多枝導(dǎo)流適度出砂技術(shù)是近年來油氣田開發(fā)領(lǐng)域,特別是疏松砂巖油藏高效開采的一項(xiàng)重要技術(shù)創(chuàng)新。它融合了水平井多分支井技術(shù)、水力壓裂或酸化形成的導(dǎo)流通道技術(shù),以及主動控制地層砂適度產(chǎn)出的理念,旨在突破傳統(tǒng)防砂技術(shù)對滲透率的傷害,實(shí)現(xiàn)儲層長期高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。本文將從技術(shù)原理、研究進(jìn)展、關(guān)鍵工藝及現(xiàn)場應(yīng)用等方面,對該技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)闡述。
一、 技術(shù)原理與研究背景
傳統(tǒng)防砂技術(shù)(如機(jī)械篩管、化學(xué)固砂等)的核心思想是“防”,即通過物理或化學(xué)手段將地層砂完全阻擋在生產(chǎn)管柱之外。這一過程往往伴隨著對近井地帶儲層滲透率的嚴(yán)重?fù)p害,形成“堵”的效果,限制了油井的產(chǎn)能。尤其對于泥質(zhì)含量高、膠結(jié)疏松的砂巖儲層,矛盾更為突出。
多枝導(dǎo)流適度出砂技術(shù)的核心理念轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆琛迸c“導(dǎo)”。其基本原理在于:
- 建立高效導(dǎo)流通道:利用多分支井眼或水力壓裂/酸化技術(shù),在儲層中創(chuàng)造出多條高導(dǎo)流能力的流體通道。這些通道就像高速公路,能夠顯著降低原油流動阻力,引導(dǎo)流體高效匯集。
- 主動控制適度出砂:不再追求完全阻擋地層砂,而是允許粒徑細(xì)小、無膠結(jié)的游離砂隨流體適量產(chǎn)出。這一過程能自然疏通近井地帶的微孔隙,形成穩(wěn)定的“蚯蚓洞”網(wǎng)絡(luò)或擴(kuò)大滲流半徑,從而大幅提高有效滲透率。
- 砂粒運(yùn)移與管控:通過優(yōu)化生產(chǎn)壓差和流體流速,控制出砂的粒徑和總量,使其在井筒和地面流程中能夠被有效攜帶和處理,避免砂埋、砂卡或地面設(shè)備沖蝕等問題的發(fā)生。
二、 關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展
該技術(shù)的研究是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程,主要進(jìn)展集中在以下幾個(gè)層面:
- 儲層出砂機(jī)理與臨界條件研究:通過室內(nèi)巖心流動實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬,深入研究不同應(yīng)力狀態(tài)、流體流速下儲層砂的啟動、運(yùn)移規(guī)律,確定實(shí)現(xiàn)“適度出砂”而非“砂害”的臨界生產(chǎn)壓差和流量窗口。
- 多分支井眼與裂縫優(yōu)化設(shè)計(jì):研究分支井的井眼軌跡、長度、間距以及人工裂縫的方位、長度、導(dǎo)流能力,使其與地層應(yīng)力場和砂體展布最優(yōu)匹配,最大化導(dǎo)流效果并控制出砂范圍。
- 完井工藝與工具研發(fā):研發(fā)適用于該技術(shù)的特殊完井管柱,如具備一定擋砂精度但流阻更小的大孔徑優(yōu)質(zhì)篩管、可膨脹篩管,或配合使用的井下分離與回注裝置。核心是在保證井筒穩(wěn)定性的前提下,最小化對流動的阻礙。
- 出砂監(jiān)測與生產(chǎn)調(diào)控技術(shù):開發(fā)基于聲波、振動、管線腐蝕監(jiān)測等技術(shù)的實(shí)時(shí)出砂監(jiān)測系統(tǒng),結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)(壓力、流量、含砂量)建立智能調(diào)控模型,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的動態(tài)優(yōu)化與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。
三、 現(xiàn)場應(yīng)用與成效
該技術(shù)已在渤海灣、南海、勝利油田等多個(gè)疏松砂巖油田進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗(yàn)和規(guī)模化應(yīng)用,取得了顯著成效:
- 大幅提升單井產(chǎn)量:與傳統(tǒng)防砂井相比,應(yīng)用該技術(shù)的油井初期產(chǎn)能通常可提高30%-100%,甚至更高,有效挖掘了低效儲層的潛力。
- 延長穩(wěn)產(chǎn)期:由于近井滲流條件得到根本性改善,油井遞減速度明顯放緩,穩(wěn)產(chǎn)期得以延長。
- 提高采收率:更強(qiáng)的滲流能力有助于更有效地動用儲層儲量,預(yù)計(jì)可提高區(qū)塊最終采收率。
- 經(jīng)濟(jì)性顯著:盡管初期投資可能略高,但由于增產(chǎn)效果突出和免于頻繁的防砂維護(hù)作業(yè),全生命周期成本效益顯著提升。
四、 挑戰(zhàn)與展望
盡管優(yōu)勢明顯,該技術(shù)仍面臨挑戰(zhàn):對儲層物性及非均質(zhì)性認(rèn)識要求高;出砂過程的長期穩(wěn)定性與管控仍需更精準(zhǔn)的模型支持;極端疏松儲層中如何防止大規(guī)模出砂導(dǎo)致的地層坍塌等。
該技術(shù)的研究將更加注重與地質(zhì)工程一體化的深度融合,利用大數(shù)據(jù)和人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)時(shí)調(diào)控,并發(fā)展更加智能、柔性的井下控砂工具。多枝導(dǎo)流適度出砂技術(shù)代表了疏松砂巖油藏開發(fā)從“被動防御”到“主動疏導(dǎo)”的理念變革,其持續(xù)完善與推廣,將為老油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和難動用儲量經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。