海上疏松砂岩水力喷砂压裂后防砂完井研究

张明，王静，王啸，张启龙，张云鹏(.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 30045；.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 30045)

关键字：疏松砂岩；水力压裂；防砂完井

0 引言

如何提高采收率是石油行业的一大难点，面对海上油气田常规作业和微压裂充填无法达到预期采收率的技术瓶颈，水力喷砂压裂是增产增注的重要解决措施之一[1]，但是疏松砂岩储层在生产过程极易出砂[2-3]，常规完井过程均需要后续下入筛管或进行砾石充填进行防砂，才能提供井下油气的安全生产通道。因此，针对海上老井筛管内单层、老井筛管内多层和新井多层压裂这三种常见的工况环境，通过优化设计，选择各自最佳的后续防砂完井方案，才能保障水力压裂改造地层以提高采收率的增产增注效果。

1 疏松砂岩油藏防砂完井方式调研

海上以疏松砂岩为主的油藏一般采用的防砂完井方式有独立筛管防砂、裸眼充填防砂、套管充填防砂和覆膜砂防砂，如图1所示。其中独立筛管防砂主要用于分选好、产能高和泥质少地层，其中裸眼充填防砂主要用于分选差、储量大、产能高、无活性泥岩和泥质含量高地层，其中套管充填防砂主要用于一趟多层完井、分选差、隔层薄和油水系统较为复杂的地层，而覆膜砂防砂是主要的化学防砂技术之一。

图1 主要防砂完井方式

目前在海上油田的开发过程中，疏松砂岩油藏、出砂低产能油藏等中高渗油藏愈加突出，在采取通常使用的防砂措施时，油井产量必然随着出砂减少而降低，并且防砂施工设备较为复杂，增加了开采成本，不利于油井后期的其他作业。采用压裂充填防砂的增产措施会在防砂的同时达到较好的增产效果。压裂充填防砂技术即是针对疏松砂岩这类中高渗油藏提出的，它将端部脱砂与砾石充填两大完井技术合理的结合在一起，具有增产与防砂双重效果。此技术是在压裂过程中控制压裂液的用量和施工排量使之在裂缝的端部脱砂，阻止裂缝在缝长方向上的延伸，裂缝由于端部被支撑剂堵住而膨胀并被充填。在压裂的过程中形成短而宽的具有高导流能力的渗流裂缝。压裂充填将压前的径向流变为双线性流，扩大了原油的渗流面积，降低渗流速度，避免了由于冲刷地层将地层砂带入油井内，同时解除近井带的污染。最后通过结合砾石充填技术，达到增产和防砂的双重效果。

随着海上普遍尝试压裂充填防砂技术，基本达到了解除近井地带污染和适度改造储层的目的，但是对标海上增储上产和七年行动计划，海上现有压裂防砂一趟钻联作技术的管柱通径小，压裂施工规模受限，存在注水井常见腐蚀、结垢、出砂和大修切割等问题，后续处理难度大，无法满足薄油层精细分层的需要。同时相比陆地油田传统水力压裂而言，其压裂改造规模较小，增产增注效果有限，平均增产增注效果提高不到30%。

综上所述，结合海上水力喷砂射孔、压裂技术实现规模化储层改造，并对老井、新井水力压裂后再完井防砂方式进行系统的综合考虑。

2 老井筛管内单层水力压裂后完井方式

针对老井4-1/2”和5-1/2”筛管内进行不动管柱单层水力压裂后的防砂完井。

考虑普遍笼统注采的需要，保留原井筒的结构和通径，并结合水力喷砂工艺管柱。优选水力喷砂射孔后上提管柱，投球打开滑套通过油管进行压裂施工，尾追树脂覆磨砂的防砂完井方式，如图2所示，可实现压裂后一体化联作防砂完井，同时后期可视井筒具体情况针对性、选择性下入小尺寸筛管进行二次防砂完井，实现低成本条件下也可有效提高油气井的防砂寿命。

图2 树脂覆磨砂防砂方式

3 老井筛管内多层水力压裂后完井方式

针对老井4-1/2”～7”筛管内进行不动管柱多层水力压裂后的防砂完井。

考虑分层注采的需要，优选一趟多层不动管柱水力喷射压裂，压后起出压裂管柱，下入2-7/8”～3-1/2”小筛管和分层封隔器或隔离密封，封堵被破坏的原筛管防止出砂，从而起到压裂和防砂的目的，如图3所示，该技术可实现压裂后一趟多层分段防砂，满足后期分层注采的作业需要。

图3 压裂后下入小筛管防砂完井

4 新井套管内多层水力压裂后完井方式

针对新井7”～9-5/8”套管内进行一趟多层水力压裂后的防砂完井。

考虑分层注采的需要，优选不动管柱或油管拖动水力喷射压裂工艺，压裂后起出压裂管柱，下入一趟多层大通径独立筛管防砂，实现9-5/8”套管满足1趟8层的通径尺寸不小于152.4 mm，7-5/8”套管满足1趟6层的通径尺寸不小于107.95 mm，7”套管满足1趟6层的通径尺寸不小于101.6 mm，如图4所示，该技术可实现压裂后进行一趟多层大通径分段防砂，能够满足后期大排量分层注采的作业需要。

图4 大通径一趟多层防砂完井管柱

5 结语

疏松砂岩采用水力喷砂射孔压裂可达到增产增注的效果，文章通过对老井筛管内单层水力压裂、老井筛管内多层水力压裂和新井套管内多层水力压裂三种不同工况水力压裂后防砂完井的针对性分析，优化设计了适应各自特点的防砂完井方式，既达到压裂改造增产增注的目的，同时又搭建一条防止油气井出砂的安全生产通道，为整体提高油气采收率夯实了基础。