[发明专利]一种垂直井管外出砂亏空剖面预测及高饱和砾石充填施工方法

说明书

本发明属于油气开发与开采的技术领域，尤其疏松砂岩出砂油气藏领域，具体的涉及一种垂直井管外出砂亏空剖面预测及高饱和砾石充填施工方法。该垂直井管外砾石充填施工方法包括垂直井管外生产层位纵向出砂剖面亏空预测；出砂亏空剖面非均质模式判别；垂直井管外挤压砾石充填泵注程序设计。所述施工方法充分考虑了出砂亏空剖面及其非均质性，将出砂亏空地带充填密实，大大提高了充填程度，达到高饱和充填，提高了防砂效果。

技术领域

本发明属于油气开发与开采的技术领域，尤其疏松砂岩出砂油气藏领域，具体的涉及一 种垂直井管外出砂亏空剖面预测及高饱和砾石充填施工方法。

背景技术

疏松砂岩油气藏开采过程中，由于疏松砂岩油气储层岩石胶结较弱，一些细小的砂粒在 地应力以及油气水等流体冲刷作用下会剥落，并随流体产出进入井筒或者流至地面，称为油 气井出砂。在生产过程中油气储层不断产出地层砂粒，势必会在地层中留下孔隙；地层出砂 严重或者长期出砂后，会在近井地带形成亏空。

由于地质沉积的因素，造成实际油气储层的地层砂粒、胶结强度、声波时差以及岩石密 度等并非是均质分布的，而是在纵向上具有较大的差异，因此储层纵向具有非均质性。而储 层纵向的非均质性，会造成出砂严重以及出砂亏空剖面在纵向上的非均质性，见图1所示。

对于出砂油气井，砾石充填是一种常用且主导的防砂工艺技术，挤压砾石充填防砂是将 石英砂或人造陶粒颗粒以一定比例掺混至携砂液中，利用携砂液的高压高流速携带挤压充填 到套管外地层的出砂亏空地带，这些固体颗粒会充填出砂亏空区域，形成砾石充填层，起到 阻挡地层出砂的作用，同时保持流通性和产能。

由于防砂措施有限的有效期，现场需要多轮次砾石充填防砂，随着防砂轮次的层架，储 层亏空会逐渐向地层外部扩展，由于亏空范围较大且纵向上的亏空非均质性，导致亏空部位 的充填比较困难。

目前在疏松砂岩出砂油气藏的垂直井管外进行挤压砾石充填防砂施工的具体操作如下： 首先挤注前置液(预处理液)，然后以基本固定的砂比将石英砂砾石或人造陶粒颗粒连续泵注 携带，挤压充填至管外地层，最后挤注顶替液将井筒中的砾石颗粒顶替至地层。施工时所依 据的泵注程序主要依次为挤注预处理液、固定砂比连续泵注砾石颗粒和泵注顶替液。

上述现有管外挤压充填施工的泵注程序存在以下缺陷：

(1)现有施工泵注程序设计时，对井下储层的出砂亏空剖面及其纵向分布规律不了解， 缺乏预测手段，进而缺乏设计依据，无法得出合理的设计方法；

(2)由于现有施工泵注程序设计缺乏依据，目前的挤压充填施工属于笼统挤压充填， 缺乏目的性，无法准确掌握哪些深度的部位应该多充填，哪些深度的部位因亏空小可以少充 填；易造成亏空部位充填不满，防砂效果差；

(3)当出砂亏空剖面纵向非均质性较强时，现有的笼统挤压充填施工会存在较大的亏 空空间难以充填砾石层，造成防砂效果差。

然而目前油田现场提高砾石充填度(率)的技术主要针对的是水平井管内空间(套管内或 井筒内)的循环充填，即提高井筒内的充填密实程度。而对于在充填对象、技术原理以及工 艺过程等方面均与水平井完全不同的垂直井套管外地层的砾石充填度提高却无具体系统完 整的研究。

发明内容

本发明的目的在于针对现有挤压充填的施工缺乏依据、施工笼统、综合效果差等问题， 尤其针对出砂严重、出砂亏空明显、需要进行管外地层高饱和充填的垂直井而提供一种垂直 井管外出砂亏空剖面预测及高饱和砾石充填施工方法，所述出砂亏空剖面预测方法可以清晰 了解和掌握垂直井管外的出砂亏空剖面，得到其纵向分布规律，为后续挤压砾石充填施工提 供了科学充分的依据；所述施工方法充分考虑了出砂亏空剖面及其非均质性，将出砂亏空地 带充填密实，大大提高了充填程度，达到高饱和充填，提高了防砂效果。

本发明的技术方案为：一种垂直井管外出砂亏空剖面预测方法，包括以下步骤：