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[摘 要]针对埕岛油田的地质情况，分析了该油田在防砂和采油两方面存在的主要问题，并提出了相应的解决方案，即推广应用机械防砂与分层采油一体化技术。本文主要介绍了机械防砂和分层采油技术的工艺原理，并对实施该技术后的效果进行了预测。
[关键词]防砂；分层采油；埕岛油田；应用
中图分类号：TE935 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0052-01
1.埕岛油田地质概况
埕岛油田位于渤海湾南部的极浅海海域，南界距海岸线3km，与陆上的桩西油田、埕东油田、五号桩油田相邻。该油田自1988年投入开发以来，已发现了明化镇、东营组、沙河街、中生界、古生界、太古界等七套含油层系，形成了以馆陶组为主的亿吨级复式油气田。
馆陶组油层为泥质胶结的高渗透疏松砂岩储集层，平均孔隙度34.5%，平均空气渗透率2711？10-3μm2，泥质含量6.5%，粒度中值0.13mm，胶结类型为接触—孔隙式胶结为主，胶结疏松，成岩性差。由出砂指数、声波时差预测以及区域对比和试采生产情况得知，该油层在生产过程中出砂严重，油井先期防砂是保证其顺利开发的重要措施之一。
2.埕岛油田生产现状及存在的问题
目前埕岛油田油井防砂多采用金属棉滤砂管防砂，该技术结构简单，技术成熟，但防砂有效期短，作业成本较高，不能适应海上油田生产的需要。由于埕岛油田油井大多为丛式井，井斜一般在45？以上，生产方式采用大排量提液，采油强度高，生产压差大，防砂工艺必须满足高速强采的需要。
该油田开发初期采用多层合采，造成吸水指数高、含水高、油层压力高的油层严重干扰和抑制了潜力油层生产能力的发挥，因此逐步推广分层采油及细分层系采油成为解决问题的重要手段。
3.机械防砂与分层采油一体化技术的构成及工作原理
该技术可对单井实施分两层采油，分层砾石充填，分层防砂管柱与分层采油管柱融为一体，可实现不动管柱换层生产。该技术包括分层防砂技术以及分层采油技术两个方面。
3.1分层防砂技术
3.1.1分层防砂管柱结构
分层防砂管柱主要包括：反洗阀、悬挂充填封隔器、安全接头、信号筛管、生产筛管、充填封隔器等工具。
3.1.2工作原理
井下工具按设计要求下入井内预定位置，投入下层球座钢球，油管正打压，座封封隔器；继续增压打掉下部球座，打开下层充填通道，此时充填管柱内管与上部油层套管连通；加砂开始充填下层，充填砂由下层充填通道进入下层油套环空，携砂液进入筛管，由夹壁腔上行进入封隔器上部的油套环空，形成正循环砾石充填；当充填至信号筛管顶部时，油管内压力开始升高，此时停止加砂，反洗井将油管内的砂子循环至地面，完成下层充填。
再投入上部球座钢球，油管打压，打掉上部球座，打开上部充填通道，充填管柱内管与上部油层套管连通；加砂开始充填上层，充填砂由上层充填通道进入上层油套环空，携砂液进入筛管，由夹壁腔上行进入油套环空返出，形成正循环砾石充填；当充填至信号筛管顶部时，油管内压力开始升高，此时停止加砂，反洗井将油管内的砂子循环至地面，完成上层充填。
最后悬挂充填封隔器丢手，上提油管带出充填管柱内管，内管带动上下两级密封滑套上行，密封上下两级充填通道。
3.1.3特点
该技术对胶结不好、出砂严重的砂岩油藏具有很强的适应能力；两层防砂一次完成，活动件少，施工简便，成功率高；可满足出砂严重井的防砂需要。
3.2分层采油技术
3.2.1管柱结构
管柱主要包括封隔器、分层装置等工具。
分层防砂完成后，按图4所示，将分层采油管柱下至设计位置，向油管内打液压，使分层封隔器丢手，形成分层防砂与分层采油一体化管柱。起出井内油管，下入完井生产管柱，便可形成不动管柱换层生产。
3.2.2工作原理
分层封隔器、分层密封插头和换层工具与分层防砂管柱共同组成了两个分别与上下油层相连的密封腔体A腔和B腔。换层工具下井时，A腔和B腔都与上部套管连通，也就是上下两层合采。当抽油泵生产一段时间，因某一层出水，产出液升高时，可通过套管打液压使分层工具产生轴向位移，关闭B腔实现上层单层生产。如生产几天后含水仍升高，可通过套管打液压关闭A腔，实现下层单层生产。套管再打一次液压，上下两层同时生产，实现合采。这样通过多次换层，便实现了油井找水。
3.2.3特点
该工艺避开了防砂管内空间对分层工具尺寸的限制，降低了砂卡管柱的危险程度；与防砂管柱适应性强，可应用于多种分层防砂管柱；允许存在较大的层间压差；施工简便，成功率高。
4.机械防砂与分层采油一体化技术应用效果预测
4.1埕岛油田油井防砂现状
目前埕岛油田所采用的防砂工艺技术主要有绕丝筛管砾石充填、双层预充填绕丝筛管、整体式金属棉滤砂管、金属毡滤砂管、预充填双层激光割缝筛管和预充填激光割缝筛管砾石充填。
4.1.1砾石充填防砂效果分析
截止到2013年5月，共实施绕丝筛管砾石充填防砂9井次。从油井总体生产情况来看，绕丝筛管砾石充填防砂后效果较好，9口井抽样化验含砂量均在0.03%以下，其中12C-5井最长生产天数为1800多天。绕丝筛管砾石充填防砂具有较高的产能和采液强度，能够实现高速强采、大排量提液的要求，防砂有效期长，作业次数相对减少，从而节约了作业成本，延长了生产时间，经济效益十分显著。
4.1.2存在问题
目前在砾石充填施工中使用的充填工具是皮碗式而不是封隔器式，丢手方式为倒扣丢手而不是液压丢手，在海上油田井斜较大的情况下，丢手和密封都存在一些不安全因素。分层防砂与分层采油一体化技术所使用的充填工具都是封隔器式，可倒扣丢手也可液压丢手，能够承受较高的充填压力，并且允许存在较大的层间压差，可有效解决目前存在的问题。
4.2埕岛油田分层采油现状
目前埕岛海上油田为实现层间接替，减小风险采用一套层系开发。但多层合采，层间存在干扰。随着开采时间的延长，纯油层的压力势必越来越低，与油水过渡带有边底水能量充足的层的压力形成层间差异。油井见水，且见水后含水上升很快。据投产最早射开Ng5+6油水同层的CB12C、CB11E井组10口井统计，无水采油期在8～337天，平均118天。目前，两个井组的平均含水已达48.0%，最高的CB12C-1、-6井和CB11E-3井含水高达85%。另外，多层合采在厚度较大时，不利于发挥层间潜力。
4.2.1分层采油技术效果预测
机械防砂与分层采油一体化技术在有效解决分层防砂问题的同时可进行细分层采油，可有效降低层间差异较大的油层之间的干扰。细分层采油可充分发挥油层的生产潜力，对Ng56-6砂层组的油水同层可与其他层段的油层分隔生产，提高单井控制储量。
5.结论及建议
根据以上针对埕岛海上油田生产情况和现状的分析，机械防砂与分层采油一体化技术具有保证油井稳定生产，控制含水上升，延长防砂有效期，降低层间干扰，提高油层生产潜力，节省作业费用，提高开发效益等特点；可充分挖掘多储层油藏的各个储层的生产能力，达到增产的目的，对高含水层和气窜层进行控制和封堵。
该技术在以下方面仍需改进：
（1）受分层防砂工艺的影响，目前该技术只能对油井进行分两层防砂和生产，需要研制新型防砂工具，改进防砂工艺，提高该工艺的分层数量。
（2）井口套管打压换层时，换层工具是否到达预定位置在地面不能确定，应研制更简便可靠的换层工艺。
参考文献
（1）张淇.采油工程原理及设计，2000年
（2）李学富，侯良华等.绕丝筛管砾石充填防砂技术在埕岛油田的应用及效果分析.渤海湾油气勘探开发工程技术论文集，第六集：94～95
[关键词]防砂；分层采油；埕岛油田；应用
中图分类号：TE935 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0052-01
1.埕岛油田地质概况
埕岛油田位于渤海湾南部的极浅海海域，南界距海岸线3km，与陆上的桩西油田、埕东油田、五号桩油田相邻。该油田自1988年投入开发以来，已发现了明化镇、东营组、沙河街、中生界、古生界、太古界等七套含油层系，形成了以馆陶组为主的亿吨级复式油气田。
馆陶组油层为泥质胶结的高渗透疏松砂岩储集层，平均孔隙度34.5%，平均空气渗透率2711？10-3μm2，泥质含量6.5%，粒度中值0.13mm，胶结类型为接触—孔隙式胶结为主，胶结疏松，成岩性差。由出砂指数、声波时差预测以及区域对比和试采生产情况得知，该油层在生产过程中出砂严重，油井先期防砂是保证其顺利开发的重要措施之一。
2.埕岛油田生产现状及存在的问题
目前埕岛油田油井防砂多采用金属棉滤砂管防砂，该技术结构简单，技术成熟，但防砂有效期短，作业成本较高，不能适应海上油田生产的需要。由于埕岛油田油井大多为丛式井，井斜一般在45？以上，生产方式采用大排量提液，采油强度高，生产压差大，防砂工艺必须满足高速强采的需要。
该油田开发初期采用多层合采，造成吸水指数高、含水高、油层压力高的油层严重干扰和抑制了潜力油层生产能力的发挥，因此逐步推广分层采油及细分层系采油成为解决问题的重要手段。
3.机械防砂与分层采油一体化技术的构成及工作原理
该技术可对单井实施分两层采油，分层砾石充填，分层防砂管柱与分层采油管柱融为一体，可实现不动管柱换层生产。该技术包括分层防砂技术以及分层采油技术两个方面。
3.1分层防砂技术
3.1.1分层防砂管柱结构
分层防砂管柱主要包括：反洗阀、悬挂充填封隔器、安全接头、信号筛管、生产筛管、充填封隔器等工具。
3.1.2工作原理
井下工具按设计要求下入井内预定位置，投入下层球座钢球，油管正打压，座封封隔器；继续增压打掉下部球座，打开下层充填通道，此时充填管柱内管与上部油层套管连通；加砂开始充填下层，充填砂由下层充填通道进入下层油套环空，携砂液进入筛管，由夹壁腔上行进入封隔器上部的油套环空，形成正循环砾石充填；当充填至信号筛管顶部时，油管内压力开始升高，此时停止加砂，反洗井将油管内的砂子循环至地面，完成下层充填。
再投入上部球座钢球，油管打压，打掉上部球座，打开上部充填通道，充填管柱内管与上部油层套管连通；加砂开始充填上层，充填砂由上层充填通道进入上层油套环空，携砂液进入筛管，由夹壁腔上行进入油套环空返出，形成正循环砾石充填；当充填至信号筛管顶部时，油管内压力开始升高，此时停止加砂，反洗井将油管内的砂子循环至地面，完成上层充填。
最后悬挂充填封隔器丢手，上提油管带出充填管柱内管，内管带动上下两级密封滑套上行，密封上下两级充填通道。
3.1.3特点
该技术对胶结不好、出砂严重的砂岩油藏具有很强的适应能力；两层防砂一次完成，活动件少，施工简便，成功率高；可满足出砂严重井的防砂需要。
3.2分层采油技术
3.2.1管柱结构
管柱主要包括封隔器、分层装置等工具。
分层防砂完成后，按图4所示，将分层采油管柱下至设计位置，向油管内打液压，使分层封隔器丢手，形成分层防砂与分层采油一体化管柱。起出井内油管，下入完井生产管柱，便可形成不动管柱换层生产。
3.2.2工作原理
分层封隔器、分层密封插头和换层工具与分层防砂管柱共同组成了两个分别与上下油层相连的密封腔体A腔和B腔。换层工具下井时，A腔和B腔都与上部套管连通，也就是上下两层合采。当抽油泵生产一段时间，因某一层出水，产出液升高时，可通过套管打液压使分层工具产生轴向位移，关闭B腔实现上层单层生产。如生产几天后含水仍升高，可通过套管打液压关闭A腔，实现下层单层生产。套管再打一次液压，上下两层同时生产，实现合采。这样通过多次换层，便实现了油井找水。
3.2.3特点
该工艺避开了防砂管内空间对分层工具尺寸的限制，降低了砂卡管柱的危险程度；与防砂管柱适应性强，可应用于多种分层防砂管柱；允许存在较大的层间压差；施工简便，成功率高。
4.机械防砂与分层采油一体化技术应用效果预测
4.1埕岛油田油井防砂现状
目前埕岛油田所采用的防砂工艺技术主要有绕丝筛管砾石充填、双层预充填绕丝筛管、整体式金属棉滤砂管、金属毡滤砂管、预充填双层激光割缝筛管和预充填激光割缝筛管砾石充填。
4.1.1砾石充填防砂效果分析
截止到2013年5月，共实施绕丝筛管砾石充填防砂9井次。从油井总体生产情况来看，绕丝筛管砾石充填防砂后效果较好，9口井抽样化验含砂量均在0.03%以下，其中12C-5井最长生产天数为1800多天。绕丝筛管砾石充填防砂具有较高的产能和采液强度，能够实现高速强采、大排量提液的要求，防砂有效期长，作业次数相对减少，从而节约了作业成本，延长了生产时间，经济效益十分显著。
4.1.2存在问题
目前在砾石充填施工中使用的充填工具是皮碗式而不是封隔器式，丢手方式为倒扣丢手而不是液压丢手，在海上油田井斜较大的情况下，丢手和密封都存在一些不安全因素。分层防砂与分层采油一体化技术所使用的充填工具都是封隔器式，可倒扣丢手也可液压丢手，能够承受较高的充填压力，并且允许存在较大的层间压差，可有效解决目前存在的问题。
4.2埕岛油田分层采油现状
目前埕岛海上油田为实现层间接替，减小风险采用一套层系开发。但多层合采，层间存在干扰。随着开采时间的延长，纯油层的压力势必越来越低，与油水过渡带有边底水能量充足的层的压力形成层间差异。油井见水，且见水后含水上升很快。据投产最早射开Ng5+6油水同层的CB12C、CB11E井组10口井统计，无水采油期在8～337天，平均118天。目前，两个井组的平均含水已达48.0%，最高的CB12C-1、-6井和CB11E-3井含水高达85%。另外，多层合采在厚度较大时，不利于发挥层间潜力。
4.2.1分层采油技术效果预测
机械防砂与分层采油一体化技术在有效解决分层防砂问题的同时可进行细分层采油，可有效降低层间差异较大的油层之间的干扰。细分层采油可充分发挥油层的生产潜力，对Ng56-6砂层组的油水同层可与其他层段的油层分隔生产，提高单井控制储量。
5.结论及建议
根据以上针对埕岛海上油田生产情况和现状的分析，机械防砂与分层采油一体化技术具有保证油井稳定生产，控制含水上升，延长防砂有效期，降低层间干扰，提高油层生产潜力，节省作业费用，提高开发效益等特点；可充分挖掘多储层油藏的各个储层的生产能力，达到增产的目的，对高含水层和气窜层进行控制和封堵。
该技术在以下方面仍需改进：
（1）受分层防砂工艺的影响，目前该技术只能对油井进行分两层防砂和生产，需要研制新型防砂工具，改进防砂工艺，提高该工艺的分层数量。
（2）井口套管打压换层时，换层工具是否到达预定位置在地面不能确定，应研制更简便可靠的换层工艺。
参考文献
（1）张淇.采油工程原理及设计，2000年
（2）李学富，侯良华等.绕丝筛管砾石充填防砂技术在埕岛油田的应用及效果分析.渤海湾油气勘探开发工程技术论文集，第六集：94～95