分層防砂分層注水一體化工藝優(yōu)化與應(yīng)用

門海英(中國石化有限公司勝利油田濱南采油廠， 山東 濱州 256600)

分層防砂分層注水一體化工藝優(yōu)化與應(yīng)用

門海英(中國石化有限公司勝利油田濱南采油廠， 山東 濱州 256600)

尚、林油田埋深淺、地層膠結(jié)疏松，且化學(xué)防砂費用高、有效期短，導(dǎo)致水井停注、報廢率達54%，注水井基本采用籠統(tǒng)方式注水。本文針對尚、林油田油藏特點，開展機械分層防砂分層注水工藝研究，形成了適于淺層出砂油藏的分層防砂分層注水工藝，具有一趟管柱完成分層防砂分層注水、油管單獨檢換的優(yōu)點。該工藝結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、實施成本低、防砂有效期長，解決了嚴重出砂井的分注問題，取得較好的開發(fā)效果。

分層防砂;分層注水;一體化

1 尚林油田注水開發(fā)背景

濱南采油廠尚店、林樊家油田以館陶組和孔店組為主要含油層系，區(qū)塊油藏埋深平均1050m，壓實程度差，平均孔隙度35%，膠結(jié)類型主要是孔—接式和接孔式，儲層物性主要是細—粉細砂巖和粉砂巖。各砂組物性差異大，吸水能力不均衡。油層具有厚度薄、埋藏淺、孔隙度大、基巖膠結(jié)疏松、巖石顆粒較細、非均質(zhì)性強的特點。油層注水后膠結(jié)物被溶解，巖石強度降低，在注水壓力、地應(yīng)力的雙重作用下擾亂顆粒間膠結(jié)，易引起地層出砂。

目前該塊水井主要采用季胺鹽類陽離子聚合物為主的化學(xué)方式防砂。防砂后采用常規(guī)的懸掛式偏心分層注水工藝管柱。由于化學(xué)防砂的局限性，常規(guī)注水工藝無法滿足該塊注水要求，出砂導(dǎo)致埋管柱，造成洗井不通、欠注、測調(diào)失敗、砂卡等問題。以林樊家油田為例，該塊共有注水井70口，出砂導(dǎo)致注不進或注水工具卡導(dǎo)致報廢關(guān)井有38口。開注水井中分注井12口，分注率38%，平均有效期18個月。出砂造成水井欠注、分注率低、層段合格率低、作業(yè)頻繁、出砂嚴重井報廢，無法滿足細分層系開發(fā)的要求。

2 一體化分層防砂分層注水工藝設(shè)計

針對尚林油田注水井存在的問題，開展機械式防砂注水工藝技術(shù)優(yōu)化，形成防砂注水一體化工藝管柱，實現(xiàn)了下入一趟管柱完成分層防砂、分層注水，根據(jù)區(qū)塊出砂特點優(yōu)選精密濾砂管，考慮分層測調(diào)優(yōu)選智能測調(diào)配水工藝，考慮檢管需要研制了單獨檢換油管的丟手插封，考慮后期打撈管柱安全性設(shè)計分段打撈工藝。具有施工簡單、防砂有效期長、測調(diào)成功率高、安全可靠的優(yōu)點。

(1)管柱組成 管柱結(jié)構(gòu)主要由丟手插封、擋砂皮碗、精密防砂管、雙注管、智能測調(diào)配水器、Y341可洗井封隔器、水力卡瓦和沉砂洗井閥等工具組成。

(2)適用范圍 ①油藏類型：中高滲透疏松砂巖油藏。②油藏性質(zhì)：埋深小于3500m，注水工作壓差小于35MPa、工作溫度低于160℃。③套管類型：51/2in、7in的斜度小于60°的套管。④注水層數(shù)：不大于3層。

(3)工作原理 ①分層防砂工藝設(shè)計。防止注水井出砂的關(guān)鍵是減少或防止地層返吐。由于化學(xué)防砂施工工藝復(fù)雜、有效期短，確定采用機械防砂方式，利用防砂管和配套工具進行擋砂，防止地層出砂進入井筒。該塊地層砂粒度中值0.11mm，根據(jù)出砂物性優(yōu)選精細毛氈濾砂管孔徑，采用三層不同目數(shù)金屬氈逐層隔擋。同時，濾砂管上下各有一個擋砂封隔器，實現(xiàn)油層封閉擋砂。層內(nèi)小夾層不需要防砂，采用雙注管代替精密濾砂管，降低費用。濾砂管、擋砂封隔器、雙注管都采用夾壁環(huán)空機構(gòu)，在防砂的同時不影響注水與洗井。

②分層注水工藝設(shè)計。注水工藝采用夾壁環(huán)空結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了封閉式注水。水從配水器出來后經(jīng)擋砂封隔器的夾壁環(huán)空進入精密濾砂管、雙注管的夾壁環(huán)空，經(jīng)精密濾砂管進入油套環(huán)空，最終進入地層，而地層砂被有效阻擋。針對該塊出砂特性，優(yōu)選空心測調(diào)一體化配水器，該工具采用防返吐結(jié)構(gòu)，停注時配水器關(guān)閉，防止地層流體倒流引起出砂。采用無級調(diào)配水量技術(shù)，可通過地面實時測調(diào)，具有調(diào)配精確、范圍大、成功率高的優(yōu)點。注水過程中由于層間壓差變化導(dǎo)致管柱受力不平衡，液壓坐封后丟手封處于解鎖狀態(tài)，管柱需要錨定力來增加管柱穩(wěn)定性，避免管柱蠕動。為此設(shè)計水力卡瓦置于管柱下部，起到支撐管柱的作用?？紤]該塊地層砂中含有粉細砂，少量粉細砂在長期注水過程中難以避免進入管柱內(nèi)部，常規(guī)洗井閥易被埋死造成反洗井不通。因此設(shè)計定壓沉砂洗井閥，進入油管的砂經(jīng)橋式通道落入尾管，避免埋底球，保證正常洗井。

③檢換設(shè)計。常規(guī)檢換需將工具串全部起出，造成防砂工具的浪費。設(shè)計丟手插封，在檢換時上提管柱，管柱在丟手封處脫開，將防砂注水工具留井。新油管下部連接插管下至丟手封位置，加壓定位，完成插管與插封密封對接，實現(xiàn)檢換。

④防卡設(shè)計。在濾砂管及封隔器部位采用液壓安全接頭及反扣接頭，后期起防砂管柱遇卡時可合理斷脫，方便后續(xù)作業(yè)，避免大修及報廢井。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

該工藝2013年在尚林油田現(xiàn)場實施7井次，最小卡封距2.5m，最大井斜55°，施工成功率100%，開注水井基本滿足配注要求，累計增加注水量2.1×104m3，提高了出砂區(qū)塊的分注率及注入量，取得較好的開發(fā)效果。

以尚23-8井為例，該井是尚林油田一口老注水井，分三層注水，最小層間距2.5m。該井由于洗井不同于2013年3月上作業(yè)，由于砂埋管柱，油管拔脫交大修。大修起出分層注水管柱，發(fā)現(xiàn)下部偏心配水器、油管及底球被泥砂堵死，40壁測井發(fā)現(xiàn)淺層套管80.4m處套破。針對該井問題，優(yōu)選了保護套管式分層防砂分層注水一體化工藝管柱，通過保護套管封隔器與水力錨實現(xiàn)卡封套破段及管柱錨定。自2013年5月完井以來，套壓0MPa，配注40m3/d，實注42m3/d，一直按照配注量穩(wěn)定注水，累計注水9276m3，取得良好的注水效果。

4 結(jié)語

①分層防砂分層注水一體化工藝是一種適合出砂油藏分層注水的技術(shù)，一趟管柱即可完成防砂與注水。②精密濾砂管與擋砂封隔器采用夾壁環(huán)空結(jié)構(gòu)，將防砂與注水有機結(jié)合，有效阻擋地層砂進入管柱。