淺談林樊家油田防砂工藝

劉濱

一、 防砂工藝現狀

林樊家地區因油層出砂嚴重，油井必須進行先期防砂才能投產，自開發以來先后采用過繞絲管管內礫石充填防砂、涂料砂防砂和復合防砂工藝，取得了一定效果。但由于儲層巖性主要為細-粉細砂巖，顆粒直徑最小只有0.05mm，防砂困難，防砂后滲流阻力增大，油層供液能力下降。

（1）出砂原因分析

造成油井出砂的因素分析有以下幾點：

①儲層的膠結狀態

林樊家油田儲層的膠結物以泥質為主，膠結類型以孔隙膠結為主，膠結物含量較少，膠結疏松，尤其在油層含水后，部分膠結物質被溶解，降低了巖石膠結強度，導致儲層易出砂

②應力狀態的變化

儲層垂向應力的大小取決于油層埋藏深度和上覆巖石的密度。鉆井前砂巖油層處于應力平衡狀態，但隨著油田開發的延續，油層壓力自然下降，儲層砂巖體承載的負荷逐漸增加，砂粒間的應力平衡破壞，增加了地應力對巖石顆粒的擠壓作用，擾亂了顆粒間的膠結，也易導致地層出砂。

③細粉砂影響

部分油井地層壓力較高，進行繞絲管充填防砂充填施工時，地層細粉砂回吐進入充填層，致使礫石層不致密，生產過程中地層砂就容易進入井筒，造成油井出砂。

⑵防砂技術的分類

可分為繞絲篩管礫石充填防砂、涂料砂防砂、復合防砂。

⑶存在的問題

由于地層狀況的不斷變化，各種防砂工藝的缺點也逐漸暴露出來，主要表現在三個方面：

①繞絲管防砂有效率低

②涂料砂防砂有效期短

③復合防砂易造成地層細粉砂易堵塞充填層及繞絲管

二、改善防砂工藝

針對以上問題，立足林樊家油田地質特點，在完善和配套復合防砂工藝的基礎上，將防砂、治砂與改造地層和排砂相結合，加強一次性高壓充填、壓裂防砂、水力噴射排砂采油等新工藝的試驗。

⑴完善和配套復合防砂工藝

①解堵與復合防砂配套

在復合防砂施工中，為達到溶解破碎的涂料砂，排出堵塞顆粒，疏通地層的目的，采用了先解堵后防砂的方法：即對近井地帶存在堵塞的井，防砂前先采用濃度為1-2%的稀鹽酸解除地層堵塞，混氣水排出反應生成物，疏通地層，提高近井地帶滲透率，然后進行防砂施工。

②選用不同粒徑的石英砂進行兩段塞充填施工

在施工中，先充填0.4-0.8mm石英砂作為擋砂層，然后充填0.8-1.2mm石英砂作為排砂層，達到排出地層細粉砂，提高近井地帶滲透率的目的。為了阻止大部分地層砂的運移并排出少量的細粉砂，將兩種石英砂的充填比例定為2：1，同時對環空充填也采用大粒徑的0.8-1.2mm石英砂。

③多層合采井，加強改造低滲透層

2017年對林樊家油田東部新井進行了多次射孔、多次充填防砂試驗，即將油井滲透率相近的小層組合到一起，分2次或3次射孔充填，然后全井進行繞絲管防砂，加強對低滲透層的動用。

⑵加強一次性高壓充填防砂工藝試驗

針對復合防砂工序較煩瑣、占井時間長的情況，2015年9月開始試驗一次性高壓充填防砂工藝：將防砂管柱及充填工具一次性下入井內，使地層預充填和管內礫石充填一次完成施工。

一次性高壓充填防砂工藝從2015年9月至2016年3月在林樊家油田共施工14口井，防砂成功率78.6%，有效率63.6%，防砂效果并不理想。

⑶試驗水力噴射排砂采油工藝

2015年初突破出砂油藏常規觀念，試驗水力噴射排砂采油工藝技術，其工藝原理是：以高壓水為動力液驅動井下噴射泵機組工作，將地層含砂液體吸入喉管的負壓腔，然后同動力液一起（稱為混合液）排出地面。工作原理見圖3-2。

采用該工藝后，出砂井不用防砂就可以直接生產，為出砂油藏的開采提供了一條新途徑。

⑷試驗壓裂防砂工藝

從2016年8月開始，在林樊家油田進行了壓裂防砂工藝試驗，將油層改造與防砂相結合，提高林樊家油田防砂效果。

①壓裂防砂工藝的技術特點

1、采用了能產生短、寬裂縫的端部脫砂（TSO）壓裂技術。

在膠結疏松的中、高滲透出砂油藏中，需要進行壓裂產生短、寬裂縫，提高導流能力。端部脫砂（TSO）壓裂技術是達到這一目的的關鍵技術。

2、壓裂防砂技術具有防砂及改造地層的雙重作用。

地層經過壓裂造縫后，地層流體流動狀況發生改變，由壓裂前的徑向流模式變成“雙線性流動模式”（圖3-5）。

②采用高砂比充填提高縫內鋪砂濃度和導流能力

地面砂比在30-45分鐘內由12%提高到100%，平均鋪砂濃度10-15kg/m2，最高鋪砂濃度達到20kg/m2，導流能力達到3000md·m左右，為原油流動提供了良好通道。

③壓裂防砂主要施工工藝

1、老井重復射孔提高炮眼處滲流面積，避免高砂比壓裂時在射孔孔眼處發生砂堵。

2、酸洗管柱，清除油管及套管壁的臟物。

3、壓裂防砂施工：

向井內注入完井液，取得地層吸水狀況，裂縫延伸壓力、延伸排量等資料。

4、釋放封隔器，反洗井，正轉丟手。

5、下鉛封封隔器，封隔環空。

參考文獻

[1]姜紅金，《防砂工藝技術》，1998，15（1），-28～30；

[2]趙福麟，張貴才等，《油田防砂技術》，1991，8（3），-200～204；