孤東油田稠油井開采的配套工藝

摘要 本文從稠油區塊的特征出發，結合生產及開采工藝現狀，剖析了注汽效果、防砂效果和完井效果的影響因素、從挖掘工藝措施潛力的角度入手，闡述了孤東油田稠油井工藝措施實施的現狀，就稠油開采中的降低注，氣壓力，提高防砂效果和完井工藝進行了討論。

關鍵詞 稠油；作業；注汽；防砂；完井

孤東稠油油藏為館陶組油藏，油層深度一般在1200一1400米之內，厚度在3—15米，油層巖石膠結疏松，泥質、蒙脫石含量高，滲透率一般在O.2—2.Oum2。共有紅柳油田墾東521塊、墾東53塊、墾92塊、九區西、四區西、外圍零星塊新灘油田、孤東821塊等8個單元，地質儲量2466萬噸，開發潛力大，但開發過程中受到出砂、油稠的影響，開采難度大，給開采工藝的實施提出了較高的要求。隨著孤東油區整體進入特高含水期深度開發階段，稠油開發已經成為重要產能接替陣地。2002年稠油開采一直穩定在每年30萬噸以上，2008年以來孤東油田已經形成了稠油開采的配套工藝稠油目前年產量達53萬噸。

一、注汽工藝

1，注汽工藝的原理

注蒸汽處理油層技術采油方法提高油井產量和油層采收率的主要原因是通過蒸汽將熱力學能提供給油層巖石和流體，一方面使油層原油的粘度大大降低，增加原油的流度；另一方面原油受熱后發生體積膨脹，可減少最終的殘余油飽和度。注氣工藝由于其見效快，容易控制，工作靈活，所以該技術的研究和應用在國內外油田得到了較快的發展。

蒸汽吞吐是在同一口井中注蒸汽和采油，所以又叫做單井吞吐采油，在單井吞吐采油的每一個吞吐周期中可分為注汽、燜井和生產三個階段。

(1)注汽階段

由鍋爐產生的高溫高壓蒸汽，經地面管線由井口沿井筒注入油層，在這一階段中主要控制注汽量、注汽速度、注汽壓力和注汽干度四個參數。

(2)燜井階段

燜井是指注入蒸汽后停注關井，使蒸汽與油層巖石和流體進行熱交換的過程。燜井時間的長短也是影響蒸汽吞吐效果的一個重要因素。

(3)生產階段

燜井結束后，開井進行生產，生產方式多種多樣，采用何種方式主要以最大限度的利用熱力學能和提高吞吐周期的產油量為目標。

2，提高注汽工藝的方法

注汽質量的好壞直接影響稠油井作業的成功與否。為了進一步提高稠油井作業效果，可采取以下方法提高注汽質量提高產量。

a，降低注汽壓力

由于注汽壓力主要消耗在近井地帶。而孤東油田地層致密，泥質含量高，出砂嚴重，造成油層堵塞。作業施工中主要采用混排、射流解堵和振蕩解堵工藝。

混排施工是以排除井壁附近的污染物為目的，要求舉通井筒，直到排凈為止，從而造成地層虧空，為下一步防砂做好基礎。

射流解堵是采用高壓水對射孔炮眼和近井帶高強堵塞物進行沖洗清除。

振蕩解堵是通過地面水泥車向井下振源提供25Mpa以上的高壓，振動器在油層井段周而復始的產生低頻、高幅的水力沖擊波，通過振動波能量在地層中的傳播衰減達到疏通油層孔道、恢復油層滲透率的目的。

b，把好化學解堵關

注汽前擠入驅油劑和防膨劑是降低注汽壓力關鍵的一點。驅油劑可降低油水截面張力，形成水包油型乳狀液，降粘率大97％以上；驅油劑和還可改變巖石表面的性質、剝離掉近井帶堵塞物，降低流動阻力。

c，提高注汽干度和注汽總量。

目前，根據鍋爐的能力，注汽干度控制在70-72％左右，注汽總量設計按300-500n屯／米油層，注汽溫度350℃，排量大干5t／h。

二、防砂工藝

1，地層出砂的危害

孤東油田稠油油層埋藏淺，一般在1500m左右，泥質膠結疏松，地層易出砂。隨著油井開采，地層虧空嚴重，含水上升，加劇出砂。危害主要表現在以下三個方面：

(1)減產或停產作業：油水井出砂，最容易造成砂埋油層、油管砂堵、地面管匯積砂。

(2)地面和井下設備腐蝕：由于油井產出流體中含有地層砂，而地層砂的主要成分是二氧化硅，硬度高，是一種破壞性很強的腐蝕劑，能使抽油泵閥座磨損而密封不嚴，柱塞和泵缸拉傷，使得油氣井不得不停產進行作業。

(3)套管損壞，油水井報廢。最嚴重的情況是隨著地層出砂量的不斷增加，套管外的地層虧空越來越大，到一定程度，往往會導致突發性的地層坍塌，套管因受力失去平衡而產生變形。

2，復合防砂工藝機理

針對孤東油區泥質疏松，出砂嚴重的特點，研制了一系列的防砂工藝，稠油井主要采用繞絲防砂高溫固紡+繞絲防砂的復合防砂。

(1)高溫固結砂防砂原理

無機高溫相變固結砂，是利用C—S—H凝膠的膠結作用，通過改性處理，使防砂材料在中低溫下能夠膠結，將這種砂用攜砂液泵入油層出砂部位，在高溫下發生有利的反應，產生較高的膠結強度達到防砂的目的。它與常規化學防砂工藝相比，具有長期的穩定性和耐久性，且不傷害地層，特別適合稠油熱采井的防砂處理。

(2)繞絲礫石循環充填原理

繞絲篩管礫石循環充填防砂使由不銹鋼絲繞成縫隙均勻的篩網，套在帶孔的中心管上焊接成繞絲篩管，同油管、充填轉換工具、封隔器一起下入井內，對準油層，然后從地面將篩選好的0.4-0.8mm的石英充填砂由攜砂液帶到篩管與套管環形空間，完成礫石充填，從而形成礫石環形帶擋住油層砂，而繞絲篩網又擋住充填的礫石，形成一個二級防砂屏障。

(3)繞絲高壓充填原理

繞絲高壓充填工藝是將礫石、石英砂、以大排量的攜砂液，帶到油氣井產層管外的虧空處和繞絲與套管的環形空間，經沉淀、高壓壓實形成的高效能擋砂網。繞絲高壓充填工藝，在減少作業時間、降低消耗的同時，擴大了充填體積，壓實充填砂體，形成高導流支撐帶，降低了生產壓差和原油的流動阻力，實現了既能防砂又能增產的目的。

稠油井在注汽前首先利用高溫固結砂防砂，形成有一定滲透能力的人工井壁，注汽后對于出砂不嚴重、油層厚度大的油井利用繞絲礫石循環充填工藝，對于相對虧空的，地層出灰漿的稠油井采用注汽后繞絲高壓充填工藝，防砂處理半徑1.2-1.5m，在地層附近形成人工井壁，遮擋灰漿和地層粉細砂的進入，增加了近井地帶的滲透率，降低了生產壓差，有效了提高防砂周期。根據2005年2008年以來的防砂統計，稠油井共防砂520井次，90天成功率達到了93％以上，有效的提高了稠油井的開采量。

三、完井工藝

上述的注汽工藝和防砂工藝只是保證了所開采的原油流到井底，所以完井工藝只需通過井筒降粘技術使得井筒中的流體保持低粘度，達到改善井筒流體的流動條件，緩解抽油設備的不適應性，來提供稠油的開發效果。針對孤東油田的實際情況，主要采用了電熱桿加熱工藝、空心抽油桿開式熱流體循環工藝、稠油摻水工藝和螺桿泵工藝對稠油進行開采。

1，電熱桿加熱工藝

電熱桿降粘技術是利用電熱桿將電能轉化為熱力學能，提高井筒生產流體溫度，以降低其粘度和改善其流動性。其工作原理為交流電從懸接器輸送導電熱桿的終端，使得空心抽油桿內的電纜發熱或利用電纜線與空心抽油桿體形成回路，將空心抽油桿體加熱，通過傳熱提高井筒生產流體的溫度，降低粘度，改善其流動性。其優點是全井加熱，熱效高，加熱1—2小時，可以開井。目前主要應用于K92、GD827區塊和新區。

2，空心抽油桿開式熱流體循環工藝

空心抽油桿開式熱流體循環工藝是將空心抽油桿與地面摻熱流體管線連接，熱流體從空心抽油桿注入，經桿底部閥流到油管內與油層采出流體混合后一同舉升到地面。

3，泵上摻水工藝

泵上摻水工藝是采用Y211封隔器在套管內座封，形成兩條通道，污水從井口由油套環形空間注入，經泵上連接的篩管進入泵上，液體(包括油層采出的液體和摻入污水)被舉升到地面，從而達到稀釋降粘的作用。是巾高含水期開發油田較好的機采工藝。稠油井主要采用泵上摻水工藝，對部分邊部和粘度較高的稠油井配套了單井加熱爐，提高了摻水溫度，提高了工藝的適用范圍，目前該工藝在KD521、KD53、KD60、九區、四區等區塊應用效果良好。

四、結論及建議

通過對稠油井作業工藝的分析和探討，得出以下結論：

1，搞好作業措施和油井井況、地層原油物性的有機結合。

2，做好注汽工藝、防砂工藝和完井工藝的綜合措施制定。

3，作業施工中嚴格工序質量標準，有效提高作業質量。