勘探与钻采工程
BP综合模型指导全球油井防砂控砂
2008/10/28
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来源：中国石油石化工程信息网
[石油商报2008年10月15日] 面对油井出砂难题，BP公司通过多年的研究与实践研制出可预测砂岩油层性能、进而优选控砂方法的综合模型，并已应用于墨西哥湾等油田，收到较好的控砂增产效果。
BP三分之一的油气产量来自出砂井，最近的2010口新井中约50%为出砂井，其中多数位于近海油田，如安哥拉、阿塞拜疆、埃及、墨西哥湾、北海、特立尼达和阿拉斯加。为控制出砂稳定产量，BP几年前研制出远程控砂(BSC)程序，详细调研了出砂机理，并研发和应用了解决油井出砂的新方法。
目前的控砂方法包括井下安装防砂筛管和砾石充填等等，但需承受风险。因此，在每种特殊情况下确定正确的防砂完井方法非常重要，而选择最好方法的关键，在于掌握含砂液态烃的物理性能。
作为远程控砂程序的组成部分，BP开设了多个从不同方向研究多相流中砂体移动的基础物理特性的项目，并编制成控砂模型。模型运用了描述流体流动动力学方程和不同压力条件下岩石状态的数据，可提供适用的控砂方法。模拟还可帮助认识砂进入注水井中的影响以及如何应对，包括改变井的设计方案或采用注水井的不同管理程序。模拟包括使用控砂设备，如扩大防砂筛管或其他新型完井工具。总体来说，远程控砂模型主要是为协助解决完井故障。
4年前在墨西哥湾深水Kepler油田，所钻的2口水平井其中一口用了不完全砾石充填的防砂方法，后续开发如果选择重新钻井或侧钻并重新完井，成本高昂。BP应用新的控砂模型进行处理，使该井产量直线上升，并避免了过多的砂进入井筒。该井至今仍在生产，并已创造了很大的经济价值。
模型流程图目前已应用到其他防砂完井成功的井中。即使砂控完井就绪，认真处理这些井避免其过早损坏也是非常必要的。
模拟结果证明，将控砂模型用于管理出砂地区的采油井，将逐渐改善出砂状况，成效稳定卓著。这一作业程序对于习惯用安装控砂设备的方法处理砂的工程师似乎违反直觉，但效果令人信服。
在越南和印度尼西亚的海上油田，模拟结果表明，如果出砂量控制在可接受的范围内，与砂共存也可以达到较好的开采效果。于是作业人员对30口井按照一个标准加套管，并进行射孔完井，即射孔通过厚钢套管的井筒，让油气流入。该方法远远胜于昂贵的裸眼砾石充填方法的设计，为此BP共节约了6000多万美元。
1998年，位于大西洋边界的设得兰群岛西面的海上油田有21口采油井和21口注水井投入作业，出砂严重。虽然这些井全部采用多种类型的独立式防砂筛管进行完井，但还是有大约一半的井出砂，随即减产。控砂模型为作业人员提供了出砂的原因和改变出砂状况的信息。由于管理得当，井中出砂状态得到完全控制。2003年以前每年因出砂造成的产量损失约3.6万吨，到2004年减少了一半，至2005年已完全没有了产量损失。其中一口井曾因出砂严重而关井，也已重新生产，至今无出砂问题。
阿塞拜疆里海的两个油田，油层呈未固结砂岩状，出砂已到达场面，产量损失严重，很难选择最佳条件作业。2005年应用远程控砂模拟指导作业人员控砂防砂，使油气生产保持在一定水平，避免了油层伤害，改变了以往井停产后随即出砂的不良状况，目前该油田严重出砂井已全部消除。
另外，在稠油开采方面，由于在开采沥青砂油层或稠油地区时，应用砾石充填和防砂筛管的传统方法会在井筒上部形成一个妨碍高黏油流动的屏障，BP将在掌握地层物理特性的基础上持续保持砂岩体积，进而征服富有挑战性的生产环境。
远程防砂模拟除了可帮助管理出砂环境的油气生产，还带来了应用新型完井工具和改变技术对策的新理念，以应对各种出砂区域。
