涩北气田割缝筛管压裂充填防砂工艺

吴学安 张永斌 罗钟鸣 王海峰

1.中国石油青海油田公司天然气开发公司 2.中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院

涩北气田割缝筛管压裂充填防砂工艺

吴学安1张永斌1罗钟鸣2王海峰2

1.中国石油青海油田公司天然气开发公司 2.中国石油川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院

柴达木盆地涩北气田地层胶结疏松、成岩性差、欠压实、易出砂，严重影响到气井的正常生产，多次试验结果表明单一的防砂工艺技术已不适用于该气田。为此，重点研究了割缝筛管压裂充填防砂工艺在该区的适用性，通过对割缝筛管压裂充填防砂工艺参数、支撑剂、工作液的优选以及施工方法和工艺管柱的改进，使其防砂有效率得到极大提升，工艺有效率在涩北一号、涩北二号和台南气田分别达到70%、100%、100%。生产实践结果表明，涩北气田随着单井产水量的上升，气井出水、出砂日趋严重，建议开展防砂堵水一体化、防砂携液一体化工艺的研究。

柴达木盆地 涩北气田 疏松砂岩 割缝筛管压裂充填 防砂 工艺 试验

柴达木盆地涩北气田储层为第四系疏松砂泥岩，气藏埋深浅，气层多而薄且分布井段长，气水关系复杂。储层泥质含量高、成岩性差、胶结疏松，平均孔隙度为26.6%～32.3%，平均渗透率介于30～50 mD。气田生产过程中储层易出砂，地层砂粒度平均中值为0.04～0.07 mm，泥质含量为40%，黏土含量为28%，防砂技术难度较大。针对出砂的问题，涩北气田先后试验了机械防砂、化学固砂、高压一次充填防砂、割缝筛管压裂充填防砂以及复合纤维压裂等工艺，从试验效果来看，割缝筛管压裂充填防砂效果最好，试验15口井，工艺成功率达100%，措施有效率为87%，成为涩北气田主导防砂工艺之一［1－3］。

1 割缝筛管压裂充填工艺及其改进技术

割缝筛管压裂充填防砂工艺技术是在井筒内对准目的井段下入内外通径的割缝管防砂管柱，然后对目的地层进行大砂量、高砂比压裂填砂，并采用端部脱砂技术在地层深部、近井带、射孔孔道、筛套环空形成均匀、密实、稳定的高渗透滤砂屏障，改善近井带导流能力，从而达到既防砂又增产的目的，其工艺流程见图1。

随着涩北气田的进一步开发，要求各种防砂工艺具有更高的适应性，因此，笔者在分析了2005年前工艺实施情况后，在2006年对端部脱砂工艺作了部分改进。

图1 端部脱砂工艺流程图

1.1 施工参数的优选

2006年平均加砂量为2.08 m3／m，2009年平均加砂量为2.85 m3／m；平均砂比在26%以上，平均排量为2.26 m3／min，最高排量为3.5 m3／min；总平均加砂量为2.87 m3／m。施工规模较试验初期有了较大规模的提高，取得了好的防砂效果［4－5］。

1.2 支撑剂粒径组合重新进行了优选

如表1所示，2006年后支撑剂粒径选择为：0.45～0.9 mm，0.9～1.25 mm组合。较2006年前的粒径组合导流能力增加了50%。

表1 支撑剂的导流能力及挡砂能力的测定表

1.3 防砂工作液性能改进

如表2所示，2006年后针对涩北气田储层的特点，重新优化了工作液配方，降低了地层伤害，更低的黏度使得返排容易［6］。

表2 两种防砂工作液主要性能对比表

1.4 施工过程调整

为保证防砂效果，施工后期如泵压未起高压，停泵一段时间后，再打压，实行强行封口，环空压实，这保证了防砂效果。

1.5 施工管柱改善

2009年改善了防砂管串结构，去掉了塑扶钢体，采用了可溶性塑扶块，直接把塑扶块套在割缝管接口处，减少了后期打捞难度［7－10］。

2 现场应用情况及效果

割缝筛管压裂充填工艺自2000—2011年底，共实施19井次。其中：①一号气田应用10井次，总体有效率70%，最长有效期4年以上。在二层系应用6井次，有效率67%；在三层系应用2井次，有效率50%；在四层系应用2井次，有效率100%。②二号气田应用7井次，总体有效率100%。在二层系应用1井次，有效率100%；在三层系应用6井次，有效率100%。③台南气田应用2井次，总体有效率100%。在二层系应用1井次，有效率100%；在四层系应用1井次，有效率100%（图2、3）。

图2 各层系施工井次统计图

图3 各层系防砂效果统计图

割缝筛管压裂充填工艺井防砂后，可以通过调整工作制度提高生产压差生产，防砂后生产压差增幅达40%，平均单井日增气量达1.41×104m3，说明端部脱砂工艺较大幅度地改造了地层的渗流条件。为确保防砂井的效果和有效期，建议防砂后生产压差初期控制在2.0 MPa内为宜，以后再根据其具体井况适当调整［11］。

3 结论及建议

1）针对涩北气田气层埋藏浅、深度差异大、储层泥质含量高、气水关系复杂、多层、气、水层间互的特点，防砂工艺的选择尤其重要，应针对防砂井的地质条件、管柱情况、防砂工艺的特点以及适应性，科学地选择适应的防砂工艺，以减少失误，提高防砂成功率。

2）加强涩北气田各层系的出砂规律的认识和气井的出砂监测，以便准确把握气井的出砂量，以利于防砂施工井的充填砂量更为科学、更有针对性，提高防砂的有效率和有效期。

3）优化施工参数，针对各层系的地质特征及出砂特点，适当加大后期防砂井的施工规模。大砂量、高砂比的砾石充填，不但可将地层细粉砂推至地层深处，而且可将近井充填带充填密实，形成高渗透区域，提高防砂有效率，延长有效期。

4）加强防砂施工过程控制，在前置液阶段，进行压裂测试，摸准地层的应力和闭合压力，以便根据实际情况控制缝高，调整施工参数提供可靠依据。

5）涩北气田随着生产时间的延长，平均单井产水量呈上升趋势，出水的同时伴随着出砂的加剧，造成许多井不能正常生产，单一的防砂或堵水工艺都难以达到控水、控砂目的，因此有必要开展防砂堵水一体化、防砂携液一体化工艺的研究［12－13］。

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Slotted liners or screens for sand control in well completion in Sebei gas fields，Qaidam Basin

Wu Xue＇an1，Zhang Yongbin1，Luo Zhongming2，Wang Haifeng2
（1.Gas Development Division of Qinghai Oilfield Company，PetroChina，Golmud，Qinghai 816000，China；2.Geological Exploration and Development Research Institute of Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd.，CNPC，Chengdu，Sichuan 610012，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 8，pp.71－73，8／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

The normal production of the gas well in Sebei gas fields，Ordos Basin，is badly influenced by the loose and unconsolidated formation with a poor diagenetic grade.Many pilot tests show that a single sand－controlling technology is not applicable to this study area.Therefore，this study focuses on the applicability of the slotted liners or screens for sand control in well completion in this area.In its actual application，the parameters，propping agents，and the working fluids were optimized，the operation methods and the sand control string were innovated，as a result，the efficiency of sand control is significantly enhanced，being 70%，100%，100%respectively at Sebei 1，Sebei 2，and Tainan gas fields.On the other hand，with the increasing amount of the water yield in the gas well at Sebei fields，the problem of water and sand effluent was becoming more and more serious.So we suggest that further studies should be turned to the integrated technology of sand control and water shutoff and／or fluid carrying.

Qaidam Basin，Sebei Gas field，unconsolidated sandstone，slotted screen liner fracturing packing，sand－control，technology，experiment

吴学安等.涩北气田割缝筛管压裂充填防砂工艺.天然气工业，2012，32（8）：71－73.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.08.015

吴学安，1965年生，工程师；主要从事采气工艺技术的研究、试验、推广应用及管理工作。地址：（816000）青海省格尔木市青海油田天然气开发公司。电话：（0937）8917291。E－mail：wuxaqh＠petrochina.com.cn

2012－05－10 编辑 韩晓渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.08.015

Wu Xue＇an，engineer，born in 1965，is mainly engaged in the research，experiment，application and management of technologies for gas production.

Add：Golmud，Qinghai 816000，P.R.China

E－mail：wuxaqh＠petrochina.com.cn