勝利油田完井篩管現(xiàn)狀及研究展望

徐 鑫，張海燕，楊海波

（勝利石油管理局a.鉆井工藝研究院；b.采油工程處，山東東營257017） ①

勝利油田完井篩管現(xiàn)狀及研究展望

徐 鑫a，張海燕b，楊海波a

（勝利石油管理局a.鉆井工藝研究院；b.采油工程處，山東東營257017）①

水平井完井方式的選擇直接影響水平井產(chǎn)能和效益的發(fā)揮，篩管完井由于成本低、污染小、產(chǎn)量高逐漸成為水平井的主要完井方式。勝利油田近年來水平井篩管完井的比例不斷增大，大幅提高了水平井完井水平；但目前常用的篩管存在強度低、易損壞、壽命短、不能控流等許多問題，嚴(yán)重制約了水平井優(yōu)勢的發(fā)揮；未來勝利油田水平井完井篩管將向長壽命、多樣化、智能化方向發(fā)展，以促進勝利油田水平井技術(shù)的不斷進步。

勝利油田；水平井；篩管；長壽命；智能化

水平井完井方式的選擇直接決定了開發(fā)效果，常用的水平井完井方式主要包括裸眼完井、固井射孔完井、篩管完井、礫石充填完井等［1］。由于固井方式存在污染產(chǎn)層、降低油藏滲透率、固井質(zhì)量差、費用高昂等缺點，因此近年來裸眼篩管完井逐漸成為勝利油田水平井主要的完井方式。

1 完井篩管現(xiàn)狀

2005年以前，勝利油田就開展了多口井的水平井篩管完井技術(shù)試驗。最近幾年，篩管完井水平井?dāng)?shù)量呈逐年上升趨勢，工藝也由過去單一的固井射孔完井方式轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)不同油藏類型和儲層的篩管完井、裸眼完井等配套完井工藝，篩管完井工藝得到了廣泛的應(yīng)用［2］。

勝利油田篩管完井技術(shù)發(fā)展的前期，投入到現(xiàn)場應(yīng)用的篩管主要包括打孔篩管、割縫篩管、繞絲篩管［3］等，這些篩管存在無法防砂、防砂能力差、強度低、易破損的缺點。因此，精密濾砂管、膨脹篩管和控流篩管等新型篩管近年來陸續(xù)投入現(xiàn)場應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。

1.1 精密濾砂管

因打孔篩管無法防砂以及割縫篩管防砂能力有限、強度低等問題，使精密濾砂管應(yīng)運而生，其結(jié)構(gòu)如圖1所示［4］。

圖1 精密復(fù)合濾砂管結(jié)構(gòu)

精密濾砂管具有擋砂精度高、抗破壞和抗腐蝕及抗堵塞能力強、過濾面積大、流動阻力小等優(yōu)點。勝利油田自2006年開始大面積推廣篩管完井技術(shù)以來，截至2010年底，已完成水平井篩管完井1 220口，其中精密濾砂管完井占65%。目前，勝利油田仍以每年400余口的進度開發(fā)水平井，其中篩管完井達到60%以上，大部分都是精密濾砂管完井。另外，勝利油田根據(jù)多年精密濾砂管的使用經(jīng)驗，先后制定了多項精密濾砂管的行業(yè)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，涉及精密濾砂管的加工制造及現(xiàn)場應(yīng)用等各方面，為精密濾砂管的科學(xué)規(guī)范應(yīng)用提供給了依據(jù)。勝利油田已成為國內(nèi)水平井精密濾砂管技術(shù)發(fā)展最快、應(yīng)用規(guī)模最大的油區(qū)。

1.2 膨脹篩管

膨脹篩管是近幾年發(fā)展起來的一種比較新型的篩管（如圖2），主要應(yīng)用于油井完井及防砂工程，膨脹篩管膨脹后緊貼井壁并具有良好的適應(yīng)性，大幅增大完井內(nèi)徑，具備良好的完井及防砂效果［5］。膨脹后篩管緊貼井壁，對井壁形成一定的支撐，減少了井壁的坍塌，減少砂粒的運移與沖蝕，防砂效果好，防砂可靠性高。同時，采用膨脹防砂篩管的作業(yè)費用明顯比傳統(tǒng)的防砂作業(yè)費用少，油井的生產(chǎn)成本大幅度地降低［6］。

圖2 膨脹篩管

近年來，勝利油田的膨脹篩管技術(shù)得到了快速發(fā)展，尤其是勝利鉆井院在該領(lǐng)域具有國內(nèi)一流的研發(fā)實力，其研制開發(fā)的膨脹篩管在勝利油田孤島采油廠已進行了多口井的現(xiàn)場應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果［7］。應(yīng)用井情況統(tǒng)計如表1。

表1 膨脹篩管應(yīng)用統(tǒng)計

以GDD15－01井為例，該井生產(chǎn)曲線如圖3所示。原井生產(chǎn)后期由于套管破損面臨停產(chǎn)，使用膨脹篩管封堵漏點、防砂完井之后，恢復(fù)生產(chǎn)，目前日產(chǎn)液19.9t／d、日產(chǎn)油2.9t／d、含水85.2%，累計生產(chǎn)477.9d，累計產(chǎn)液量10 778.5t，累計產(chǎn)油 量3 848t。

圖3 GDD15－01井生產(chǎn)曲線

膨脹篩管完井技術(shù)也將成為今后勝利油田篩管技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。

1.3 控流篩管

控流篩管是伴隨著均衡供液完井技術(shù)發(fā)展而來的一種新型篩管?？亓骱Y管完井技術(shù)是從地質(zhì)、鉆井、生產(chǎn)全方位研究分析篩管完井的產(chǎn)液情況，在有效分段的基礎(chǔ)上，使用不同型號、不同規(guī)格的控流篩管，可實現(xiàn)產(chǎn)層的均衡供液，延長油井壽命，提高采收率。對于降低水平井生產(chǎn)后期含水率、提高油井產(chǎn)能具有十分現(xiàn)實的意義，擁有廣闊的應(yīng)用前景［8］。

勝利油田目前處于油井生產(chǎn)的高含水期，油井生產(chǎn)一段時間后常發(fā)生水淹或高含水。據(jù)統(tǒng)計：勝利油田1 220口篩管完井水平井中含水95%以上的占29.6%，其中因高含水停產(chǎn)58口，高含水已經(jīng)嚴(yán)重制約水平井的高效生產(chǎn)。因此，勝利油田近年來也開展了控流篩管技術(shù)的研究，其中勝利鉆井院在2009年就在勝利油田東辛采油廠采用了變密度控流篩管，進行了10余口井的現(xiàn)場試驗；另外，從2010年開始，在新勘排601區(qū)塊的44口井上使用了變密度控流篩管。這些井投產(chǎn)后，與鄰井相比，取得了明顯的效果。以相同區(qū)塊的2口井為例，其中辛68平4井采用變密度篩管完井，通過生產(chǎn)曲線（如圖4）可以看出，與同區(qū)塊辛68平2井相比，該井含水率上升速率慢，同期含水率得到了有效控制。

圖4 變密度篩管完井與常規(guī)完井生產(chǎn)曲線對比

目前，勝利油田鉆井院正在開發(fā)新型控流篩管（如圖5所示），并已完成批量試制，很快將投入現(xiàn)場應(yīng)用。

圖5 新型控流篩管

2 存在的問題

目前，油田開發(fā)形式越來越嚴(yán)峻，砂巖油藏防砂要求不斷提高，稠油熱采等開發(fā)方式使得井下環(huán)境更加苛刻，頁巖油氣等非常規(guī)油藏的開發(fā)又對完井方式提出了新的要求，這些新形勢的出現(xiàn)對水平井篩管完井技術(shù)提出了更高的要求，現(xiàn)有的篩管技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用過程中也遭遇了新的問題，因此篩管完井技術(shù)需要實現(xiàn)技術(shù)跨越，向更全面、更高效的方向發(fā)展。

目前油藏開發(fā)領(lǐng)域與水平井篩管完井技術(shù)相關(guān)的問題主要有：

1） 由于熱應(yīng)力變化、地應(yīng)力變化以及井身軌跡影響導(dǎo)致完井工具變形的井逐年增多，嚴(yán)重影響了水平井開發(fā)效果。因此，開發(fā)適應(yīng)井下復(fù)雜條件的高強度、長壽命篩管成為亟待解決的問題。

2） 目前勝利油田投產(chǎn)水平井平均含水80%，最高達98.8%。水平井見水后，缺乏針對性的治理措施。由于目前水平井都采用篩管完井，水平井某一段見水后，由于油層段全部連通，無法采取相應(yīng)的堵水措施。因此在完井設(shè)計中就要考慮減緩出水措施，例如使用控流篩管，配合其他工具實現(xiàn)控流控水、均衡供液。

3） 勝利油田的水平井完井絕大多數(shù)在完井時沒有考慮后期的修復(fù)治理措施，例如沒有合理分段、缺乏檢測手段等，一旦后期生產(chǎn)出現(xiàn)問題，治理的難度非常大，甚至造成很多井報廢，極大地浪費了產(chǎn)能。因此，如何能夠有效地檢測油井的生產(chǎn)情況，并在出現(xiàn)問題后能夠及時地修復(fù)治理，應(yīng)成為當(dāng)前急需考慮的問題，即如何逐步向智能化或半智能化完井方面靠攏。

3 結(jié)論及展望

1） 水平井篩管完井技術(shù)在勝利油田已經(jīng)應(yīng)用多年，開展了許多相關(guān)研究，也取得了一定的研究成果，但仍應(yīng)清楚地認(rèn)識到目前篩管完井技術(shù)中還有許多難題等待解決。要立足自身實際情況，結(jié)合勝利油田發(fā)展形勢，追蹤國內(nèi)外先進技術(shù)，更好、更快地推進勝利油田水平井篩管完井技術(shù)的進步。

2） 防砂篩管向高強度、長壽命方向發(fā)展。防砂篩管未來還需不斷改進，研制高強度、低流阻、耐高溫、耐腐蝕、耐沖蝕的新式篩管，解決下入過程中強度不足易受損壞、下入后易被砂粒磨損的問題，防止在高溫環(huán)境中的應(yīng)力和腐蝕破壞，保證篩管擋砂的長效性。

3） 水平井完井篩管逐步向可控流方向發(fā)展。由于水平井液體流入水平井的入流剖面不均，各處底水脊進速度不同，使水平井過早見水，含水率上升很快。解決這類問題的方法是在水平井合理分段的基礎(chǔ)上，利用控流篩管，調(diào)節(jié)水平井的產(chǎn)液剖面，使各段見水時間基本一致，從而延緩水平井的見水時間，延長油井壽命。目前，勝利油田也開展了此類技術(shù)的研究，但還處于起步階段，仍需要加大篩管控流技術(shù)的研發(fā)力度。

4） 篩管完井工藝向智能化方向發(fā)展。智能完井技術(shù)在油井生產(chǎn)的實時控制、按需開采、延長油井壽命等方面具有無可比擬的優(yōu)勢［9］，必須打破國外的技術(shù)壟斷，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能完井技術(shù)。隨著近年來國內(nèi)精密測量儀器技術(shù)的顯著進步，配合不斷發(fā)展的完井技術(shù)，相信研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能完井技術(shù)已不再遙遠。勝利油田勝利鉆井院等單位已經(jīng)開展了相關(guān)技術(shù)的前期研究，并取得了一定的研究成果，未來還將繼續(xù)加大研究力度，促進國內(nèi)水平井智能完井技術(shù)的發(fā)展。

［1］ 劉瑞文.現(xiàn)代完井技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

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［8］ 強曉光，姜增所，宋穎智.調(diào)流控水篩管在冀東油田水平井的應(yīng)用研究［J］.石油礦場機械，2011，40（4）：77－79.

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Research Status and Prospect of Horizontal Well Completion Screen in Shengli Oilfield

XU Xina，ZHANG Hai－yanb，YANG Hai－boa
（a.Drilling Technology Research Institute；b.Production Engineering Department，Shengli Petroleum Administration，Dongying257017，China）

The choice of horizontal well completions directly affects the level of well productivity benefits.Because of some advantages，such as low cost，low pollution，and high yield，screen completion has become the main horizontal well completions.The percentage of screen completion was increasing in Shengli Oilfield in recent years.However，the commonly used screens had many problems，such as low intensity，easily damaged，short life，not control flow，etc.，which seriously restricted the horizontal well advantages.Shengli Oilfield horizontal well completions screens will be long－life，diverse，intelligent direction，which will promote Shengli Oilfield horizontal well technology continues to progress.

Shengli oilfield；horizontal well；screen；long life；intelligent

1001－3482（2012）09－0010－05

TE925.3

A

2012－03－08

國家科技重大專項“低滲油氣田完井關(guān)鍵技術(shù)”（2011ZX05022－006）

徐 鑫（1982－），男，山東德州人，工程師，主要從事石油完井工具開發(fā)與配套工藝研究，E－mail：zjyxuxin＠163.com。