薄互层油井压裂增产深部防砂技术探究

薄互层油井压裂增产深部防砂技术探究

张伟东 郑文松

渤海钻探井下技术服务分公司国际工程项目部 300283

摘 要：研究油藏开发区块包括11个断块，油藏埋深830-1550m，孔隙度25.5%，渗透率781mD，50℃地面脱气原油粘度300～2000mPa.s。油藏含油井段长，层数多，单层厚度小，为典型的薄互层油藏。通过耐高温高压树脂砂的研制，防砂专用携砂液的制备，压裂充填工艺优化，使得压裂增产深部防砂复合技术得以在油田薄互层油藏推广实施。

关键词：薄互层油藏；压裂增产；深部防砂复合技术；施工参数

1 油藏地质概况

1.1 概况

油藏探明含油面积37.04平方公里，地质储量1.45亿吨，开发区块包括11个断块，油藏埋深830-1550m，孔隙度25.5%，渗透率781mD，50℃地面脱气原油粘度300～2000mPa.s。油藏含油井段长，层数多，单层厚度小，为典型的薄互层非均质油藏。截止2018年1月，共有油井1696口，开井754口，年产油35万吨，采油速度0.36%，是维持油田213.5万吨稳定的主要力量。

1.2 主要开发矛盾

（1）油井普遍出砂，出砂造成油井吞吐周期提前结束、产量下滑、频繁冲检，大量出砂导致套管严重损坏。（2）储层粘土矿物含量较高，导致油井低周期压力高，干度低，注汽量远远达不到配注量，严重影响油井开发效果

2 压裂增产深部防砂复合技术

本文针对油田薄互层非均质油藏油井严重出砂、低孔低渗、注汽质量较差的开发矛盾，研究实施压裂增产深部防砂复合技术，通过耐高温高压树脂砂的研制；防砂专用携砂液的制备；研究实施分级充填防砂技术；优化现场压裂充填工艺，实现远端压裂改造、近端造壁防砂。经过现场实施，一是有效抑制油井出砂，延长了油井冲检周期，保护了油井套管；二是提高了油层渗透率，改善了油井注汽质量，提高了油井开发效果。

2.1原理

现场施工中，第一步：通过3台2500型压裂车组向地层注入大排量压裂液，将地层压开微裂缝；第二步：在裂缝中充填石英砂作为支撑剂形成高渗通道，实现油层远端压裂改造，达到增产的目的；第三步：在油层亏空处及近井地带充填树脂砂形成挡砂屏障，实现油层近端造壁防砂，达到防砂的目的。树脂砂固化后，导流层独自成为一体，通过调节树脂砂粒度匹配关系，调整导流层的渗透率，避免细粉砂进入导流层孔隙中，堵塞导流层，通过实现油层远端压裂改造、近端造壁防砂，使得该技术起到既增产又防砂的目的。

2.2 耐高温高压防砂剂的研制

针对薄互层非均质油藏出砂特征与原油物性，研制了一种专用的高温树脂覆膜砂防砂剂配方体系，该防砂剂是一种支撑剂及支撑剂外包裹的两层树脂，支撑剂粒度为0.45-0.8mm 或0.8mm-1.2mm，内层热塑性酚醛树脂、外层热固性酚醛树脂厚度为4-10µm。树脂砂固化后，耐温大于350℃，抗压强度大于10MPa，渗透率大于10μm² ，固化时间1-2天，挡砂粒径0.07 mm。

2.3研究实施分级充填防砂技术

压裂防砂措施井中，人工井壁是挡砂的主要屏障。由于地层砂较细，一般随着生产的继续，地层砂会随液流不同程度地侵入人工井壁，形成互混带，严重降低人工井壁渗透率甚至直接穿透人工井壁导致防砂失效。相关研究人员对地层砂侵入人工井壁进行了大量的试验研究，结果表明，地层砂侵入人工井壁的程度与砾砂比(砾石与地层砂的中值之比-GSR)有关。GSR<5，无地层砂侵入；5

图1 Saucier充填砂尺寸选择方法

Saucier方法是目前油田普遍使用的充填砂尺寸选择方法。利用Saucier筛选方法对分级防砂中防砂剂的粒径配比进行了优化，达到既可挡砂防砂又可最大限度的保持高渗透率的目的。通过文献调研，对防砂剂的粒径和充填级序进行了优化设计，采用三级充填防砂方式，防砂剂粒径从地层向井筒方向由细到粗的顺序挡砂效果比逆序的好。在三级顺序挡砂方式中，当防砂段1、防砂段2和防砂段3树脂砂粒径与地层砂粒径比分别为6、8、10时，各防砂段渗透率变化均较小，防砂段堵塞小，渗透性稳定。

图2 柱形三级地层深部防砂模型示意图

3 现场试验情况

截至2019年10月，油田非均质油藏压裂增产深部防砂复合技术现场实施23井次。防砂后平均单井正常生产196天，冲检周期阶段延长130天，措施后油井全部套管完好。阶段增油0.83万吨，阶段创效700.6万元；按照防砂有效期平均500天计算，预计有效期内增油4.35万吨，有效期内创效3105万元。

4 认识及结论

（1）通过耐高温高压树脂砂的研制，防砂专用携砂液的制备，压裂充填工艺优化，使得压裂增产深部防砂复合技术得以在油田薄互层非均质油藏推广实施。（2）该技术通过远端压裂改造，提高了油层渗透率，增产的同时，降低了注汽压力，增加了注汽量，提高了油井蒸汽吞吐开发效果。（3）该技术通过近端造壁防砂，在近井地带建立起高强度的挡砂屏障，有效解决了油井的出砂问题，油井冲检周期延长，生产时率提高，套管得到有效保护，同时大大节约了作业检泵费用。（4）得益于该技术的成功实施，出砂油井得到有效治理，油藏储量得到有效动用。该技术为油田薄互层非均质油藏的高效开发提供了技术支撑，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]影响油层压裂效果的因素及对策[J]. 刘岩.化学工程与装备.2020(05)

[2]致密油区体积压裂效果分析[J]. 贾婷,何强,孙明.西安文理学院学报(自然科学版).2017(02)