海上油井出砂影響因素分析及防砂探討

張驍

摘 要：海上油井出砂現象直接影響著油井以及井下設備的使用壽命，本文對引起海上油井出砂的主要因素進行了科學地分析，并提出幾種油井出砂預測方法，供廣大油田科技工作者進行參考。

關鍵詞：模型分析；出砂預測；膠結狀態

石油資源是一種戰略資源，隨著我國經濟的持續健康發展，人們的生活水平提到了顯著的提升，國內對于石油的需求量也在不斷增長。同時石油也是一種不可再生資源，在對石油進行開采過程中會遇到一些不可預估的問題，油井出砂就是其中的問題之一，它會對油井的正常采油作業產生嚴重的干擾，每一年由于油井出砂問題造成的油井設施破壞、產量的減少可以達到20%以上，給油田企業帶來了很大經濟損失。通過石油科技人員的不斷技術攻關，針對油井出砂問題制定了一些的應對措施，可以有效的避免由于油井出砂帶來的負面影響[1]。

1引起海上油井出砂的主要因素

1.1地下巖層的影響因素

油井內部的地質情況是引起油井出砂的內在原因，在油井對地下儲層中的石油資源進行開采過程中，外部施加的壓力會引導起地下儲層的巖石產生松動現象，從而會導致產生出砂。應力情況也是油井產生出砂現象的一個主要的原因，當地下油氣儲層之間達到平衡狀態時，地層應力會達到一種穩定的狀態，但是，隨著石油資源的不斷開采，油層會不斷下降。相應的，油田為了保證產量，油井的深度也會不斷的變大，對石油資源進行開采時所需要的壓力也會變大，地下的石油開采設備也會承受更大的地下儲層的壓力，如果油井下部進行射孔作業的周圍地層中巖石產生的應力沒有進行有效擴散，就會使地下儲層中的巖石失去原有的平衡狀態，導致地下儲層出現崩塌問題。

1.2地下巖石膠結狀態引起的油井出砂

巖石膠結狀態也就是指地下儲層中之間進行連接膠質具備的強度，儲層巖石的這種膠結狀態也是引起油井產生出砂問題的重要原因。地下儲層中巖石具備的強度也就是指可以承受的地下壓力，這種膠結狀態決定著整個地下儲層是否可以耐受油井進行石油開采時產生的壓力。地下儲層巖石的膠結狀態決定著儲層的整體強度以及可以承受的壓力，通過數據調查可以發現，地下儲層中的膠結物質數量越多，其具備的強度值就會越大，相反的，地下儲層可以承受的壓力就會變小，而且也會變更在脆弱。除此之外，巖石的膠結方式以及進行膠結物質成分的差異都直接影響著地下儲層的強度情況，接觸方式的巖石膠結狀態最可能引起油井產生出砂現象，是因為該種膠結狀態具備的膠結物質粘性比較小，在巖石的連接方式上，巖層之間的膠結物質數量也不高，具有的泥沙含量處于比較高的狀態，而在該種狀態之下，地下儲層之間縫隙也會變大，特別有利于泥沙類物質的滲透。

1.3外力條件引起的油井出砂

外力條件也就是指油井對于地下原油的開采狀態，由于在進行油氣資源開采過程中會對地下儲層產生一定程度的損壞，導致地下巖層會承受某種程度的壓力，隨著油井深度的不斷增長，對地下儲層施加的壓力也會不斷變大，把它叫做為油井生產壓力差。生產壓差的不斷增長，使油井進行開采時內部的采油設施會承受更大的壓力，導致井內的油液流動速度變大，流體具備的滲透率也隨之增長。油井內的流體流動速度的提高，會對巖層產生較大的沖刷，地下儲層之間的穩定膠結狀態也就會被打破，地下的巖層結構就會變得更加脆弱，就會形成較為細小的巖粒。該種現象持續的時間變長，采油設施中就會產生出砂現象。在對地下原油進行開采過程中，沒有按著相關規程或者技術參數進行開采，隨意增大油液的開采量都會引發出砂問題[2]。而對油井進行設計時，射孔參數設計的不科學會引起地下儲層巖石無法承受較大的外力，巖層結構會變脆。而油井的傾斜角度大45度，也會使井筒和地下巖層之間的縫隙變小，引起油井井筒貼附在地下儲層巖石之上進行采油，使儲層中的巖石直接承受采油所產生的壓力。

2海上油井出砂預測方法

2.1現場觀測方法

海上油田對于油井出砂預測最為常用的方法是現場觀測的方法，對于油井的實際出油狀態直接進行觀察，再通過進一步的分析研究就可以得出油井是否產生出砂問題。應用該種方法，應該結合海上油井所在的地區的地下儲層狀態、巖石的構成、開采上來的油液具備的含砂數量以及油液開采時具備的特點，再參考開采經驗來判斷油井是否出砂。

2.2出砂經驗法對于油井出砂的預判

對于海上油井出砂采用觀測方法進行預測的方式上，應用經驗法進行判斷是最為有效的辦法，經驗并不是指施工作業人員的工作經驗，而是經過長期的應用總結出來的技術方法，比如：1）聲波時差法，利用聲波時差法進行判斷時，應該采用最低臨界值來對油井的出砂情況進行識別，再利用計算公式演算出油井出砂的臨界數值，參照該數值對油液進行監視，如果高于臨界數值就表明出砂量偏高。2）出砂指數。通過長期的應用實踐中可以得知，海上油井的出砂值具備一定的規律性，從而可以確定出砂指數。參照地下儲層地質結構以及可以承受的壓力情況，便可通過計算得知儲層的出砂指數，該指數的確定需要對地下儲層情況進行詳細的監測，方可得到相關計算數據，再進行綜合考慮就可以判斷出地下儲層強度減小的趨勢，可識別出油井能否產生出砂現象。

2.3組建油井出砂理論模型

組建油井出砂理論模型，應該對不穩定出砂、連續性出砂以及突發性出砂現象進行較長時期的監視和研究，從而依據記錄的出砂數據來組建油井出砂理論模型。該模型的組建還需要對油井所在的地下儲層情況進行觀測，通過對獲得的地下儲層巖石采樣進行實驗，可以得到地下儲層具備的強度以及可以承受的壓力。再對地下儲層的膠結狀態以及膠結所需物質進行研究分析，測量張力在地下巖層上產生的作用，可以得出地下巖層跟隨著生產壓差的變大產生的油井出砂含量數值。參照該模型，依據地下巖層的強度以及力度數值，再結合油液流動的速度來對海上油井的出砂情況進行預判。

3結束語

針對海上油井出砂現象，廣大的油田科技工作者應該進行較長時期的觀測，采用先進的技術方法以及預測方式，來對出砂問題進行提前預判。隨著對油井出砂現象研究的不斷深入，海上原油的產量將會得到有效的保障，油井的使用壽命也會得到顯著的提高。

參考文獻：

[1]唐文峰，李勇鋒，代文，黃映仕. 淺談海上油井出泥出砂條件下電潛泵的選材優化[J]. 石油工業技術監督，2017，33（01）：9-12.

[2]王星，王彬，李洪，李慧. 海上油田疏松砂巖適度出砂應用技術研究[J]. 重慶科技學院學報（自然科學版），2012，14（01）：16-19.