胜利油区疏松砂岩油藏防砂工艺新进展及下步技术对策
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胜利油区疏松砂岩油藏 防砂工艺新进展及下步技术对策
汇报提纲
一、胜利油田防砂工艺现状 二、防砂技术新进展 三、防砂工艺面对的挑战及技术对策 四、结 论
一、胜利油田防砂工艺现状
胜利油田 开发形势图
孤岛油田
埕岛油田
滨南油田 临盘油田
孤东油田
1、疏松砂岩油藏占已开发油藏的比例 ❖ 油田个数与比例
70
67个
30
25
20
14.86亿吨
15
10
5
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田动用 储量占胜利油区总 动用储量42.12％
❖ 年产量与比例
3000
2660万吨
2500
2000
1500
949万吨
1000
500
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田年产 油量占胜利油区总 年产油量35.7％
由此可见：
• 搞好疏松砂岩油藏的开发工作，对胜利油田
突破一：基础理论研究获得新突破 突破二: 油水井维护措施转变为防砂增产措施； 突破三：单纯重视工艺转变为工艺油藏并重； 突破四：单一防砂工艺转变为与其它采油工艺有效集成。
❖四项新技术的形成
新技术一：高压挤压充填防砂工艺技术 新技术二：压裂防砂工艺技术 新技术三：水平井为代表的复杂结构井防砂技术 新技术四：分层注水防砂一体化技术
的长期持续稳定开发具有重要意义，
• 防砂工艺作为疏松砂岩油藏开发的基础工程
之一，始终贯穿于胜利油田的整个开发历程， 防砂新技术的不断攻关与突破，对满足油田不 同开发阶段的需求有着至关重要的作用。
2、已形成的防砂工艺技术
防砂工艺技术
四大主导技术
机械防砂技术
化学防砂技术 复合防砂技术 压裂防砂技术
九项工艺措施
新技术一：高压挤压充填防砂工艺技术
1）工艺特点
• 弥补地层亏空,预防套损套变；
• 提高近井地带渗透率，降低生 产压差及近井地带流体流速，缓 解地层出砂；
• 解除近井地带堵塞，提高导流 能力；
具有良好的增产、防砂双重效 果，是开发地层亏空井、污染井 等有效的防砂技术手段。
密实高渗带
2）施工参数优化设计
解决问题
科学判断油藏出砂程度 为区块防砂提供依据 指导油井合理生产
防砂工艺决策技术
系统数据管理 防砂方法优选 防砂工艺优化设计 防砂效果预测与评价
解决问题
提高防砂工艺设计水平 科学指导防砂现场施工
防砂工艺适应 性
物理模拟优化
MFrac压裂防砂数值模拟技术
解决问题
MEYER2001压裂防砂软件
提高压裂防砂施工成功率 确保裂缝导流能力
60
50
40
25个
ห้องสมุดไป่ตู้30
20
10
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田个数占 油田总个数36.76％
❖ 探明储量与比例
45
42.90亿吨
40
35
30
25
16.95亿吨
20
15
10
5
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田探明 储量占胜利油区总 探明储量39.51％
❖ 动用储量与比例
40
35.28亿吨
35
防砂优化设计评价技术
解决问题
提高工艺与油藏的针对性 确保防砂施工效果
决策技术的应用
该项技术先后在孤东油田六区、临盘盘 二西区块、埕岛四井区、东辛永8块、郑王 庄油田、埕北243/246井区等区块进行了应 用，与现场拟合率达75％以上，为以上区块 防砂工艺决策提供了科学依据。
2、防砂技术获得新突破，使老油区得到持续稳定 开发，以稠油超稠油为代表的难动用储量逐步 得到落实和开采
3）工艺管柱 ❖ 短井段（单油层）工艺管柱
高压挤充工具
信号总成 油层筛管 挤充转换总成
✓ 一趟管柱可完成短井段地层 挤压与环空充填防砂施工的所有 工序；
✓采用先丢手后施工的方式，施 工安全可靠；
✓能够实现无套压挤压施工；
底部自封封隔 器
❖ 多油层分层防砂工艺管柱
中间封隔器
一趟管柱可完成2层及 2层以上地层挤压与环空 充填防砂施工的所有工 序；解决长井段、油层 多、非均质性严重油藏 防砂难题
砾 挤 滤 树 干 PS 树 压 其
石压砂脂灰防脂裂它
充充管涂砂砂固防防
填填防敷防工砂砂砂
防防砂砂砂艺防工工
砂砂工工工
砂艺艺
工工艺艺艺
工
艺艺
艺
❖ “九五”以来各防砂工艺应用井
次25000
（井次）
20000
24450
1 总井次 2 砾石充填
3 挤压充填
15000
4 滤砂管
10000 5000
0
10269
6357 1100
2200
1956 733 1491 245 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
5 树脂涂覆砂 6 干灰砂 7 PS防砂 8 树脂固砂 9 压裂防砂 10 其 它
❖ “九五”以来各防砂工艺应用比 例
化学防砂 21.0%
挤压充填
4.5%
滤砂管
42.0%
其它 6.1%
26.0%
1、防砂基础理论研究取得新进展
❖ 进一步建立和完善了防砂实验室
油田重点防砂实验室筹建工作于2002年正式 启动，有9大功能实验室构成，建成后，可以完 成10大类100余种实验研究和测试任务，为防砂 工艺的评价及新工艺新技术的开发提供平台 。
❖ 防砂设计决策技术日臻完善
出砂预测技术
计算方法：出砂指数计算 经验方法: 孔隙度法、声波时差法等 实验方法：出砂驱替实验 数模方法：液固耦合FEM计算模型
砾石充填
0.4%
压裂防砂
❖ “九五”以来各防砂工艺有效期统
计
8 0 0（天）
720
700
600
540
500 400 378
300
252
200
126
144
100
0 砾充1石填 挤充2压 填
滤管3砂
化防4学砂 压防5裂砂
其6它
二、防砂技术新进展
❖ 四大观念的突破
❖四项新技术的形成
❖ 四大观念的突破
4）应用效果
应用效果一：弥补地层亏空，预防油井套变套损
项目
单井平均出砂、 每米油层出砂、 当量空区、填
施工排量设计
液固两相流体数学模型的建立，先作如下假设：
• 流场中的紊流是均匀的； • 紊流的范围是空间无限的； • 颗粒是球形的； • 作用于颗粒上的外力来源于位势场，如重力场等； • 颗粒运移期间，其周围领域内由同样流体包围。
在此假定下得出确保充填砂进入炮眼 携砂液的最小流速VC 为：
Vc
1.5 6 6(1
Cv
)0.543nv
0.09d
0p.18 (
g l
)0.543[0.8156(Do
Di
)]0.457
颗粒平颗均粒携浓沉砂降度液受动砾阻力石指粘数平度均直径
筛套直径
填砂量设计
设计充填砂量计算公式如下： V=n（Vi+Vo）
Vo=πR2Hξ
式中： Vi——环空充填砂量； Vo——地层充填砂量； n——经验系数；
汇报提纲
一、胜利油田防砂工艺现状 二、防砂技术新进展 三、防砂工艺面对的挑战及技术对策 四、结 论
一、胜利油田防砂工艺现状
胜利油田 开发形势图
孤岛油田
埕岛油田
滨南油田 临盘油田
孤东油田
1、疏松砂岩油藏占已开发油藏的比例 ❖ 油田个数与比例
70
67个
30
25
20
14.86亿吨
15
10
5
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田动用 储量占胜利油区总 动用储量42.12％
❖ 年产量与比例
3000
2660万吨
2500
2000
1500
949万吨
1000
500
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田年产 油量占胜利油区总 年产油量35.7％
由此可见：
• 搞好疏松砂岩油藏的开发工作，对胜利油田
突破一：基础理论研究获得新突破 突破二: 油水井维护措施转变为防砂增产措施； 突破三：单纯重视工艺转变为工艺油藏并重； 突破四：单一防砂工艺转变为与其它采油工艺有效集成。
❖四项新技术的形成
新技术一：高压挤压充填防砂工艺技术 新技术二：压裂防砂工艺技术 新技术三：水平井为代表的复杂结构井防砂技术 新技术四：分层注水防砂一体化技术
的长期持续稳定开发具有重要意义，
• 防砂工艺作为疏松砂岩油藏开发的基础工程
之一，始终贯穿于胜利油田的整个开发历程， 防砂新技术的不断攻关与突破，对满足油田不 同开发阶段的需求有着至关重要的作用。
2、已形成的防砂工艺技术
防砂工艺技术
四大主导技术
机械防砂技术
化学防砂技术 复合防砂技术 压裂防砂技术
九项工艺措施
新技术一：高压挤压充填防砂工艺技术
1）工艺特点
• 弥补地层亏空,预防套损套变；
• 提高近井地带渗透率，降低生 产压差及近井地带流体流速，缓 解地层出砂；
• 解除近井地带堵塞，提高导流 能力；
具有良好的增产、防砂双重效 果，是开发地层亏空井、污染井 等有效的防砂技术手段。
密实高渗带
2）施工参数优化设计
解决问题
科学判断油藏出砂程度 为区块防砂提供依据 指导油井合理生产
防砂工艺决策技术
系统数据管理 防砂方法优选 防砂工艺优化设计 防砂效果预测与评价
解决问题
提高防砂工艺设计水平 科学指导防砂现场施工
防砂工艺适应 性
物理模拟优化
MFrac压裂防砂数值模拟技术
解决问题
MEYER2001压裂防砂软件
提高压裂防砂施工成功率 确保裂缝导流能力
60
50
40
25个
ห้องสมุดไป่ตู้30
20
10
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田个数占 油田总个数36.76％
❖ 探明储量与比例
45
42.90亿吨
40
35
30
25
16.95亿吨
20
15
10
5
0
胜利油区 疏松砂岩油田
疏松砂岩油田探明 储量占胜利油区总 探明储量39.51％
❖ 动用储量与比例
40
35.28亿吨
35
防砂优化设计评价技术
解决问题
提高工艺与油藏的针对性 确保防砂施工效果
决策技术的应用
该项技术先后在孤东油田六区、临盘盘 二西区块、埕岛四井区、东辛永8块、郑王 庄油田、埕北243/246井区等区块进行了应 用，与现场拟合率达75％以上，为以上区块 防砂工艺决策提供了科学依据。
2、防砂技术获得新突破，使老油区得到持续稳定 开发，以稠油超稠油为代表的难动用储量逐步 得到落实和开采
3）工艺管柱 ❖ 短井段（单油层）工艺管柱
高压挤充工具
信号总成 油层筛管 挤充转换总成
✓ 一趟管柱可完成短井段地层 挤压与环空充填防砂施工的所有 工序；
✓采用先丢手后施工的方式，施 工安全可靠；
✓能够实现无套压挤压施工；
底部自封封隔 器
❖ 多油层分层防砂工艺管柱
中间封隔器
一趟管柱可完成2层及 2层以上地层挤压与环空 充填防砂施工的所有工 序；解决长井段、油层 多、非均质性严重油藏 防砂难题
砾 挤 滤 树 干 PS 树 压 其
石压砂脂灰防脂裂它
充充管涂砂砂固防防
填填防敷防工砂砂砂
防防砂砂砂艺防工工
砂砂工工工
砂艺艺
工工艺艺艺
工
艺艺
艺
❖ “九五”以来各防砂工艺应用井
次25000
（井次）
20000
24450
1 总井次 2 砾石充填
3 挤压充填
15000
4 滤砂管
10000 5000
0
10269
6357 1100
2200
1956 733 1491 245 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
5 树脂涂覆砂 6 干灰砂 7 PS防砂 8 树脂固砂 9 压裂防砂 10 其 它
❖ “九五”以来各防砂工艺应用比 例
化学防砂 21.0%
挤压充填
4.5%
滤砂管
42.0%
其它 6.1%
26.0%
1、防砂基础理论研究取得新进展
❖ 进一步建立和完善了防砂实验室
油田重点防砂实验室筹建工作于2002年正式 启动，有9大功能实验室构成，建成后，可以完 成10大类100余种实验研究和测试任务，为防砂 工艺的评价及新工艺新技术的开发提供平台 。
❖ 防砂设计决策技术日臻完善
出砂预测技术
计算方法：出砂指数计算 经验方法: 孔隙度法、声波时差法等 实验方法：出砂驱替实验 数模方法：液固耦合FEM计算模型
砾石充填
0.4%
压裂防砂
❖ “九五”以来各防砂工艺有效期统
计
8 0 0（天）
720
700
600
540
500 400 378
300
252
200
126
144
100
0 砾充1石填 挤充2压 填
滤管3砂
化防4学砂 压防5裂砂
其6它
二、防砂技术新进展
❖ 四大观念的突破
❖四项新技术的形成
❖ 四大观念的突破
4）应用效果
应用效果一：弥补地层亏空，预防油井套变套损
项目
单井平均出砂、 每米油层出砂、 当量空区、填
施工排量设计
液固两相流体数学模型的建立，先作如下假设：
• 流场中的紊流是均匀的； • 紊流的范围是空间无限的； • 颗粒是球形的； • 作用于颗粒上的外力来源于位势场，如重力场等； • 颗粒运移期间，其周围领域内由同样流体包围。
在此假定下得出确保充填砂进入炮眼 携砂液的最小流速VC 为：
Vc
1.5 6 6(1
Cv
)0.543nv
0.09d
0p.18 (
g l
)0.543[0.8156(Do
Di
)]0.457
颗粒平颗均粒携浓沉砂降度液受动砾阻力石指粘数平度均直径
筛套直径
填砂量设计
设计充填砂量计算公式如下： V=n（Vi+Vo）
Vo=πR2Hξ
式中： Vi——环空充填砂量； Vo——地层充填砂量； n——经验系数；