油田化学防砂技术研究论文

摘要:出砂是影响油井正常生产的主要原因之一,出砂不仅严重影响油井产能,而且对设备也会造成较大损害。油井防砂有机械防砂和化学防砂两种方式。采用的机械防砂具有工艺简单、效果明显、施工成功率高等优点,并在稠油井进行了人工井壁防砂试验,取得了较好效果。以下是小编精心整理的《油田化学防砂技术研究论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

油田化学防砂技术研究论文 篇1：

孤东油田储层出砂机理分析及防砂工艺的研究

摘 要：孤东油田是1984年发现，1986年投入开发的大型稠油疏松砂岩油藏。在国内油田出砂机理及防砂技术研究中具有极其重要的地位，油层出砂总是具有两方面的原因，先天的地质特征和后天的开发方式共同决定。本文旨在通过对孤东油田出砂机理的深入研究及油田防砂成功经验取得的总结概括，期望能够对油田特高含水期开发的稳产起到重要的保障作用。

关键词：孤东油田；砂岩油藏；出砂；防砂；

1 孤东油田出砂简况

孤东油田是1984年发现的，1986年投入开发的大型稠油疏松砂岩油藏。馆陶组油层由于埋藏浅（1190-1460m），压实程度差，生产过程出砂十分严重。据统计生产馆陶组的1163口油井作业过程冲砂量资料，出砂井有957口，占82.3%。由于油井出砂造成卡管、砂埋、砂卡、杆断、泵漏等原因停产的油井217口，占油田同期关井数334口的65%（表1-1）。

孤东油田正式投入开发以后，针对油层出砂严重的问题，采取了绕丝筛管、金属滤砂管、干灰砂、化学防砂（包括地下合成、涂料砂）、复合防砂等防砂措施，从而保证了油田的正常生产。由于油层地质条件差，以及采液强度大，油层结构遭到破坏，油层出砂日趋严重。孤东油田2006-2015年集输站大罐清砂表明，采万吨液出砂量由2.45m3增加到4.21m3，采万吨油出砂量由2.86m3增加到59.6m3，出砂量成倍增长。事故井次数也随之增多，由2006年的27口上升至2015年的85口，到目前累计1156口，其中套变井数也由3口增至34口，累计套变井数达317口，影响了油田开发效果（表1-2）。

表1-2孤东油田分年度出砂情况统计表

从孤东油田分年度出砂情况统计曲线上我们可以明显的看到，随着油田开发的深入，油田出砂对于油田产量的制约有着越来越大的影响，这从另外一个方面给我们也带来了机遇，随着出砂机理的深入研究，防砂技术的进一步提高，损失的地质储量能够得到一定的弥补，从而给油田的上产带来一定的主动，同时也说明了出砂规律的研究有着越来越大的重要性。

2 孤东油田油气藏出砂地质特征

目前全世界许多油气田存在严重的油气井出砂问题，这是油气开采过程中需要重点解决的问题。油气田产层出砂除与后天的钻井方式、开采方式、增产措施及管理方式有关外，另一个主要原因是存在具有一定出砂潜能的地层。

我国出砂油气田的地质特征主要有：油气层埋藏浅；压实程度差；胶结疏松；胶结物含量高、泥质成分所占比重大；非均质性严重。

孤东油田为第三系油气田，油藏埋藏较浅，井深一般在1190-1460米左右。成岩性差，胶结疏松，胶结物以泥岩为主。储层一般以泥质粉砂岩和细粉砂岩为主。粒径在0.04-0.07mm之间，最大粒径为0.12mm，小于0.01mm占14%。孤东油田的开发过程一直受到出砂问题的困扰。孤东油田的主要生油层段为馆陶组，同时又可以按照沉积类型分为馆陶组上段及馆陶组下段，属于早成岩期阶段的产物，地层埋藏深度较浅，有机质未成熟，岩石疏松，尚未完全固结，原生孔隙发育，一般未见石英的次生加大现象，长石溶解也不普遍，有时见有早期碳酸盐胶结，砂岩和粘土岩中，富含蒙脱石，伊利石含量较少，并见有高岭石粘土矿物。这些因素都决定了孤东油田这样一个砂岩油藏必然具有的严重的出砂特性。

3 油气藏出砂危害

1、产层出砂增加渗流阻力，造成减产、停产

由于产层出砂，当液量小到不足以将其带出地面时，将部分或全部堵塞产油层段，使液量下降，甚至停产。如孤东油田3-18-34井，因为地层出砂造成液量下降导致躺井，作业不成功导致现无法正常生产，接近于停产状态。

2、井底沉砂破坏抽油机设备

对于抽油井井来说，大量泥沙便会沉积井底堵塞井筒，卡死固定凡尔和游动凡尔；有砂的地层水会增大柱塞与泵筒间的摩擦力，损坏柱塞皮碗，降低泵效，缩短检泵周期，增加生产成本。

3、采出地面的砂粒将加快地面设备损坏

伴随液体采出地面的砂粒和高速流动的气体一起，迅速冲刷地面流程中的设备、管件，使地面设备损坏加快、安全系数降低；同时使节流阀及其它阀件关闭、密封不严，给生产调节、地层测试、计量测试等带来危害。

4 油气藏出砂机理

因气藏与油藏无论是所含流体的性质还是驱动方式都存在着较大的差异，特别是流速、拖曳力、过流面积等。因此，气层出砂与油层出砂机理既有一些相似性，也有着较大的不同。这里主要是对国内学者对于疏松砂岩油藏或气藏出砂机理研究的一些总结。

4.1“渗流砂”的流动

疏松砂岩油藏在开发过程中，因地层本身胶结弱，储层中存在大量细小的、弱胶结的颗粒，这部分颗粒的最大特点是易于启动，即使产量很低的情况下也能够在储层中产生运移，这种原始地层微粒称为“渗流砂”。学者们通过实验研究了“渗流沙”的启动压差与流砂微粒粒径含量间的关系。实验发现颗粒启动压差比较低，即使在0.1MPa的启动压差条件下，这种流砂也会渗流，也就是说这部分微粒的运移是不可避免的。。渗流砂粒径分布范围比较广，微粒集中分布在10～35μm。结合气藏储层的地质特征，估计实际气层中“渗流砂”的含量为3%～4%，甚至更低。不同岩石类型中“渗流砂”颗粒的含量不同。对于“渗流砂”而言，建议在气藏开发过程中让其排出，且尽量逐渐排出，防止渗流砂过多和过快，造成架桥堵塞孔喉，降低产层渗透率。同时通过改善完井方法和射孔方法，改变流场，减少渗流砂集中。

4.2弱胶结附着的颗粒

这部分颗粒绝大部分属于填隙物，包括杂基和胶结物，产状呈分散状和粒间充填；其次是弱胶结的骨架颗粒。如涩北气田储层岩性主要为泥质粉砂岩，骨架颗粒粒径与填隙物粒径呈连续分布，这给气层的防砂和控砂增加了一定的难度，即填隙物颗粒出砂必然削弱骨架颗粒的稳定性，从而形成“蚯蚓”洞。此类颗粒对储层伤害的机理为速敏，通过控制气层的产量，可以防止其对储层的伤害和出砂。但如果遇上与地层不配伍的工作液、碱液或酸液等，势必破壞填隙物的微结构，以及它们与骨架颗粒间的附着力，变为易于运移的砂粒。所以也称为填隙物破坏型出砂。预防弱固结颗粒出砂的办法是，通过对完井、射孔方法的改进，改变流场。控制产层的产量，也是一个有效的办法。可以采用的措施为：①利用屏蔽暂堵技术，在钻井过程中形成快、牢、致密、浅的薄污染层，阻止外来工作液进入储层，或使滤液作用范围尽可能减小；②增强工作液配伍性，减少滤液对侵入带胶结物的破坏，不增加外来沉淀堵塞孔喉。

4.3骨架破坏型出砂

这部分颗粒受制于钻井、完井、射孔等工艺措施的合理性和参数的选择。主要原因是施工过程中外来压力所引起的应力、应变，造成地层变形、滑动，使岩石成为（或部分成为）散砂，引起地层严重出砂，甚至井壁不稳定。影响因素包括以下几个方面：①二次应力场分布；②起下钻波动压力；③高压水射流冲击；④机械扰动；⑤钻井过程中的出砂；⑥射孔过程中的出砂。

4.4砂穴崩落型出砂

对于裸眼井，地层出砂后形成洞穴，其顶部由于失去支撑，且不能形成稳定砂拱，块状脱落造成流砂。对于套管井，地层首先沿射孔孔眼出砂后，形成蚯蚓洞，然后形成小的崩落型洞穴。预防这种类型出砂的办法是减轻弱胶结和骨架颗粒的出砂量，避免它们引起质的变化，形成崩落型出砂。

5 一次性高压充填防砂配套工艺

5.1发展历程

1、涂料砂防砂和复合防砂工艺阶段

1996年开始进行了涂料砂防砂实验，由于常温涂料砂最佳的固结温度在60℃左右，而浅层油田的地层温度一般在50℃以下，造成常温涂料砂固结不好。为提高涂料砂固结强度，1998年针对地层温度较低的情况，引进了地层预清洗后低温涂料砂（30℃就有较高的固结强度）防砂工艺技术，取得了一定效果。但从施工效果看，也存在防砂有效期短的现象，同时由于部分涂料砂在高压充填过程中发生破碎，造成油井堵塞，使防砂无效。1993-1999年共采用低温涂料砂防砂29井次，平均单井年增油754吨，平均有效率76.9%，平均有效期8.5月。

2、以绕丝管管外砾石充填防砂工艺为主的防砂工艺阶段

随着油田开发时间的延长，地层出砂程度加剧，亏空加大，防砂难度增加，单一绕丝筛管防砂工艺难以适应不同井况油井防砂的需要。绕丝管管外砾石充填防砂工艺投产后，取得了良好的防砂效果。1999年开始采用了先进行地层预充填，然后进行绕丝管循环充填的两步复合防砂工艺，1999-2003年共施工117井次，成功率96.6%，有效率86.4%，平均单井年增油974吨，平均有效期34.4月。该工艺技术占井周期长，施工工序复杂，配套车辆及劳务费用高。

3、复合防砂工艺、一次性高压充填防砂工艺阶段

从2003年至今，以复合防砂工艺为主导工艺，同是引进并完善一次性高压充填防砂工艺。

5.2前期一次性高压充填防砂工艺的缺陷

1、充填工具存在缺陷在工具丢手部位，当压力高于25Mpa时，会出现断裂现象，导致丢手困难。充填工具内径小，不能进行大砂比充填；充填工具不能进行循环充填，在施工过程中加完砂不涨时，不能进行环空充填，这样会使环空充填不致密，影响了防砂效果。

2、施工工艺有待完善填砂后反洗井因地层内压力高存在严重的反吐现象，导致大量地层砂进入充填层，降低其渗透率；水携砂液充填砂比小，不能最大程度提高近井地带渗透率和阻止地层砂运移。

5.3一次性高压充填防砂工艺的改进和完善

1、充填工具的改进

（a）增加了丢手部位强度，防止施工过程中压力过高发生断裂而丢手。

（b）工具充填内径由∮38mm更改为∮45mm，防止大砂比充填导致充填工具堵塞。

（c）增加循环充填装置，使一次性高压充填防砂工艺既能进行高压地层充填，又能进行环空循环充填。当高压充填施工末期压力不起时，开套管闸门，对环空进行正循环充填，这样就能达到对地层和环空同时充填的目的。

2、防砂管柱组配的改进

在防砂管柱中增加信号筛管，当高压充填施工末期充填压力不起时，打开套管闸门对环空进行正循环充填砾石，将防砂主体筛管掩埋压实，并逐渐将信号筛管掩埋，充填压力上升，达到对地层和环空同时进行充填的目的。

3、施工工艺的改进和完善

（a）加砂前大排量挤前置液，一是起到类似于压裂造缝的作用，提高加砂量。二是清洗炮眼内及近井地带的地层砂，将其推入地层深处，防止充填过程中地层砂和充填砂相混。

（b）分层充填施工。对层数较多且层间渗透率差异较大的新井进行了多次射孔、多次充填防砂实验，加强对低渗透层改造，提高其动用程度。

（c）采用高性能的羟丙基瓜胶水基溶液作为携砂液以提高携砂比，在高压充填过程中，若砂比过低，油井防砂投产后，随着生产时间的延长，大量地层砂很容易进入充填层并与充填砂相混，会降低近井地带渗透率，产生堵塞。针对这种情况，借鉴BJ公司压裂防砂的先进经验，研究应用了高性能的羟丙基瓜胶水基溶液作为携砂液以提高携砂比，达到抑制地层砂运移，减少地层砂和充填砂相混的机会。

（d）配套采用了高压滑动井口，在充填施工结束后，不用卸井口，直接上提管柱进行带压倒扣丢手，关闭充填通道后，再反洗井，防止了反洗井过程中地层吐砂影响充填效果现象的发生。

5.4认识与评价

一次性高压充填防砂工艺是将防砂管柱及充填工具一次性下入井内，使地层预充填及管内砾石充填一次完成，施工作业周期短，施工简便，减少了配套车辆及劳务费用，成功率高，油井增产显著，防砂效果好。稀酸解堵及负压反排解堵工艺能够解堵油层，提高防砂效果。可作为油田部分油井解堵的主要工艺，应用了高性能的羟丙基瓜胶水基溶液作为携砂液以提高携砂比，达到抑制地层砂运移，减少地层砂和充填砂相混的机会，提高了防砂井产量。分层射孔、分层充填防砂工艺，能使渗透率有差异的各小层得到均衡动用。

6 几点认识

1、地层出砂对生产造成较为严重的影响，出砂机理复杂，防砂困难，应当引起生产单位重视。

2、加强气田出砂机理研究；深入研究地层中气-液-沙三相渗流问题，丰富多相渗流研究内容，指导生产实际。

3、发展一种适合于油井的考虑到动量交换影响的携砂模型。

4、需开展以气体为流动介质的大型出砂实验研究，以检验多相流理论。

5、在具体的防砂处理过程中，应将经验公式法、实验研究和理论预测结合起来，同时从不同的角度提出解决办法，以达到最好的防砂效果。

参考文献：

[1]陳辉、沈朝霞等.砾石充填防砂高压一次充填工具的研制与应用[J].石油工程建设2007，33（6）：46-47.

[2]万仁薄.采油工程手册[J].石油工业出版社2003.

[3]刘仁君等.孤东油田储层研究与开发[J].石油工业出版社1998.

[4]董长银、张琪等.砾石充填防砂工艺参数优化设计[J].中国石油大学学报（自然科学版）2006，30（5）：57-61.

作者：顾百峰

油田化学防砂技术研究论文 篇2：

油井防砂技术研究与应用

摘 要:出砂是影响油井正常生产的主要原因之一,出砂不仅严重影响油井产能,而且对设备也会造成较大损害。油井防砂有机械防砂和化学防砂两种方式。采用的机械防砂具有工艺简单、效果明显、施工成功率高等优点,并在稠油井进行了人工井壁防砂试验,取得了较好效果。

关键词:油井 机械防砂 化学防砂

1 吐哈油区域

1.1 某油田Ⅰ

1.1.1 储层特性

某油田Ⅰ稠油储集层为粗砂岩,其沉积类型为河流三角洲相,储层胶结疏松,成岩作用低,固结性能差,胶结程度较弱,以泥质胶结为主,为强水敏储层。泥质含量为6.53%。碳酸盐胶结物为0.99%。玉东区块储层胶结程度较弱,部分层段岩性较疏松。胶结类型以泥质胶结为主,胶结物总量为6.8%,其中泥质含量为5.58%,碳酸盐胶结物含量为1.22%。泥质胶结物中以高岭石、绿泥石为主,相对含量分别为42.1%、25.6%。伊/蒙混层含量为20.3%。属高孔隙度,中高渗透率储层。

1.1.2 出砂情况

自投产以来,24口井均出砂严重,从某2井的取样分析,粒径中值为0.18mm～0.19mm,属于中粗砂巖,在检泵过程中发现油管挂内壁有大量粉砂,造成泵卡。

1.2 某油田Ⅱ

1.2.1 储层特性

某油田Ⅱ储层砂岩以碳酸岩胶结和粘土胶结为主,胶结物总含量16%左右,从胶结物的类型以及胶结物的含量来看,也属河流三角洲相。钻井取芯发现储层岩芯疏松,测井解释储层声波时差312～350us/m,在地层出砂临界声波时差295～395us/m范围之内,从理论上分析储层存在出砂的可能性。

1.2.2 出砂情况

某油田生产过程出砂较为严重,其中某6-1井、某6-2井较明显。

从砂粒分析,某油田某6-1井粒径中值为0.08mm～0.09mm,属于细粉砂岩。

2 防砂工艺应用

依据先期防砂和早期防砂原则,结合现状,目前主要选择了机械防砂和化学防砂两种防砂方法。

2.1 机械防砂工艺

机械防砂可分为管内悬挂防砂管防砂工艺和金属烧结油砂分离筛管防砂工艺,其施工步骤、防砂机理基本相同,在油田得到了较好应用。

2.1.1 金属烧结油砂分离筛管防砂技术

该防砂管由粒度和表面光洁度非常高的油石经高温烧结而形成均匀的微细网状结构,结构内微孔道互相连通,使液体自由出入,具有渗透率高、孔隙均匀、防砂效果好、耐腐蚀等优点。由于油石本身光洁度高且具有亲水憎油特点,可防止其内部微小孔道被稠油和死油堵塞,延长了其使用寿命。主要应用于以下四个方面。

(1)油、气、水井防砂;(2)泵下悬挂(砂锚)防砂;(3)射孔层段出砂层防砂;(4)井斜小于40°的油气井防砂。

2.1.2 TBS整体式金属纤维烧结防砂管防砂技术

金属纤维烧结防砂管是用优质钢管为基管,在基管上按一定规则打孔,并在高温高压条件下将金属纤维烧结在基管上,从而形成立体网状滤砂屏蔽。该金属纤维能使原油及小于0.07mm的细粉砂通过,并随油流一起被携带出井筒,而较大粒径的出砂被挡在筛管外,形成自然的挡砂屏障,达到防砂目的。

对稠油井出砂或出砂严重的稀油井,该工艺技术可采用全射孔井段防砂,即将封隔器、防砂管等配套工具组成防砂管柱,使防砂管对准出砂层位,然后座封封隔器,经丢手卡封后,形成井筒防砂管串结构。其技术特点有下列5个方面。

(1)不锈钢金属纤维烧结防砂管采用的是一种单层管整体结构,具有强度高、刚度小和外径尺寸一致的特点。(2)防砂管具有较大的通径,为筛管内后期冲砂带来了方便,避免了通径较小的防砂管内冲砂时发生砂卡管柱事故。(3)该防砂管柱采用的不锈刚金属纤维丝,具有不同形状、不同规格尺寸,可针对具体油藏的出砂特性,通过调整金属丝的形状尺寸、孔隙度等参数,加工制做出参数适当的防砂管。(4)采用的不锈钢丝过滤层,经高温高压烧结而成,因此对稠油注气井的高温高压不受影响,且耐井下各种化学试剂侵蚀,有效期长。(5)可采用小冲管冲洗的方式,解除过滤层中的积砂,使防砂管得以重复利用,降低成本。

配套工具:Y453系列悬挂器、KYY丢手接头和打捞对扣接头。

施工工艺过程,见下。

(1)将KYY丢手工具坐封滑套打开,清洗内部干净,更换密封圈,合上滑套安装销钉2只,更换中心管的4只密封圈。(2)与悬挂器的连接。将保养好的丢手工具中心管插入悬挂器中心,使中心管上的健槽与悬挂器的销钉眼对准,上紧6只销钉,调节锁紧滑套使其间隙最小,详细检查无误后方可下井。(3)下入防砂管。下管柱前,必须进行冲砂、通井、刮削洗井等工序,以清理井筒结蜡及射孔段毛刺,然后再将保养好的悬挂器、丢手接头和防砂管连接好限速下至欲下位置,设计时防砂管顶部位于射孔段以上2m～3m,使防砂管覆盖整个油层,封隔器避开套管接箍,管柱到位后从油管投入ф38mm钢球,静沉30min～50min,使钢球下沉至KYY坐封丢手工具的球座处,必要时要进行反循环洗井,冲洗球座。然后缓慢正打压12-14MPa使之坐封,继续打压至丢手成功,上提油管3m～5m,下探悬挂器坐封位置不下移为合格,起出丢手管柱,下入生产管柱即可。若需进行更换和清洗防砂管,必须下入打捞工具捞出防砂管。

2.1.3 工艺改进

根据油田防砂特点,为简化防砂施工工序,减少砂卡悬挂器的数量,可将丢手悬挂方式改为直接泵下连接,节省了丢手座封工序。

2.1.4 工具改进

配套的丢手接头由于设计存在缺陷,不易对扣打捞和捞获后易脱扣,实践中改进了打捞工具,即在滑块捞矛上加厚本体,通径与悬挂器中心管内径啮合,打捞成功率达98%以上。

2.2 化学(人工井壁)防砂工艺

针对出砂严重的某2井通过综合分析,份进行了人工井壁防砂工艺试验,获得成功,取得了一些对化学(人工井壁)防砂的认识。

某2井累计生产原油7733t,曾进行多次射孔段悬挂防砂管的机械防砂,效果甚微,并且造成砂埋防砂管,增大了作业难度。为了彻底改变该井地层坍塌严重、影响产能的状况,决定进行化学(人工井壁)防砂工艺试验。

2.2.1 参数设计

根据该井的储藏特性和生产特点,设计施工参数为:

防砂方式:混层防砂。

注入方式:采用φ89mm油管注入,管脚深度2330m。

施工排量:1.2m3/min。

防砂液:改性GRJ-B65低温水基压裂液110m3。

造壁砂:φ0.45-0.9mm涂层宜兴陶粒6m3。

平均砂比:10%。

施工限壓:40MPa。

2.2.2 施工工艺

(1)管串组配采用φ89mm油管和Y511-148封隔器卡封对下部层段2341.00-2377.00m进行混层压裂防砂,管脚深度2329.989m,经座验封合格后,做地面泵注准备。(2)关井凝固7d,求吸水正打压10MPa稳压10min吸水2.0m3,正打压12MPa稳压10min吸水2.4m3。吸水指数良好。(3)探塞面钻塞:下入115mm三牙轮钻头和螺杆钻冲钻至人工井底,返出少量造壁砂和地层砂。(4)下泵完井下入38mm杆式防砂泵,下泵试抽,地层仍出砂,造成深井泵泵卡。

2.2.3 认识与不足

该井地层坍塌和出砂较为严重,在施工过程中压力曲线未出现突增现象,凝固后探砂面均证实加砂量未达到填充地层要求,砂面距油层顶部仍有13.234m亏空段,是造成该井防砂效果甚微的根本原因。另外涂层陶粒固结强度差,无法满足生产压差也是导致出砂的一个原因。

2.3 防砂管冲砂

不动防砂管,用ф48.3mm小冲管下至防砂管内探准砂面,采用正冲反洗的冲砂方式冲洗防砂管内积砂,可以减少对套管和防砂管损伤,延长防砂管的使用寿命。在某油田作业11井次,某作业4井次,取得较好效果。

2.4 清洗防砂管

在某6-28井和某6-15井采用热溶除污和挤注清洗解堵剂进行清洗解堵防砂管,对延长防砂管的防砂寿命和防砂效果均有较好作用。

3 防砂效果分析

(1)金属烧结油砂分离筛管防砂技术处理稀油井共38口,据统计,经该技术处理,单井平均防砂周期达到208d。(2)TBS整体式金属纤维烧结防砂管防砂技术施工26井次,防砂效果达到100%。检泵周期增达145d。(3)由于人工井壁防砂设计以及施工本身均未达到实际要求,目前放砂效果不明显,证实化学防砂工艺仍需进行可行性研究和试验,以便获取更多认识。

4 结语与建议

(1)对于一般出砂井,从生产情况来看,管内防砂与φ38mm防砂泵组合使用,可有效满足开采需求和进行防砂作业,提高检泵周期。(2)对于出砂严重井进行化学防砂,制造人工井壁可彻底解决地层出砂和井底沉砂问题。目前虽然进行的1口井试验效果甚微,但仍需加大设计开发研究和试验力度。(3)对于稠油出砂井可引进螺杆泵冷采工艺技术。(4)建议使用技术成熟的绕丝筛管砾石充填防砂技术。(5)建议引进管式防砂泵,以提高防砂周期。

参考文献

[1] 蒋宝云,邓雄,梁政,等.盐家气田浅层气井防砂技术研究[J].石油矿场机械,2010,39(5):39～42.

[2] 吴志勇.辽河油区油井射孔防砂技术及发展方向探讨[J].石油矿场机械,2011,40(1):32～37.

作者：王扩军 井秀娟 王永康 肖红伟 马兰

油田化学防砂技术研究论文 篇3：

浅谈井下作业技术在油气田勘探开发现状及未来

摘要：作为井下作业技术，这一重要工程技术手段，近年来为油气田勘探和开发做出了重要贡献。但是，随着勘探开发的不断深入，开发要实现高效益的目标，对井下作业技术提出了新的更高要求。

关键词：井下作业技术　油气田勘探开发

0　引言

本文旨在通过对CNPC井下作业技术现状和勘探开发的需求分析，探讨油气田井下作业技术未来的发展。

1　井下作业技术现状

井下作业技术主要包括机具装备、工艺技术、方案设计和为确保作业施工的企业管理技术等内容。近年来，围绕勘探开发实际需要，井下作业行业坚持以经济效益为中心，以装备更新和技术升级为主攻方向，大力实施“科技创新”战略。通过技术引进和自主研发，大幅度提升了井下作业技术水平和服务能力，较好地满足了油气田勘探开发的需要。油气田勘探开发对井下作业技术的新要求。目前，井下作业基本能够满足生产需要，但是，随着勘探开发的不断深入，对井下作业技术又提出了新的更高要求，概括起来，主要有以下6个方面。一是提升常规作业技术水平；二是加快发展特殊井作业技术；三是积极研究边际油气藏开发低成本配套作业技术；四是配套完善大修侧钻技术；五是整合压裂酸化技术体系，提高应用效果；六是试油测试要满足特殊油气藏和特殊工艺井的需要。

2　井下作业技术未来发展方向

根据油气田勘探开发对井下作业技术的新要求，要围绕提高单井产量、降低作业成本总目标，从作业装备和作业技术两个方面，在加强对现有大修侧钻等新技术的整合、配套完善和推广应用的同时，发展提高单井产量作业技术等6项重点技术。

2.1　提高单井产量作业技术以提高油气井单井产量，降低综合生产成本为目标，开展防砂射孔技术、径向钻孔技术、高效选择性堵水技术、气体(二氧化碳、氨气、烟道气)增产技术4项内容研究。①防砂射孔技术研究。针对出砂油气层的开采，开展充填式防砂射孔和大孔径防砂射孔技术研究。在目前研制的单一防砂射孔弹的基础上，重点开展防砂射孔弹的防砂评价研究，根据储层岩性及出砂粒径，研制系列防砂射孔弹，开发防砂射孔优化设计软件，形成防砂射孔技术系列，提高防砂效果和油气井产量。②径向钻孔技术研究。以低成本的方法增加低渗透等油气藏的泄油面积，提高单井产量为目标，开展径向钻孔技术研究。通过大孔径射孔射穿套管、高压水射流喷射地层形成孔眼和机械旋转钻头钻穿套管、水射流与机械旋转钻头相结合钻出地层孔眼两种方案的优选研究，确定最佳技术方案，研制井下工具，配套地面设备，形成一次下井可在地层不同方向钻出直径30mm左右、深度2－3m孔眼的配套技术。③高效选择性堵水技术研究。油井堵水是注水开发油田控制油井出水的一项十分重要的技术，通常的堵水方法是机械堵水和化学堵水。随着油田开发进入中后期，含水上升，层间、层内及平面矛盾越来越突出，机械堵水已不能适应此类油田开发的需要，必须开展高效选择性堵水技术研究。重点研制高效选堵剂(选择性封堵高渗透出水大孔道、选择性堵水而不堵油的高效选堵剂)，并开展深部堵水施工作业技术研究，提高堵水效果和油井产量。④热、电、二氧化碳、氮气联供低成本增产技术研究。以提高油井产量，降低成本，提高最终采收率为目标，开展热、电、二氧化碳、氨气联供低成本增产技术研究。以洁净煤燃烧产生蒸汽发电为基础，烟气回收利用，提供油田开发，特别是稠油开发需要的热(蒸汽／热水)、电、二氧化碳、氨气。在机理研究的基础上，重点开展热(蒸汽／热水)、二氧化碳、氮气缘合应用的吞吐、驱替方案设计和注采工艺技术研究，研制气体处理、运输、注入设备，形成配套技术。

2.2　压裂酸化技术根据油气田开发对压裂酸化技术的新要求，以提高压裂酸化效果，降低压裂酸化成本为目标，在加强优化设计的基础上，重点开展以下5项技术内容研究，逐步向开发压裂方向发展。①高含硫气藏压裂酸化技术研究；②苏里格等低渗气藏采取小井眼、水平井等特殊工艺完井后的高效压裂酸化技术研究；③深井超深井压裂酸化技术研究：④岩性等复杂油气藏压裂酸化技术研究；⑤稠油高凝油藏提高压裂酸化效果新技术研究；⑥大型压裂技术研究。

2.3　井控新技术以保护油气层为目标，在现有不压井作业技术的基础上，通过井下控制工具、井口控制装置的研制和作业工艺技术研究，提高检泵、清砂等作业全过程油套管压力控制水平，实现油、气、水井作业全过程不压井，防止作业对油气层的二次污染伤害，提高油气井生产能力。①油、气、水井作业全过程不压井作业机具及施工技术研究；②无伤害作业工作液体系研究；③提高作业自动化程度和作业质量配套工具、装备研究。

2.4　特殊工艺井作业技术重点开展针对多底分支井、侧钻小井眼井、水平井等特殊工艺井作业井下工具的研制和配套工艺技术研究，形成特殊工艺井作业技术系列，满足生产需要。①多底分支井完井再进入技术研究；②小尺寸井眼修井、压裂酸化等措施作业井下工具及配套技术研究；③水平井作业配套技术研究。

2.5　连续油管技术在整合现有连续油管作业技术{主要已开展的冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液挤酸和配合测试等)的基础上，引进连续油管压裂车和连续油管侧钴车，重点开展连续油管压裂、连续油管侧钻2项技术内容研究。①连续油管压裂技术研究。针对层状油藏、不连续油藏等需要进行的多级分层压裂以及分支井压裂，利用连续油管压裂技术，有选择性地进行支撑剂填充，实现在作业费用允许范围内有效地进行边际油藏压裂作业，提高油藏经济开发效果。在引进连续油管压裂车的基础上，重点开展适用于连续油管压裂的低摩阻无伤害压裂液、支撑剂研究和施工作业配套工具、工艺技术研究，形成低成本、高效益的压裂工艺技术。②连续油管侧钻技术研究。针对套管损坏井复产需求，以应用连续油管进行老井侧钻为目标，引进连续油管侧钻车，配套井下动力钻具或电动连续管钻井系统，研制配套工具，开展连续油管侧钻综合配套技术研究，形成低成本的侧钻工艺技术。

2.6　新领域作业配套技术重点开展以下3项技术内容研究。①滩、海油田试油作业技术研究。针对滩、海油田特殊的作业环境，开展以试油作业安全和环境保护为重点的试油作业井下工具、平台控制装备和工艺技术研究。②难采未动用储量开发低成本作业技术研究。针对合作开发低渗透等难采未动用油气藏采取非常规、非正规方式开发的实际需求，重点开展简易低成本作业技术研究和低成本压裂酸化技术研究。③二次围井完井技术研究。针对蒸汽吞吐转驱、注水、注聚合物等井套管外水泥环破坏严重，难以满足生产要求的实际，开展二次固井完井技术研究。重点研究新型水泥浆体系、二次固井完井井下工具和施工技术，延长油气井寿命。

作者：焦文东