排砂采油工藝的運用

摘要：排砂采油工藝是指通過采出液與動力液之間的能量轉換以達到排砂采油目的的新型工藝。這種工藝能夠將油層中的散砂排出井外，降低了井內的阻塞度。本文著重分析了排砂采油工藝的結構、原理和應用前景，并提出了應用時應當注意的問題及應對方法。

關鍵詞：排砂采油砂巖油藏管道阻塞

1 概述

我國東部地區油區的油藏大多是疏松的砂巖油藏，這種油藏埋藏較淺，由于疏松的特性而極易出沙。傳統的機械防砂工藝都或多或少的影響了近井部分的油層，降低了近井油層的滲透度，從而縮減了油井的產量。排砂采油工藝是最新的科學成就，不僅不會造成油井的再次堵塞，還能起到減少堵塞的作用，極大程度上緩解先前由于不當使用機械防砂工藝或化學防砂工藝所造成的惡果，減少對地層的傷害。

2 排砂采油工藝的結構分析

排砂采油裝置主要是由井口裝置、井下雙管管柱排砂采油裝置和水力噴射泵三部分組成的，裝置的簡易圖如下：

2.1 井口裝置

排砂采油工藝需要安裝其專用的井口裝置，這種井口裝置不僅要連接井筒內部的動力液管，還要連接油套的環形空間，使得井口裝置可以在油井作業的時候起到平衡油井內壓力的作用。

2.2 井下雙管管柱排砂采油裝置

井下雙管管柱排砂采油裝置是由動力液管、油管錨、混合液管等裝置組成的，它分為同心管柱和平行管柱兩大類。同心管柱主要適用于小型的套管，它的混合液管和動力液管同心位于井筒內。平行管柱主要適用于大型的套管，混合液管和動力液管平行位于井筒內。

2.3 水力噴射泵

水力噴射泵可以測取液面，監督井內壓力的變化。這一技術的發明克服了傳統上的水利射流泵所必備的利用油管傳送動力液、利用油套的環形空間傳送混合液的缺點，使監測液面變成可能。新式的水力噴射泵主要由密封環、噴嘴、擴散管、喉管、工作腔、尾管等部分組成。

3 排砂采油工藝的原理、特點和適用范圍

3.1 排砂采油工藝的原理

排砂采油工藝的工作原理是以高壓水為動力液，動力液可以驅動井下的排砂采油裝置，通過動力液與采出液之間能量的轉換以達到排砂采油的目的。動力液到噴嘴口時由高壓噴頭變為高速噴頭，噴射液可以將地層中的流體物質與地層砂匯集于匯集室內并吸入喉管，這些物質在喉管內混合成混合液，動力液賦予地層中的流體物質以動力，因此混合液將由速度頭變為壓力頭，并將地層中的流體物質，如水、砂、地層油等物質排至地面。投泵時，動力液就由投泵的四通處經過混合液管把噴嘴等物帶到井下的固定位置；而起泵時，動力液就經由油、套的環形空間流入井底，把水力噴射泵需要更換的部分經由混合液管帶到投泵的四通處進行檢修。

3.2 排砂采油工藝的特點

新式的排砂采油工藝與傳統的水力噴射泵采油工藝相比有其獨特的特性，有著無可比擬的優越性。

3.2.1 排砂采油工藝排砂、攜砂能力更強。當地層中的流體物質被舉升的時候，由于排砂采油工藝裝置的特殊性，導致地層中的流體物質自進入尾管后便在井筒內大幅提升沉降速度，甚至是砂子沉降速度的兩倍之多，因此，可以有效地阻止地層砂的下降。

3.2.2 排砂采油裝置的井壁沒有遮擋物。油層的近井地區的流砂和阻塞物伴隨著地層中流體物質一起涌入井筒內，從而疏通油層和炮眼的阻塞情況，有效地恢復地層本身的滲透性，甚至可以提升地層的滲透性，大幅提高油井的總產量。

3.2.3 排砂采油工藝的液流穩定性強。排砂采油工藝沒有類似傳統油泵采出液般的脈沖，因此具有更加穩定的地下壓力場，有效地減少了地層的出砂數量。

3.2.4 排砂采油裝置無運行件。檢查排砂采油裝置的時候不需要像以前一樣耗費大量的人力物力，只需更換密封環、噴嘴和喉管即可，降低了施工的難度與危險性，維護更加方便簡單，維修的費用低廉。

3.2.5 排砂采油裝置不會形成埋砂油層。排砂采油裝置的尾管下降到油層的中下部分，可以使全部的地層出砂隨采出液排至地面。

3.2.6 排砂采油裝置在井下沒有放置封隔器，因此可以隨時錄取動液面、套壓等動態資料，便于地面上的工作人員監督井下作業，及時分析、應對狀況。而傳統的水力噴射泵采油工藝則放置有封隔器，因而無法進行上述監督行為。

3.2.7 排砂采油工藝對油層毫無污染，更減少了阻塞性傷害。排砂采油工藝采用動力液作為起泵動力，大大方便了工作人員調整參數，使得施工變的簡單而可靠，運行費用低，免修期長，綜合性經濟效益明顯。

3.3 排砂采油工藝的適用范圍

3.3.1 排砂采油工藝適應于各種出砂類的油藏，但是對于油層中膠結物較少，出砂極為嚴重，地層砂類似于流砂性質的油井和地層虧空比較嚴重，上層的覆蓋層破壞較為嚴重的油井就必須進行油層填充。油層填充可以對地層的上覆蓋層進行有效地支撐，填充的沙礫直徑可以擴大至足以讓地層的粉細砂流出的程度，最后使用排砂采油工藝進行排砂采油。

3.3.2 對于那些經受機械防砂嚴重損壞的油井，也可以采用排砂采油工藝進行采油，但是需先將防砂管柱取出。

3.3.3 排砂采油工藝一般適用于一百三十九毫米及其以上的套管完井，包括斜井和直井，該井井深應在兩千米以內，無破裂、錯斷、變形現象。

3.3.4 該工藝也適用于常規稠度的稠油油井、高含蠟的油井和偏磨井。

4 排砂采油工藝的應用前景及需要注意的問題

4.1 排砂采油工藝的應用前景

4.1.1 排砂采油工藝施工工藝相對簡單，只需要工作人員在清掃井筒后依次放入尾管、“三液”轉換器、油管錨、混合液管、動力液管和井下水泵組等部件，最后安裝上排砂采油工藝所專用的井口裝置，然后就可以投入使用了。排砂采油工藝所用的混合液、動力液都可以反復多次使用，投產一次費用相對較低。井下的水力噴射泵并不需要更換作業，大大延長了油井的免修時間，減少了維護所消耗的費用。

4.1.2 使用排砂采油工藝之后油井的日產油量和日產液量是傳統采油工藝的十二倍，具有很強大的生產潛力，外加適用范圍廣，可以迅速提高生產力。

4.1.3 基于排砂采油工藝的優勢，筆者可以預見排砂采油工藝完全能夠以較小的投入帶來豐厚的經濟效益。排砂采油工藝與傳統的采油工藝相比，一次性的投產費用至少可以降低二十萬元，而維護費用更是低至三萬元左右，不到傳統采油工藝的十分之一。

4.2 排砂采油工藝在應用中需要注意的問題

4.2.1動力液管阻塞問題。排砂采油工藝中的動力液是由油田污水組成的，水質極差。因此，泵筒和動力液管柱很容易因結垢而阻塞，從而影響井下作業。在實際操作中，有部分油井已經有結垢現象產生，這些結垢現象主要出現在動力液與地層產液交匯的地方。

4.2.2 混合液管阻塞問題。由于混合液管中攜帶有大量的地層砂，如果供水系統出現問題，動力液的來源突然被切斷，砂子就會下沉，極易造成使用同心管的排砂采油裝置中的混合液管阻塞。因此，在動力液停止供給之前，工作人員必須先清洗井筒內部的砂子，清洗完畢之后再停止供水并處理問題，這一點在生產初期尤為重要。

4.2.3 地面砂子阻塞問題。隨著排砂采油工藝的不斷應用，油田集輸系統也容易形成砂子堆積問題，給集輸系統的管理帶來了困難。因此，當排砂采油工藝在一片地區廣為應用時，應當適當增加地面上的排砂裝置，以確保油田中的集輸系統可以正常運行。

5 結語

排砂采油工藝可以以對油田最小的傷害帶來最高的經濟效益，在應用這一工藝之前應當先對油藏進行深入分析，觀察其是否能夠適用，并確定最佳的設計構想。

參考文獻：

[1]胡連印.沈秀通.胡國元.出砂油井攜砂生產技術[J].石油鉆采工藝.1999.21.

[2]張衛東.疏松砂巖儲層粒度分形分布研究及應用[J].石油鉆探技術.2003.31.

[3]穆龍新.李國誠.關于稠油有限排砂采油方法的探索[J].鉆采工藝.2003.26.