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[摘 要]海上油田如果出砂必须采取有效的防砂措施，才能实现高速强采，获得较好的开发效果。辽河浅海油田海上开发正在展开，需要成功率高并长期有效的油井防砂措施。本文通过目前海上防砂技术的调研，介绍了国内海上应用的主要防砂工艺技术和几个海上油田防砂技术应用情况，分析了目前海上防砂存在的困难，结合辽河油田海上油藏开发的特点，对辽河油田海上油井防砂技术的发展进行了展望。
[关键词]辽河油田 浅海 筛管 膨胀筛管 砾石充填防砂 压裂防砂 分层防砂
中图分类号：TN241 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0326-01
1.前言
海上油田作为辽河油田得主要接替产能区块，开发已提上了议事日程，而且油田月东油田、葵东油田在滚动开发过程中都得出了可行性开发的结论，这些海上油田将是辽河油田重点接替产区。辽河海上油田位于辽东湾地区，多属于疏松或较疏松砂岩油气藏]，而且还有许多是稠油油田，如月东油田等，经预测油井在正常生产过程中都存在出砂的可能，因此辽河油田海上开发需要有效的防砂技术。
2.海上防砂技术应用情况
2.1 埕岛油田防砂技术应用
埕岛油田自1995年开始对出砂井采用防砂完井措施， 截止到2002年实施了275井次防砂施工，其中金属棉滤砂管147井次，金属毡滤砂管25井次，预充填绕丝筛管42井次、预充填割缝筛管43井次、绕丝筛管砾石充填11井次、割缝筛管砾石充填7井次。金属棉滤砂管95年开始使用，是埕岛油田初期防砂应用最广泛的一种防砂方法。
2.2 菲利普斯西江油田防砂情况
菲利普斯西江油田的主力产层垂深1800～2800m，属于中新世上第三系地层，具有埋藏中等、分选中等偏好、胶结疏松、孔隙度大、渗透率高、产能高、易出砂的特点，在油田开发时要求采取必要的防砂措施。西江油田累计完成新钻井44口，其中大多采用了砾石充填防砂和预充填筛管防砂。其中砾石充填防砂井近井眼生产压差都很高，预充填筛管防砂井在生产的中期出现防砂失效问题，如A12井在投产17个月后出砂。3口生产井中应用了膨胀筛管防砂完井技术。
2.3 文昌13-1油田油田水平井防砂技术
文昌13-1油田A6h、A8h、A3h三口水平井采取了砾石充填防砂，其中A6h井的实际充填量仅为设计量的50%，分析是由于充填泵速偏低和混砂浓度偏高井筒某处发生桥堵。根据A6h井施工中遇到的问题，在A8h和A3h井进行砾石充填防砂时， 提高了充填泵速， 降低了混砂浓度，防砂均按设计一次顺利完成，A8h井实际砾石充填量达到设计量的103%，而A3h井实际砾石充填量达到设计量的157%。这3口井水平段长度500m-600m，在投产初期的日产油量占到油田日产总油量的44%，投产3年累计产油量占到油田总产量的45%。
2.4 其它海上油田防砂情况
渤海SZ36-1油田主要采用砾石充填防砂技术，2004年统计单层充填48口井，2趟管柱多层充填74口井，1趟管柱多层充填88口井，可通过钢丝作业或井下作业对各层进行分层控制并分层采取措施。渤海蓬莱19-3油田10口井应用了膨胀筛管，单井日产液量平均为200～300m3/d，与常规砾石充填防砂完井相比，产能约提高50%。埕北油田2005年资料显示有2个井组12口井，2口井采用分2层砾石充填防砂，2口井采用笼统砾石充填防砂，8口井采用滤砂管防砂（其中1口水平井采用悬挂式滤砂管防砂），油井防砂效果好，生产均不出砂。
3.海上防砂面临的困难
（1）在海上油氣井开发过程中受环境、气候条件影响较大，需要大型海上作业设备和船只运输，这就注定了海洋石油作业的高成本、高风险。
（2）勘探发现海上存在许多边际油田，如果防砂完井的费用过高，可能无法收回投资。由于海上多数油井需要防砂完井，如果防砂的作业周期长，成本高，导致许多油田由于达不到经济开发界限而未能开发。
（3）海上原油探明储量稠油所占比重较大，预计2010年产量可以达到海上总产量的60%[海上稠油高效开发新模式研究及应用]，稠油油藏岩石胶结疏松，储层易被破坏而出砂，因此常规的开发模式是采用保守的小压差，以防砂为卞要开采工艺，导致稠油油藏开采周期长，经济效益低下。
（4）海上开发方式不同于陆地，要求高速、强采，尽量减少油井的作业，防砂的效果和质量要求更高；油、水井主要为斜井、丛式井，防砂管柱结构以及防砂施工工艺参数与陆地不同；
（5）海上油井开发理想是一次完井持续开采，防砂前和防砂后要充分考虑各种技术之间的衔接，防砂要尽可能细致，防砂后可以在防砂留井管柱的基础上实现各种采油、堵水和注水等工艺。
4.辽河海上防砂技术展望
辽河油田海上开发刚刚起步，许多油藏油井试采和作业过程中都发现了出砂现象，处理好防砂问题，才能实现辽河海上油田的又好又快开发，防砂工艺的优化和实施是一个系统工程，它与油藏开发、钻井及完井设计方案的优化和有关工艺技术措施的配套紧密相关。
（1）辽河海上油井防砂技术会逐渐系统化，向防砂与地质、钻完井结合的方向发展。要结合油藏地质特征，进行出砂预测技术研究，对防砂技术实施提供指导；结合钻井完井工艺，在保证井控安全的前提下，建议采用对油藏污染最小的工艺和流体，确保油层打开程度，保证防砂效果。（2）辽河海上防砂技术将向先导试验-扩大试验-规模应用的趋势发展。优选和设计成熟的防砂技术进行防砂，开展成熟的海上防砂先导试验和提高产能防砂工艺研究。（3）辽河海上防砂技术将向优化设计-精细施工-开发跟踪的方向发展。首先合理设计井筒尺寸和井身结构，为防砂施工提供最有利的井筒条件。尤其水平井和大斜度井，井眼平直、规则、圆滑及狗腿度小是防砂砾石充填防砂作业成功的关键，良好的井眼轨迹是防砂筛管和砾石能够顺利送入到井底的基本保证。如果狗腿度大或井眼不规则，既容易造成筛管下入时遇阻，又容易导致砾石充填时发生桥堵而使充填不完全充分发挥。主要优化防砂设计，实现精细施工，施工后及时跟踪生产情况，反馈防砂效果，对下一步的优化设计提高借鉴。（4）辽河海上防砂技术将向先简单实用，再引进先进，最后边际突破的多元化方向发展。早期对预测出砂轻微的油井采取优质筛管进行防砂，随着开发的不断进行，油田的出砂特征越来越明朗，在经济、设备、海况等条件允许尽可能引进先进的砾石充填或压裂防砂技术，辽河油田陆上该技术已经非常成熟，海上施工缺乏设备，应尽快展开设备引进，并进一步提高施工可靠性和成功率。对于边际油田，油藏条件适合的可以开展膨胀筛管先导试验，其防砂后井径和油井泄流面积最大，井筒表皮系数最低，获得的产能就高。（5）根据生产和后期处理措施的需要，防砂技术向一次施工实现多层防砂发展。可以根据油藏地质分层需要、油层见水规律和单层注入的需要进行分层防砂，既可以解决许多油井防砂井段长，夹层大，层间差异大，矛盾突出，开发效果差的问题，也可以不动管柱实现分层测试、堵水和注水等各个层的转换。
5.结论
（1）根据目前海上防砂技术的应用情况，辽河油田可以优选应用，避免重复试验。防砂是一个系统工程，具体实施要结合钻完井、射孔、举升等工艺，同时要满足后期处理的需要。（2）防砂技术由粗放向细致发展，具体问题具体分析，一井一策，一井一法才能实现有效防砂。（3）随着海上的勘探开发程度越来越高，海上防砂市场将越来越大，同时也会面临更多的困难，这些困难随着技术的进步会逐渐解决。相应地防砂技术研究开发带有极高的成本和风险，海上防砂收益与巨大风险并存。（4）自主研发防砂技术和国外先进技术国产化是降低防砂成本的最有效途径，自主研发和国产化在今后的发展过程中将面临极大的挑战。材料、设备、智能控制、结构优化等许多关键技术还有待成熟完善，海上防砂技术无论是在国外还是国内都具有极大的发展前景。
参考文献
[1] 高雪峰，智勤功，梅明霞，刘伟，孙秀钊.胜利海上埕岛油田工艺现状及下步技术对策.
[2] 周建良，李敏，王平双.油气田出砂预测方法 [J].中国海上油气，1997， 9（4）： 26～36.
[关键词]辽河油田 浅海 筛管 膨胀筛管 砾石充填防砂 压裂防砂 分层防砂
中图分类号：TN241 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0326-01
1.前言
海上油田作为辽河油田得主要接替产能区块，开发已提上了议事日程，而且油田月东油田、葵东油田在滚动开发过程中都得出了可行性开发的结论，这些海上油田将是辽河油田重点接替产区。辽河海上油田位于辽东湾地区，多属于疏松或较疏松砂岩油气藏]，而且还有许多是稠油油田，如月东油田等，经预测油井在正常生产过程中都存在出砂的可能，因此辽河油田海上开发需要有效的防砂技术。
2.海上防砂技术应用情况
2.1 埕岛油田防砂技术应用
埕岛油田自1995年开始对出砂井采用防砂完井措施， 截止到2002年实施了275井次防砂施工，其中金属棉滤砂管147井次，金属毡滤砂管25井次，预充填绕丝筛管42井次、预充填割缝筛管43井次、绕丝筛管砾石充填11井次、割缝筛管砾石充填7井次。金属棉滤砂管95年开始使用，是埕岛油田初期防砂应用最广泛的一种防砂方法。
2.2 菲利普斯西江油田防砂情况
菲利普斯西江油田的主力产层垂深1800～2800m，属于中新世上第三系地层，具有埋藏中等、分选中等偏好、胶结疏松、孔隙度大、渗透率高、产能高、易出砂的特点，在油田开发时要求采取必要的防砂措施。西江油田累计完成新钻井44口，其中大多采用了砾石充填防砂和预充填筛管防砂。其中砾石充填防砂井近井眼生产压差都很高，预充填筛管防砂井在生产的中期出现防砂失效问题，如A12井在投产17个月后出砂。3口生产井中应用了膨胀筛管防砂完井技术。
2.3 文昌13-1油田油田水平井防砂技术
文昌13-1油田A6h、A8h、A3h三口水平井采取了砾石充填防砂，其中A6h井的实际充填量仅为设计量的50%，分析是由于充填泵速偏低和混砂浓度偏高井筒某处发生桥堵。根据A6h井施工中遇到的问题，在A8h和A3h井进行砾石充填防砂时， 提高了充填泵速， 降低了混砂浓度，防砂均按设计一次顺利完成，A8h井实际砾石充填量达到设计量的103%，而A3h井实际砾石充填量达到设计量的157%。这3口井水平段长度500m-600m，在投产初期的日产油量占到油田日产总油量的44%，投产3年累计产油量占到油田总产量的45%。
2.4 其它海上油田防砂情况
渤海SZ36-1油田主要采用砾石充填防砂技术，2004年统计单层充填48口井，2趟管柱多层充填74口井，1趟管柱多层充填88口井，可通过钢丝作业或井下作业对各层进行分层控制并分层采取措施。渤海蓬莱19-3油田10口井应用了膨胀筛管，单井日产液量平均为200～300m3/d，与常规砾石充填防砂完井相比，产能约提高50%。埕北油田2005年资料显示有2个井组12口井，2口井采用分2层砾石充填防砂，2口井采用笼统砾石充填防砂，8口井采用滤砂管防砂（其中1口水平井采用悬挂式滤砂管防砂），油井防砂效果好，生产均不出砂。
3.海上防砂面临的困难
（1）在海上油氣井开发过程中受环境、气候条件影响较大，需要大型海上作业设备和船只运输，这就注定了海洋石油作业的高成本、高风险。
（2）勘探发现海上存在许多边际油田，如果防砂完井的费用过高，可能无法收回投资。由于海上多数油井需要防砂完井，如果防砂的作业周期长，成本高，导致许多油田由于达不到经济开发界限而未能开发。
（3）海上原油探明储量稠油所占比重较大，预计2010年产量可以达到海上总产量的60%[海上稠油高效开发新模式研究及应用]，稠油油藏岩石胶结疏松，储层易被破坏而出砂，因此常规的开发模式是采用保守的小压差，以防砂为卞要开采工艺，导致稠油油藏开采周期长，经济效益低下。
（4）海上开发方式不同于陆地，要求高速、强采，尽量减少油井的作业，防砂的效果和质量要求更高；油、水井主要为斜井、丛式井，防砂管柱结构以及防砂施工工艺参数与陆地不同；
（5）海上油井开发理想是一次完井持续开采，防砂前和防砂后要充分考虑各种技术之间的衔接，防砂要尽可能细致，防砂后可以在防砂留井管柱的基础上实现各种采油、堵水和注水等工艺。
4.辽河海上防砂技术展望
辽河油田海上开发刚刚起步，许多油藏油井试采和作业过程中都发现了出砂现象，处理好防砂问题，才能实现辽河海上油田的又好又快开发，防砂工艺的优化和实施是一个系统工程，它与油藏开发、钻井及完井设计方案的优化和有关工艺技术措施的配套紧密相关。
（1）辽河海上油井防砂技术会逐渐系统化，向防砂与地质、钻完井结合的方向发展。要结合油藏地质特征，进行出砂预测技术研究，对防砂技术实施提供指导；结合钻井完井工艺，在保证井控安全的前提下，建议采用对油藏污染最小的工艺和流体，确保油层打开程度，保证防砂效果。（2）辽河海上防砂技术将向先导试验-扩大试验-规模应用的趋势发展。优选和设计成熟的防砂技术进行防砂，开展成熟的海上防砂先导试验和提高产能防砂工艺研究。（3）辽河海上防砂技术将向优化设计-精细施工-开发跟踪的方向发展。首先合理设计井筒尺寸和井身结构，为防砂施工提供最有利的井筒条件。尤其水平井和大斜度井，井眼平直、规则、圆滑及狗腿度小是防砂砾石充填防砂作业成功的关键，良好的井眼轨迹是防砂筛管和砾石能够顺利送入到井底的基本保证。如果狗腿度大或井眼不规则，既容易造成筛管下入时遇阻，又容易导致砾石充填时发生桥堵而使充填不完全充分发挥。主要优化防砂设计，实现精细施工，施工后及时跟踪生产情况，反馈防砂效果，对下一步的优化设计提高借鉴。（4）辽河海上防砂技术将向先简单实用，再引进先进，最后边际突破的多元化方向发展。早期对预测出砂轻微的油井采取优质筛管进行防砂，随着开发的不断进行，油田的出砂特征越来越明朗，在经济、设备、海况等条件允许尽可能引进先进的砾石充填或压裂防砂技术，辽河油田陆上该技术已经非常成熟，海上施工缺乏设备，应尽快展开设备引进，并进一步提高施工可靠性和成功率。对于边际油田，油藏条件适合的可以开展膨胀筛管先导试验，其防砂后井径和油井泄流面积最大，井筒表皮系数最低，获得的产能就高。（5）根据生产和后期处理措施的需要，防砂技术向一次施工实现多层防砂发展。可以根据油藏地质分层需要、油层见水规律和单层注入的需要进行分层防砂，既可以解决许多油井防砂井段长，夹层大，层间差异大，矛盾突出，开发效果差的问题，也可以不动管柱实现分层测试、堵水和注水等各个层的转换。
5.结论
（1）根据目前海上防砂技术的应用情况，辽河油田可以优选应用，避免重复试验。防砂是一个系统工程，具体实施要结合钻完井、射孔、举升等工艺，同时要满足后期处理的需要。（2）防砂技术由粗放向细致发展，具体问题具体分析，一井一策，一井一法才能实现有效防砂。（3）随着海上的勘探开发程度越来越高，海上防砂市场将越来越大，同时也会面临更多的困难，这些困难随着技术的进步会逐渐解决。相应地防砂技术研究开发带有极高的成本和风险，海上防砂收益与巨大风险并存。（4）自主研发防砂技术和国外先进技术国产化是降低防砂成本的最有效途径，自主研发和国产化在今后的发展过程中将面临极大的挑战。材料、设备、智能控制、结构优化等许多关键技术还有待成熟完善，海上防砂技术无论是在国外还是国内都具有极大的发展前景。
参考文献
[1] 高雪峰，智勤功，梅明霞，刘伟，孙秀钊.胜利海上埕岛油田工艺现状及下步技术对策.
[2] 周建良，李敏，王平双.油气田出砂预测方法 [J].中国海上油气，1997， 9（4）： 26～36.