[發明專利]一種垂直井管外出砂虧空剖面預測及高飽和礫石充填施工方法

有效

• 申請號: 202010195465.2
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111594101B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 董長銀;王力智;趙益忠;梁偉;周博;李常友;宋洋;劉晨楓;李志芬;于樂香
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/04
• 分類號: E21B43/04;E21B49/00;G06T11/20;G06Q10/06
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

本發明屬于油氣開發與開采的技術領域，尤其疏松砂巖出砂油氣藏領域，具體的涉及一種垂直井管外出砂虧空剖面預測及高飽和礫石充填施工方法。該垂直井管外礫石充填施工方法包括垂直井管外生產層位縱向出砂剖面虧空預測；出砂虧空剖面非均質模式判別；垂直井管外擠壓礫石充填泵注程序設計。所述施工方法充分考慮了出砂虧空剖面及其非均質性，將出砂虧空地帶充填密實，大大提高了充填程度，達到高飽和充填，提高了防砂效果。

技術領域

本發明屬于油氣開發與開采的技術領域，尤其疏松砂巖出砂油氣藏領域，具體的涉及一 種垂直井管外出砂虧空剖面預測及高飽和礫石充填施工方法。

背景技術

疏松砂巖油氣藏開采過程中，由于疏松砂巖油氣儲層巖石膠結較弱，一些細小的砂粒在 地應力以及油氣水等流體沖刷作用下會剝落，并隨流體產出進入井筒或者流至地面，稱為油 氣井出砂。在生產過程中油氣儲層不斷產出地層砂粒，勢必會在地層中留下孔隙；地層出砂 嚴重或者長期出砂后，會在近井地帶形成虧空。

由于地質沉積的因素，造成實際油氣儲層的地層砂粒、膠結強度、聲波時差以及巖石密 度等并非是均質分布的，而是在縱向上具有較大的差異，因此儲層縱向具有非均質性。而儲 層縱向的非均質性，會造成出砂嚴重以及出砂虧空剖面在縱向上的非均質性，見圖1所示。

對于出砂油氣井，礫石充填是一種常用且主導的防砂工藝技術，擠壓礫石充填防砂是將 石英砂或人造陶粒顆粒以一定比例摻混至攜砂液中，利用攜砂液的高壓高流速攜帶擠壓充填 到套管外地層的出砂虧空地帶，這些固體顆粒會充填出砂虧空區域，形成礫石充填層，起到 阻擋地層出砂的作用，同時保持流通性和產能。

由于防砂措施有限的有效期，現場需要多輪次礫石充填防砂，隨著防砂輪次的層架，儲 層虧空會逐漸向地層外部擴展，由于虧空范圍較大且縱向上的虧空非均質性，導致虧空部位 的充填比較困難。

目前在疏松砂巖出砂油氣藏的垂直井管外進行擠壓礫石充填防砂施工的具體操作如下： 首先擠注前置液(預處理液)，然后以基本固定的砂比將石英砂礫石或人造陶粒顆粒連續泵注 攜帶，擠壓充填至管外地層，最后擠注頂替液將井筒中的礫石顆粒頂替至地層。施工時所依 據的泵注程序主要依次為擠注預處理液、固定砂比連續泵注礫石顆粒和泵注頂替液。

上述現有管外擠壓充填施工的泵注程序存在以下缺陷：

(1)現有施工泵注程序設計時，對井下儲層的出砂虧空剖面及其縱向分布規律不了解， 缺乏預測手段，進而缺乏設計依據，無法得出合理的設計方法；

(2)由于現有施工泵注程序設計缺乏依據，目前的擠壓充填施工屬于籠統擠壓充填， 缺乏目的性，無法準確掌握哪些深度的部位應該多充填，哪些深度的部位因虧空小可以少充 填；易造成虧空部位充填不滿，防砂效果差；

(3)當出砂虧空剖面縱向非均質性較強時，現有的籠統擠壓充填施工會存在較大的虧 空空間難以充填礫石層，造成防砂效果差。

然而目前油田現場提高礫石充填度(率)的技術主要針對的是水平井管內空間(套管內或 井筒內)的循環充填，即提高井筒內的充填密實程度。而對于在充填對象、技術原理以及工 藝過程等方面均與水平井完全不同的垂直井套管外地層的礫石充填度提高卻無具體系統完 整的研究。

發明內容

本發明的目的在于針對現有擠壓充填的施工缺乏依據、施工籠統、綜合效果差等問題， 尤其針對出砂嚴重、出砂虧空明顯、需要進行管外地層高飽和充填的垂直井而提供一種垂直 井管外出砂虧空剖面預測及高飽和礫石充填施工方法，所述出砂虧空剖面預測方法可以清晰 了解和掌握垂直井管外的出砂虧空剖面，得到其縱向分布規律，為后續擠壓礫石充填施工提 供了科學充分的依據；所述施工方法充分考慮了出砂虧空剖面及其非均質性，將出砂虧空地 帶充填密實，大大提高了充填程度，達到高飽和充填，提高了防砂效果。

本發明的技術方案為：一種垂直井管外出砂虧空剖面預測方法，包括以下步驟：