页(P98-101)【关键词】渤海湾地区;适度防砂;防砂方式;选择图版;防砂参数【作者】邓金根;李萍;王利华;何保生;赵文龙【作者单位】中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249;中海石油研究中心,北京,100027;中国石油大学,北京,102249【正文语种】中文【中图分类】TE257Abstract:Analyzing the design basis of domestic and international sand control method, combining with large scale indoor stimulated experiment of sand production, the theoretical basis of sand control method selection was proposed for moderate sand control technique. It based on three main parameters, uniformity coefficients UC, shale content Vsh, and water swelling property of clay mineral, and the design of sand retention precision was mainly according to median grain diameter (D50) of formation sand. On the basis of analyzing the reservoir characteristics and evaluating the productivity under different sand control method for the typical oil fields in Bohai Bay,this paper presents the criteria of sandcontrol method and parameter selection for moderate sand control technique application in Bohai Bay, and builds corresponding selection chart. This chart has been applied in the sand control design for KL3-2 oil field in Bohai Bay and has been proved reasonable after indoor test, which shows that this chart can be used in field.Key words:area of Bohai Bay; moderate sand control; sand control method; selection chart, sand control parameter适度防砂技术是指在油层段下入特殊筛管并适度放大防砂粒径，生产过程中允许小于某一粒径的地层砂进入井筒，并通过人工举升方式将砂粒举升到地面，然后再进行分离处理。

与传统防砂技术相比，该技术有控制地引导地层出砂，既能减少完井投入，又能明显提高油井产能［1］。

该技术在北海Gullfaks海上油田和巴基斯坦Sawan油田成功应用，将产量提高了10%左右［2,3］。

近几年，渤海湾地区为提高油田的开发效率提出的“钻井压裂适度防砂技术”［4-6］取得了重大成果，但随着适度防砂开采年限的增加，逐渐暴露出某些油藏的适度防砂井出砂不可控、出砂量过大，造成地面处理砂困难、油层砂埋甚至报废等问题。

因此，针对不同储层特性的油藏，确定合理的防砂方式及参数是油气田生产现场迫切需要解决的关键问题。

储层的粒度特性是防砂方式选择的基础，不同防砂设计方法采用的标准不同［7-9］。

近年来，国外的防砂设计方法主要有Saucier［7］、Tiffen［8］和Johnson［9］方法。

Saucier法主要考虑粒度中值d50，Tiffen法考虑均质系数UC（d40/d90）、分选系数SC（d10/d95）、细颗粒含量（＜44 μm含量）3个参数，Johnson法考虑均匀系数UC、粒度中值d50绝对值范围、d50相对值波动范围3个参数。

但这些方法均建立在完全挡砂的基础之上。

适度防砂技术建立在出砂预测、储层砂样精细分析、配套地面设备的处理能力以及以往防砂经验的基础之上［10］，在出砂可控的情况下，适当放大防砂粒径，尽可能发挥油井产能。

因此，适度防砂技术防砂方式不能完全依照传统方法进行选择，应建立一个相应的选择依据。

国外曾对出砂规律进行了室内模拟［11］。

笔者不仅模拟了出砂规律［12］，同时利用全尺寸大型出砂模拟装置进行了大量的不同防砂方式下的出砂模拟试验［13］。

结果表明：储层的泥质含量和各种黏土矿物的吸水膨胀性对储层性质、不同类型筛管的堵塞程度及防砂后的产能有重要影响，也是决定防砂方式选择的主要因素。

常见的黏土矿物种类有蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石，且吸水膨胀性为蒙脱石＞伊/蒙混层＞伊利石＞高岭石＞绿泥石。

根据笔者得出的不同防砂方式下出砂模拟试验结果［13］，其大小对不同类型筛管的堵塞程度及防砂后的产能有重要影响。

因此，在前人防砂设计理论基础上，增加了黏土矿物的吸水膨胀性这个参数，提出适度防砂技术防砂方式的选择理论依据为：均质系数UC、泥质含量Vsh、黏土矿物吸水膨胀性3个参数。

而挡砂精度的选择主要以地层砂粒度中值d50确定范围，并结合室内试验效果最终确定挡砂精度。

渤海湾地区是典型的疏松砂岩油藏，埋藏浅，必须进行防砂开采。

NB35-2、SZ36-1、BZ34-1等3个典型油田的储层特性如表1所示。

由表1可知，3个典型油田储层砂基本都在细粉砂岩和细砂岩之间，粒度偏小，非均质性强，泥质含量平均10%以上，但各油田的黏土矿物组分差别较大。

NB35-2、SZ36-1油田吸水膨胀性明显强于BZ34-1油田。

依据传统防砂设计理论，均需采用砾石充填防砂方式以达到预期防砂效果。

为评价目前渤海湾地区不同防砂完井方式对产能的影响规律，首先排除增产措施及修井停产等复杂情况的生产井，统计了防砂后正常生产井的采液量变化，从而判断防砂管或砾石层的堵塞程度。

在此特定义了采液强度与采液强度变化率两个概念，对渤海湾地区3个典型油田不同防砂方式下的产能变化进行对比。

采液强度：单口油井单位储层厚度下每天的采液量。

采液强度变化率：油井生产一年后的平均采液强度与油井生产前半年的平均采液强度之差除以前半年平均采液强度。

如图1，依据传统Saucier设计方法，NB35-2油田砾石尺寸选择16～30目，同时还采用了小一级的20～40目砾石充填防砂，适度防砂应用挡砂精度230 μm优质筛管（相当于10～20目砾石充填）、挡砂精度175 μm优质筛管（相当于16～30目砾石充填）防砂。

总体来看，砾石充填防砂井的采液强度远好于优质筛管防砂井。

从采液强度变化率来看，砾石充填防砂井后期产能增加，优质筛管防砂井后期产能下降，说明防砂管出现堵塞。

因此，NB35-2油田采用砾石充填防砂方式要好于优质筛管。