老井防砂完井技術分析研究

劉言理（大港油田公司 石油工程研究院，天津 300280）

1 出砂機理研究

在疏松油藏中，在將地層流體采出地面的同時也攜帶了大量地層砂，會堵塞管道，磨損地面和井底設備[1]，增加施工成本。油井出砂的過程機理:地層中的巖石受流體和固體壓力作用下逐漸破碎，破碎成小顆粒的巖石隨地層流體經過油管被舉升到地面，在此期間可能在井筒中的工具處堆積。在此期間也存在著流體相的變化，特別是水錐進現象，對出砂情況產生重大影響。

目前針對水錐進現象和出砂直接的關系眾說紛紜。很大一部分人持如下觀點:地層疏松后會出現親水現象。這種現象的存在對砂子向一起聚集提供了極大的好處，從而使水錐進現象更加嚴重。從根本上講，地層含水飽和度低則毛管壓力強，地層含水飽和度高則毛管壓力弱，地層不含水則不涉及毛管壓力，可認為只存在一種流體。也有人認為，油層出水現象不利于提高油水直接的相互滲透，為了增加油氣產量，油田公司提高壓降，這會導致地層出砂。此外，地層出水具有一定的粘度，增加了地層砂在運移過程中的阻力。總而言之，目前關于油層出水和出砂二者之間的關系還有待進一步研究。

2 老井防砂完井措施分析

當地層中的巖石受內應力影響破碎有出砂或固體相時，油田公司可以采取相應措施使井內流體流動速度下降，這樣砂子就無法隨流體流動運移。同時，也可以設置篩管，阻擋地層砂進入井筒和油管中。在防止砂子出現移動的同時，我們不能對油井的產量產生較大的影響。目前，油田公司采用的防砂方式以機械防砂為主:套管內循環充填、套管外擠壓充填、裸眼礫石充填等。針對疏松程度一般的儲層，我們也可采用無篩管完井。目前化學防砂完井應用也越來越多，利用膠結砂支撐劑支撐井眼附近油層，同時膠結砂的滲透性較大，完全能確保地層流體的順利進入井筒。當油井生產一段時間后，地層壓力溫度發生變化，最初采取的防砂完井技術防砂效果將會下降，比如，開始采用裸眼篩管完井技術的油井在開采一段時間后，篩管變形，縫隙變大，地層砂就會進入井筒，最終導致出砂現象的產生。

油井發生出砂時，油田公司在采取防砂的同時一般會考慮整個工程的施工成本。當油層產量較大且生產日期不長時，一般采取側鉆一口新井的做法。當油井開采時間較長，繼續開采性價比較低時，一般盡量將剩余原油開采出來而不采取其它的防砂增產措施是較好的選擇。否則，我們就要認真仔細分析采取防砂完井措施的費用和油井剩余效益的關系。防砂完井作業能否進行與地層情況、油層產量、當前的防砂完井技術的都有較大關系。

當油井進行較長一段時間的生產之后，地層出砂，此時要采取老井防砂完井。該工藝涉及到完井施工設計、防砂完井工具的選用，比如組合縫篩管、精密復合篩管以及在施工過程中可能出現的問題等等各個方面。目前很多人員對上述問題進行了分析研究，給出了各式各樣的解決方案。

3 完井措施評估及效果分析

通過對老井防砂完井過程中的完井工具進行問題分析，發現老井防砂完井是阻止地層砂進入井筒的一種有效措施，同時也可考慮對原工具進行更新。要求防砂完井工具不僅能阻止地層砂進入井筒還要最大限度的增加油井的可開采時間。老井防砂完井涉及到的方面很多，因此很難客觀地對防砂完井效果進行評估。當油層出砂較為嚴重時，我們一般會降低井底流體的流量。流量降低后地層出砂量將會隨之降低。當措施后的出砂量與篩管的防砂能力均衡時，大家普遍認為該防砂完井方式有效。于此同時，井底流量降低會影響產量，那么其它的有效措施也會同步進行。

老井防砂完井工具的正確選用和防砂施工工藝的正確設計對防砂效果有著重大影響，加砂程序的設計將會影響礫石在地層和環空的充填效果。情況嚴重的可能在生產初期就發現篩管的變形。其它的方面，如對地質情況的了解不深入，對攜砂液與地層的配伍性研究不足以及對充填工具的設計不合理都將導致施工的失敗或效果不好。

在防砂完井施工過程中，如果篩管縫隙多大或過小，在生產初期不會對油井的產量造成影響，但是，當油井生產若干年之后，由于地層性質的變化，篩管可能由于出砂造成堵塞或者死油將篩管完全封堵，造成油井不產油。老井防砂完井系統中，篩管出問題的可能性占絕大部分。如果只采用篩管裸眼完井，那么油層的影響將起較大作用。老井防砂完井過程總出現的故障一般體現在以下幾個方面:

3.1 擠壓充填過程中引起篩管變形和沖蝕。

3.2 油井多年生產之后，篩管被腐蝕。

3.3 循環充填或擠壓充填過程中環空充填不均勻，出現堵塞現象。

3.4 攜砂液攜帶礫石流經充填工具充填孔時砂比的不合適造成充填通道閉合。

4 結語

通過對老井防砂完井的工藝和工具進行相關研究發現，為增加防砂施工的成功率，非常有必要將施工設計與以往的施工經驗經常相互參考。在整個防砂完井過程中，對整個工序全程監督，防止意外發生。在油井生產過程中，盡量全面收集油井采出液的含水含砂數據并進行分析。為新的更加有效的老井防砂完井措施的研究提供科學依據。

[1]汪紅霖等.國外防砂完井技術現狀及發展趨勢[J].山東化工,2014,43,69-71.