海上×油田水平井优质筛管防砂精度优选实验研究.pdf

第 卷 第 期广东石油化工学院学报.年 月 海上 油田水平井优质筛管防砂精度优选实验研究陈华兴高建崇庞铭王志远(中海石油(中国)有限公司 天津分公司天津)摘要:文章采用室内动态驱替实验的方法探索出砂规律优选筛管防砂精度为水平井防砂设计提供实验支撑 利用岩芯驱替装置基于储层真实岩芯和油砂制作填砂管岩芯模拟该油田水平井全生命周期产液量范围内防砂筛网不同孔径、不同筛网层数、不同筛网组合方式下的出砂规律 通过系列防砂实验优选得到防砂筛网的精度以 较优筛网的层数为 层筛网的组合方式为 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网现场 口井的应用情况表明防砂效果优良可为后续井的防砂设计提供借鉴关键词:海上油田水平井优质筛管防砂实验防砂精度优化设计中图分类号:.文献标识码:文章编号:()油田属于典型的疏松砂岩油田主力油层为 层采用水平井开发防砂方式为优质筛管 根据该油田地层砂粒度分析结果采用声波时差法、斯伦贝谢比法、“”公式法、出砂指数法 等出砂风险分析方法进行分析同时结合开发井的 测试结果和已投产井的生产情况表明该油田有较大出砂风险因此优质筛管的防砂精度是水平井防砂的关键防砂精度设计一般采用 公式或者防砂模拟实验等方法 本文采用室内动态驱替实验的方法探索出砂规律优选筛管防砂精度为水平井防砂设计提供实验支撑 主力储层地层砂粒度分析目前国内外均按地层砂的粒度大小进行如下分级:特细砂或粉砂粒径小于或等于.细砂粒径介于.中砂粒径介于.粗砂粒径介于.特粗砂粒径大于或等于.本文采用筛析法对 油田主力储层天然岩芯进行粒度分析研究发现该油田的岩石粒度主要集中在.之间以细砂、中砂为主小于.的特细砂或粉砂质量分数为.根据岩芯粒度分析结果计算出各深度岩石平均粒径为地层砂筛析曲线上占累积质量 的地层砂粒径为地层砂筛析曲线上占累积质量 的地层砂粒径为地层砂筛析曲线上占累积质量的地层砂粒径 地层砂均质性指的是砂粒分选的均匀性一般用均匀性系数 来表示:/为不均匀砂 为很不均匀砂 对 油田主力储层不同深度岩芯地层砂平均粒径进行分析发现.取样点地层砂平均粒径:.均匀性系数 .取样点地层砂平均粒径:.均匀性系数 .取样点地层砂平均粒径:.均匀性系数 .取样点地层砂平均粒径:.均匀性系数.取样点地层砂平均粒径:.均匀性系数.平均来看主力储层地层砂粒度均匀性系数 .属于均匀细砂、中砂收稿日期:修回日期:作者简介:陈华兴()男湖北通山人博士高级工程师主要从事海上油田采油工程技术研究 防砂实验评价方法参考行业标准 储层敏感性流动实验评价方法对不同目数筛网的防砂性能进行评价 实验步骤如下:将储层砂制作成填砂管出口端放入不同目数的筛网筛网目数分别 目对应的筛网孔径分别为 再将填砂管装入岩芯夹持器将岩芯夹持器放入饱和装置内 盐水充分饱和利用 盐水进行驱替实验实验流量模拟水平井产液量/每个流量的测量时间为 测量各流量下的累计出砂量、最大出砂粒径 图 为防砂实验动态驱替实验装置图 防砂实验动态驱替实验装置 实验结果分析.筛网精度对出砂的影响实验利用单层优质筛网评价防砂精度对出砂的影响实验结果见图、图、图 当模拟水平井产液量为/时不同取样点的出砂量有明显的差异其中.处取的地层岩芯的整体出砂量最大尤其是防砂精度越小出砂量呈指数性增加 当防砂筛网孔径为 时筛网孔径与地层砂平均粒径的比值为.折算年出砂量达 当防砂筛网孔径为 时筛网孔径与地层砂平均粒径的比值为.折算年出砂量为 出砂量下降幅度为.当防砂筛网孔径为 时筛网孔径与地层砂平均粒径 的比值为.折算年出砂量为 出砂量下降.当防砂筛网孔径为 时筛网孔径与地层砂平均粒径 的比值为.折算年出砂量为 出砂量的下降幅度为.当防砂精度进一步提升至 时筛网孔径与地层砂平均粒径 的比值分别降低至.、.、.折算年出砂量分别降低至 出砂量的下降幅度分别为.、.、.从出砂量的变化情况看当防砂筛网孔径在 以下时能取得较好的防砂效果但防砂筛网孔径不宜进一步变小以免影响单井产能对于.处和.处地层岩芯不同防砂精度下的出砂量相差不大当防砂筛网孔径为 以下时即筛网孔径与地层砂平均粒径 的比值为.折算年出砂量与.处地层岩芯出砂量相当不同防砂筛网孔径下不同深度地层岩芯的最大出砂粒径基本接近最大出砂粒径与防砂筛网孔径的比值介于.说明在筛网完好的情况下只能是粒径小于或等于筛网孔径的.的砂粒才能流出其他更大粒径的砂粒则不会流出井筒当模拟水平井产液量增大至 /时出砂的规律与 /液量下的出砂规律相似出砂的砂粒粒径与筛网孔径的比值仍介于.但出砂量均明显增大 仍以.处地层岩芯为例当防砂网孔径为 时产液量增大后折算的年出砂量分别是 出砂量分别为 /时的.、.倍当防砂筛网孔径降至 及以下时出砂量分别为 /时的.、.倍 实验说明当防砂筛网精度确定后随着产液量的增大出砂量趋于成倍增加因此防砂筛网的精度确定应以该井全生命周期最高产液量作为设计基础.筛网层数对出砂的影响实验将三个深度段的地层砂按 比例混合均匀再制作成填砂管用 金属筛网按单层、双层、三层叠放的方式模拟多层筛网的防砂效果实验流量按水平井产液量 /进行交替驱替每个流量驱替 反复交替 次实验时间共 实验结果见图当防砂筛网孔径为 时单层筛网在产液量从 /波动时折算年出砂量为 双层筛网的折广东石油化工学院学报 年算年出砂量则为.出砂量下降幅度为.三层筛网折算年出砂量为.出砂量下降幅度为.相比双层筛网出砂量下降幅度仅为.当防砂筛网孔径为 时单层筛网折算年出砂量为 双层筛网和三层筛网折算年出砂量分别为.和.出砂量的下降幅度分别为.、.当防砂筛网的孔径为 时单层筛网、双层筛网、三层筛网的折算年出砂量分别为 双层筛网、三层筛网的出砂量比单层筛网降低了.总体而言当防砂筛网孔径相同时防砂筛网的层数越多出砂量越小当防砂筛网层数相同时防砂筛网孔径越小出砂量越小 防砂筛网的孔径不一样防砂筛网层数增加对出砂量降低的幅度影响不一样孔径越小筛网层数增加对出砂量的降低幅度影响越小图 模拟/产能时地层砂单层筛网防砂实验图 模拟/产能时地层砂单层筛网防砂实验图 模拟 /产能时地层砂单层筛网防砂实验图 防砂筛网层数对出砂量的影响 基于成本、防砂效果等综合考虑选择双层筛网作为防砂筛管的优先考虑方式.筛网组合方式对出砂的影响实验优质筛管一般由支撑网和过滤网叠合形成该油田部分井原防砂筛管采用组合筛网模式基本为 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网、层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网、层 支撑网 层 过滤网三种方式 本文以现场实际防砂筛管组合筛网方式适当优化筛网目数及组合方式进行实验评价驱替实验流量模拟单井最大产液量 /单组实验驱替时间为 实验结果见表 由表 可知从过滤网的防砂精度看 的防砂网防砂效果明显优于 过滤网从筛网组合模式看 层支撑网 层过滤网 层支撑网 层过滤网的组合模式优于其表 筛网组合方式防砂效果评价筛网组合方式过滤网孔径/折算年出砂量/最大出砂粒径/效果评价 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网差 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网良 层 支撑网 层 过滤网差 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网差 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网好 层 支撑网 层 过滤网良 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网良他筛网组合模式 其中 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过第 期 陈华兴等:海上 油田水平井优质筛管防砂精度优选实验研究滤网结构下的挡砂效果最好折算后在 /的产液量下年出砂量 有效挡砂精度 其次为 层 支撑网 层 过滤网筛网组合模式和 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网筛网组合模式年出砂量约 最后为 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网在/的产液量下折算出年出砂量约为 其他筛网组合模式均不能有效挡砂 现场应用效果通过防砂系列评价实验得到 油田防砂筛网的精度以 较优筛网的层数为 层筛网的组合方式为 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网 根据该结果对新井的防砂筛管进行了优 化 在 现 场 应 用 了 井 次(、)表 是 油田已投产油井含砂情况统计结果 由表 可知原筛管防砂方式下出砂量相对较大部分井由于出砂导致电泵故障躺井 推荐的优质筛管相比老井有更好的防表 海上 油田已投产油井含砂情况统计序号井号生产压差/产液/(/)产油/(/)含水/砂量/.无.出砂关停(关停前含砂 ).关停(关停前含砂.).砂效果产液量相当的情况下井口产液化验含砂量基本小于.在微量出砂以下级别更适合于该油田的防砂 结论()油田纵向上储层砂粒度均匀属于细砂至中砂范畴部分深度段细砂及以下粒度砂粒含量达在同等防砂筛网精度条件下出砂量显著高于其他深度岩芯实验表明选择 孔径优质筛网防砂对各深度段防砂效果较好()由于地层砂粒度分布范围较广各种防砂精度筛网都会有地层砂粒流出出砂最大粒径一般为筛网孔径的.()防砂筛网精度确定后随着产液量的增大出砂量趋于成倍增加因此对于 油田水平井优质筛管的防砂精度确定应以该井全生命周期最高产液量作为设计基础()通过系列防砂实验优选得到防砂筛网的精度以 较优筛网的层数为 层筛网的组合方式为 层 支撑网 层 过滤网 层 支撑网 层 过滤网现场口井的应用情况表明防砂效果优良可为后续井的设计提供借鉴参考文献 李进张晓诚韩耀图等.疏松砂岩储层出砂风险综合预测新方法及其应用.大庆石油地质与开发():.梁丹曾祥林房茂军.测井资料在南堡 油田出砂预测中的应用.西南石油大学学报:自然科学版():.熊友明潘迎德.产层岩石坚固程度判断指标“”公式及其应用.西南石油学院学报():.梁丹曹砚锋康晓东等.渤海油田适度出砂水平分支井产能计算模型研究.重庆科技学院学报:自然科学版():.王利华邓金根周建良等.适度出砂开采标准金属网布优质筛管防砂参数设计实验研究.中国海上油气():.马帅熊友明于东等.海上高产气田防砂挡砂精度设计研究.石油钻采工艺():.陈宗毅王伟章陈阳等.防砂方法优选模拟试验装置.石油机械():.刘正奎冯兴武刘洪涛等.地层砂粒径参数计算方法及系统.(下转第 页)广东石油化工学院学报 年 周梅曹骏.水质对油田注水开发效果的影响分析.石化技术():.(.().):./././.()./.:(责任编辑:冼春梅方灵子)(上接第 页)().):.:(责任编辑:柳丰)第 期 幸雪松等:油田注水水质对注水动态特征影响实验研究