李 凡，熊书权，杨天笑，吴斯佳

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，深圳 518000）

疏松砂岩油藏在生产时受流体拖拽力影响，油井出砂易造成砂堵、砂卡，严重时还会引起井壁或油层坍塌损坏套管甚至躺井。同时，高泥质含量合并稠油的黏滞作用，随着生产时间的延长在近井地带易形成泥饼从而堵塞渗流通道，导致油井产能急速下降[1-2]；出砂的同时造成地层中流体运移孔道增大，加速油井含水上升和油水界面推进，降低油田开发效果，缩短经济年限，因而防堵、维持产能和控水是高泥质含量疏松砂岩稠油油藏开发亟待解决的难题[3-6]。

1 研究目的

M油田位于中国南海东部珠江口盆地，三角洲前缘沉积[7]，埋深约1 200 m，边底水交互稠油油藏，非均质性强，泥质含量高。油田内90%以上水平井采用ICD优质筛管防砂完井，投产半个月产能骤降2/3左右，随后递减趋势减缓，产能逐渐降至初产的1/6至1/8。截至2018年年底，油田采出程度仅2.3%，综合含水达63.6%，采油速度1.1%。

目标井即为采用ICD优质筛管的水平井，投产2个月后，在压差基本不变的情况下产液量下降为投产初期的1/3，一年半后产能下降了4/5（图1），经分析认为近井地带堵塞是造成该井产能下降的主要原因。

本文介绍的综合防堵技术克服了国内外防砂控水技术的弊端，针对砂泥堵塞油井，能有效实现防堵、稳产并兼顾控水的目标，既可作为稠油油田的有效治理措施，也可指导同类油田开发实践。

图 1 筛管完井油井产能变化图Fig. 1 Production capacity diagram of screen completion oil well

2 CPI综合防堵技术适用性分析

CPI综合防堵技术是在井筒和近井筒地带充填与储层条件相适配的封隔体颗粒，设定流体“天花板流量”，利用封隔体颗粒粒间孔毛管张力的“人工井壁”作用以及ICD控流装置，有效抑制流体径向和轴向窜流，减少流体运移过程中对砂岩和泥岩的携带；结合控水筛管结构中的过滤网，达到双重防砂控水功能。

喷嘴型ICD筛管目前已是海上油田广泛使用的成熟技术，可根据不同喷嘴数量与孔径尺寸调节装置性能，形成ICD节流阀系统，在此不做赘述，而重点介绍的是封隔体颗粒的技术原理。

2.1 物理性能

封隔体颗粒为白色透明或半透明球体高分子混合物，视密度接近海水，具有很强的可充填性，室内实验流速为6 L/min。与常规充填陶粒相比，其破碎率、酸溶蚀度、圆球度等基本性质均更优（表1）。

2.2 轴向封隔作用分析

封隔体的设计技术参数为：7″套管井壁，内径157 mm；下入3-1/2″ICD筛管（外径120 mm），ICD筛管长度设定10 m，包含过滤段长8 m，盲管段2 m。

假设充填颗粒轴向、径向渗流阻力相同，根据假设：

表 1 封隔体颗粒基础物理性能对照表Table 1 Comparison table of basic physical properties of CPI

利用ICD筛管的几何特征，径向和轴向渗流阻力比为：

式中：Lradial为径向过流长度，cm；Aradial为径向过流面积，cm2；Laxial为轴向过流长度，cm；Aaxial为轴向过流面积，cm2；fradial为径向渗流阻力，无因次；faxial为轴向渗流阻力，无因次。

2.3 室内实验分析

根据理论分析，设计实验装置为：外部5-1/2″套管，内径122 mm；内部2-7/8″筛管，外径73 mm；设计装置总长2 m，实验装置入口、出口处分别设计测压点，压耗 ΔP由两点间差值计算得出，实验装置流量恒定，在流体出口处进行流量测量。

对于20 mPa·s的真空泵油，径向阻力测量结果为：

式中：ΔP为 流体出入口压差，MPa；Q为测量流量，m3/d。

实验结果表明，轴向上渗流阻力是径向上渗流阻力的260倍以上。

2.4 封隔体颗粒充填性能

设计5-1/2″套管井筒内装有10个2-7/8″控水筛管的模拟井筒，总长度100 m，选择石英砂和封隔体颗粒分别对井筒进行循环充填。

在0.3 MPa下，充填流量35 L/min，携砂液通过注入装置进入控水筛管与模拟井筒所在的环空，当流量降至携带充填物的临界流量时，充填物在井筒环空中开始堆积，观察充填物堆积环空所覆盖的控水筛管根数。

实验显示，封隔体颗粒可填满10根ICD筛管，石英砂仅填满2根，性能远逊于封隔体颗粒。

3 方案设计及实施

3.1 目标井井况概述

目标井所在储层为边水稠油油藏，砂岩储层，油藏压力13.766 MPa，油藏温度75.0 ℃，地层原油黏度约110 mPa·s。目标井完井结构图见图2。

2017年2月5日投产后，1个月内产能由18.4 m3/（d·MPa）降至6.9 m3/（d·MPa），2018年9月产能继续下降至4.0 m3/（d·MPa）。

图 2 目标井ICD优质筛管完井结构图Fig. 2 ICD high-quality screen completion structure

3.2 封隔体充填方案设计

分析认为水平段非均质性强、储层物差、边水驱动地层缺少有效能量补充、稠油与泥砂包裹堵塞筛管等是该井低产的主要原因。计划开展后效射孔改造差储层，同时使用连续封隔体充填技术以起到控水防砂的作用。

本井完井方式为8-1/2″裸眼内下入5-1/2″ICD筛管，下入2-7/8″充填筛管，单边间隙9.65 mm，保证筛管入井安全。原井5-1/2″ICD筛管悬挂在 9-5/8″套管内，顶深1734.57 m，底深2254.55 m，其下部连接密封短节，内径2.875″（73 mm），充填筛管完井以2254.55 m为井底，定充填筛管深为2 250 m[8-9]。

3.2.1 充填筛管挡砂精度及封隔体规格选择

对于目标井所处油层，根据Saucier公式：

式中： D50为 充填封隔体的粒度中值，mm；d50为地层砂粒度中值，mm。

对应的封隔体目数介于16～30目，考虑到本区地层为稠油充填筛管挡砂精度选择为200 μm。

3.2.2 封隔体颗粒用量计算

环空1: 5-1/2＂原筛管和充填筛管之间

环空2: 8-1/2″裸眼与5-1/2″原筛管之间

射孔段长度=433 m;

环空截面积2=(216.02-166.72)×

环空容积2=433×0.014 8=6.4 m3;

总环空容积=环空容积1+环空容积2=8.1 m3;

考虑地层漏失等情况发生，封隔体颗粒用量附加50%左右安全系数，总设计用量12.9 m3。原井ICD筛管外环空井壁无坍塌或出砂堆积的情况时，充填率达到理论用量的80%即可起到防泥砂作用[10-11]。

3.3 封隔体充填作业简况

首先通井刮管冲砂；下入充填筛管和充填工具，顶部封隔器验封；进行充填作业，最高排量800 L/min、泵注压力6 MPa；反洗井，滑套验封，组合跨接管柱，提出服务管柱。图3为目标井CPI充填曲线图。

图 3 目标井CPI充填曲线图Fig. 3 CPI filling curve of target well

4 效果评价

目标井措施实施顺利，工具及筛管下入即定设计位置，封隔器下入1 820.5 m，筛管下至2 250 m；通井过程中冲出地层砂4.8 m3，实际充填13.3 m3，充填率为103%，环空完全充满（图4）。

措施实施后目标井于2018年10月13日复产，日产液由14.9 m3/d上升到46.3 m3/d，日产油由11.4 m3/d逐步上升到32.6 m3/d，采液指数由2.7 m3/（d·MPa）增到20.2 m3/（d·MPa），生产动态保持稳定（图5）。截至2019年年底，目标井累计增油量6 040 m3，各项生产指标较措施前均明显提高，产能得到有效恢复[12]。

图 4 目标井CPI充填后井身结构图Fig. 4 Well structure diagram after CPI filling

图 5 目标井产能变化对比图Fig. 5 Comparison of target well productivity changes

5 结论及建议

（1）封隔体颗粒的物理性能和化学性能优于常规陶粒，作为新型防砂材料，经井场实践效果明显，能够较好解决高含泥质常规稠油油田的完井防砂问题，提高油田生产效果。同时，综合防堵技术在现场实施可操作性强，不仅能够对有出砂现象的油井进行治理，更可大范围推广到需要充填防砂的新井中，提高措施的效果和有效期。

（2）综合防堵新技术利用封隔体颗粒紧实的充填作用，极大程度限制了流体的轴向窜流，配合ICD筛管的几何特征，可形成封隔器效应。通过预设的“天花板流量”，对于局部见水、需要放大生产压差、水平井段较长的生产井，可起到明显的控水作用。

（3）在大漏失无法建立冲砂循环的情况下，泵注封隔体颗粒建立循环，相较于传统的化学暂堵技术，储层保护优势明显。

（4）对于套损、管外窜流井，可尝试采用封隔体泵注封堵，有效降低漏失量，维持油井的正常生产。

（5）综合防堵技术适应性强、防堵效果显著，但也需要改进，即ICD阈值需要预设。ICD筛管一旦入井，节流阀无法调节，预设的阈值可能与实际的地质油藏情况不匹配，建议尝试自适应的节流装置进行优化。