淺析油井出砂的危害及防砂技術(shù)

摘 要：我國是一個(gè)能源消耗量巨大的國家，因此做好石油的開采工作，不僅僅能夠繼續(xù)促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也能夠使我國的能源供應(yīng)的戰(zhàn)略更具安全性。在石油的開采過程中，面臨的最突出問題就是油井的出砂問題，出砂問題的出現(xiàn)不但會(huì)對(duì)油井造成極大的危害，同時(shí)還會(huì)影響石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，應(yīng)做好油井的防砂工作。文章對(duì)油井出砂的危害、油井出砂的機(jī)理以及現(xiàn)階段油井的主要防砂技術(shù)三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討，從而詳細(xì)的論述了我國油井的防砂工作。

關(guān)鍵詞：油井開發(fā)；出砂危害；防砂技術(shù)

1 油井出砂的危害

在不斷開發(fā)油田的過程中，隨著地層的能量越來越低，就暴露出了明顯的油井出砂的問題，而油井的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)又是十分薄弱的，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的出砂現(xiàn)象，而一旦砂進(jìn)入到了井筒之中，還會(huì)導(dǎo)致泵無法工作以及油井砂埋等問題，并且當(dāng)出砂問題較為嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)大大的提升后續(xù)油井開發(fā)工作的難度，從而降低油田的最終采收率，油井出砂的危害主要體現(xiàn)為以下三個(gè)方面：（1）如果在開始沒有有效的進(jìn)行防砂工作，那么出砂的問題就會(huì)越來越嚴(yán)重，大大的影響油田的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)；（2）當(dāng)出現(xiàn)了油井出砂問題時(shí)，會(huì)有很多油井停止工作，那么就會(huì)增加油井維護(hù)的工作量，同時(shí)還會(huì)提升其維護(hù)的難度；（3）油井所采用的抽油泵類型較為單一，其是無法滿足出砂井的舉升需求的。

2 油井出砂的機(jī)理

地層有弱膠結(jié)問題時(shí)會(huì)導(dǎo)致出砂。一般情況下，此類出砂問題通常都是發(fā)生在油井生產(chǎn)的初期階段或是關(guān)井后的第二個(gè)生產(chǎn)周期，當(dāng)?shù)貙拥哪z結(jié)能力較弱時(shí)，那么剪切力就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于張應(yīng)力，從而導(dǎo)致大量出砂現(xiàn)象。如果地層不具備較強(qiáng)的膠結(jié)能力，那么即使是較小的采液強(qiáng)度，也是會(huì)導(dǎo)致油井出砂問題的出現(xiàn)的。

中等膠結(jié)強(qiáng)度的易出水地層。在最初進(jìn)行開采工作時(shí)，此類油井是不會(huì)出現(xiàn)出砂的現(xiàn)象的，而隨著地層的不斷出水，出砂現(xiàn)象也就出現(xiàn)了。地層有弱膠結(jié)問題時(shí)會(huì)導(dǎo)致出砂。導(dǎo)致此現(xiàn)象出現(xiàn)的原因?yàn)殡S著地層的不斷出水，原有固結(jié)砂粒的毛管力就會(huì)逐步消失，在地層的流體作用下，地層砂就會(huì)被剪碎，而切應(yīng)力又是越來越大的，所以，油井出砂的問題也會(huì)越來越明顯。

隨著油藏壓力的不斷下降，膠結(jié)性較好的地層也會(huì)出現(xiàn)出砂的現(xiàn)象。如果主應(yīng)力是非常大的，那么在油藏壓力不斷降低的過程中，膠結(jié)強(qiáng)度較高的地層就會(huì)出現(xiàn)出砂的現(xiàn)象，并且與膠結(jié)強(qiáng)度較弱的地層相比，其出砂的狀況是較差的，同時(shí)也可能是時(shí)斷時(shí)續(xù)的發(fā)生出砂現(xiàn)象的。

3 現(xiàn)階段油井的主要防砂技術(shù)

3.1 機(jī)械防砂技術(shù)

通常情況下，在油井的防砂工作中我們普遍采用兩種防砂技術(shù)，第一種就是防砂管柱技術(shù)，在應(yīng)用這種技術(shù)時(shí)，應(yīng)在采油泵的下端掛接一些防砂設(shè)備，如多層篩管、繞絲篩管以及割縫襯管等，這樣就會(huì)將地層砂阻擋開來，將其隔離在采油泵之外。這種技術(shù)應(yīng)有起來操作方便，在防止中粗砂巖層的出砂問題時(shí)有明顯的效果，但是容易導(dǎo)致細(xì)砂井堵塞，并且會(huì)影響采油泵的使用壽命；第二種則是對(duì)第一種技術(shù)的改進(jìn)和完善，其先將防砂管柱下到油井中，之后進(jìn)行充填作業(yè)，從而形成一個(gè)多級(jí)的濾砂屏障，有效的防止出砂，通常采用果殼、礫石或是陶粒作為充填物，這種防砂技術(shù)的應(yīng)用效果較好，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到熱采井、垂直井以及細(xì)中砂巖地層中的防砂工作中了。

3.2 化學(xué)防砂技術(shù)

這一防砂技術(shù)的核心內(nèi)容就是向地層中注入一定數(shù)量的化學(xué)劑或是砂漿與化學(xué)劑的混合物，有針對(duì)性的提高地層的強(qiáng)度，以起到固結(jié)地層的作用。這一防砂技術(shù)也分為兩種方法，分別為人工膠結(jié)地層法和人工井壁法，前者是指向地層中擠入樹脂等化學(xué)防砂劑，從而有效的固結(jié)地層；而后者則是在井筒的周圍地層中注入水泥砂漿、樹脂砂漿、乳化水泥、水帶干灰砂以及頂涂層礫石等物質(zhì)，固結(jié)后就會(huì)形成一個(gè)具有較好滲透性和較高強(qiáng)度的井壁，從而起到防砂的作用，這一方法不受套管的限制，并且對(duì)于因?yàn)槌錾岸斐傻奶澘站蟹浅：玫姆郎靶ЧＴ趹?yīng)用化學(xué)防砂技術(shù)時(shí)，必須保證固井具有較好的質(zhì)量，嚴(yán)禁出現(xiàn)套管外串的現(xiàn)象，在具有較均勻滲透率的薄層段地層防砂工作中更適合應(yīng)用化學(xué)防砂技術(shù)。采用化學(xué)防砂技術(shù)時(shí)，施工后在井內(nèi)不會(huì)留下雜物，并且可以應(yīng)用在具有異常高壓的井層中，而其最大的缺點(diǎn)就是會(huì)影響地層的滲透率。

3.3 復(fù)合防砂技術(shù)

這一技術(shù)就是將機(jī)械防砂技術(shù)和化學(xué)防砂技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有效的結(jié)合，首先是利用化學(xué)防砂技術(shù)在油井地層的周圍形成一個(gè)具有較好滲透性的人工井壁，然后是利用機(jī)械防砂技術(shù)再形成一個(gè)二次擋砂屏障，從而起到雙保險(xiǎn)的防砂效果。這一防砂技術(shù)的防砂效果更好，并且使用時(shí)間也更長，并且適用性強(qiáng)，在任何復(fù)雜條件下的油井中都可以采用復(fù)合防砂技術(shù)，但是與單一的機(jī)械防砂技術(shù)和化學(xué)防砂技術(shù)相比，其施工的成本較高，并且工藝較為復(fù)雜，如果采用機(jī)械防砂技術(shù)或是化學(xué)防砂技術(shù)沒有取得理想的防砂效果，那么才建議采用這種防砂技術(shù)。

3.4 現(xiàn)階段應(yīng)用較廣泛的防砂新技術(shù)

（1）壓裂充填防砂技術(shù)。通常情況下，這一防砂新技術(shù)主要應(yīng)用在高滲透疏松砂巖油層的防砂工作中，這類油藏的開發(fā)時(shí)間是很長的，在長期沖刷和溶蝕油層膠結(jié)物的過程中，就會(huì)逐步的降低油層的膠結(jié)強(qiáng)度，當(dāng)油藏開發(fā)進(jìn)入到中后期的階段時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)油田的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，就必須提高油田的開采速度，那么油層的出砂現(xiàn)象也會(huì)越來越明顯。而為了更好的實(shí)現(xiàn)油田的穩(wěn)產(chǎn)，同時(shí)保證油井的防砂效果，就應(yīng)將壓裂和砂石充填防砂技術(shù)緊密的結(jié)合起來，具體的工作原理是用人工壓裂的方式在油層內(nèi)形成一個(gè)高導(dǎo)流裂縫，使流動(dòng)的阻力得到降低，在增加油田產(chǎn)能的同時(shí)也有效的阻止出砂問題。在裂縫內(nèi)充填礫石后，也會(huì)形成一個(gè)人工的井壁，其便能夠起到多級(jí)分選和過濾的功能，壓裂充填防砂技術(shù)很好的兼顧了保證油井產(chǎn)能和濾砂、擋砂的功能，其主要分為隨著壓裂的施工過程進(jìn)行的地層尾追涂層礫石和采取套管內(nèi)礫石充填工藝兩種方法；（2）防排結(jié)合的治砂技術(shù)。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，人們的防砂觀念也發(fā)生了很大變化，現(xiàn)階段油井的防砂工作已經(jīng)向著防砂和排砂相結(jié)合的方面發(fā)展。出砂井的地層通常會(huì)析出地層骨架砂和游離砂兩種砂，其中，游離砂對(duì)提高油井的產(chǎn)生還是很有利的。近些年來，我國的港東油田對(duì)稀油油藏選取排量與地層供液能力相適應(yīng)的螺桿泵排砂生產(chǎn)，螺桿泵具有攜砂能力強(qiáng)、耐磨能力強(qiáng)以及運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，并且其對(duì)于地層出細(xì)粉砂的油藏也有著重要的意義，采用化學(xué)防砂技術(shù)時(shí)無法有效的控制這類油藏的滲透率，采用機(jī)械防砂技術(shù)則容易出現(xiàn)管柱堵塞的問題。

通過以上的論述，文章對(duì)油井出砂的危害、油井出砂的機(jī)理以及現(xiàn)階段油井的主要防砂技術(shù)三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。油井的防砂工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在長期的實(shí)踐和總結(jié)的過程中，我國油井的防砂技術(shù)已經(jīng)得到了極大的發(fā)展，油井的防砂技術(shù)也不再是傳統(tǒng)的維護(hù)性措施了，并且已經(jīng)逐步的轉(zhuǎn)變?yōu)橛途霎a(chǎn)和防砂相同步的進(jìn)攻型配套設(shè)施。在油井出砂的工作現(xiàn)場，應(yīng)詳細(xì)的分析不同開發(fā)階段油層出砂的機(jī)理和發(fā)展趨勢，采用有針對(duì)性的防砂技術(shù)，從而充分地保證油井的防砂效果。

參考文獻(xiàn)

[1]饒遠(yuǎn)輝.綜合防砂技術(shù)在超稠油開發(fā)中的應(yīng)用探討[J].中國石油化工標(biāo)準(zhǔn)，2013.

[2]郎帆.有桿泵高效攜砂采油配套技術(shù)及應(yīng)用研究[J].石油礦場機(jī)械，2011.

[3]吳志勇.油井細(xì)粉砂防砂工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油礦場機(jī)械，2007.

[4]孫勇.高壓充填防砂配套工藝技術(shù)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011.

[5]徐建忠.超深稠油出砂機(jī)理研究及配套防治對(duì)策進(jìn)展[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010.