巖油藏稠油井防砂技術應用

孫俊

摘? 要：隨著開采程度的加深，砂巖油藏油井出砂情況會日趨嚴重，由于出現大量的細粉砂和泥質成份，傳統的防砂方法已解決不了此類問題，造成部分出砂嚴重井甚至停產。針對這一現狀，對其進行充分的研究，通過特種排砂泵、機械防砂與壓裂防砂相結合的綜合防砂技術，達到使嚴重出砂井恢復常規生產，有效延長檢泵周期，降低出砂油井綜合開采成本的目的。

關鍵詞：出砂油井;特種排砂泵;機械防砂;壓裂防砂;延長檢泵周期

前 言

錦州油田的開發已經進入中后期，隨著采出程度的加大，出砂區塊、油井不斷增加，出砂粒徑也逐年減小。特別是以JL07塊為代表泥質粉砂巖油藏，在短期生產過程中，大量出砂和泥漿，砂柱高度平均70m，頻繁出現砂卡泵、砂埋油層、砂埋管柱的問題，導致油井不能正常生產。

1 地質概況

JL07塊總體是由三條邊界斷層所夾持的單斜構造，內部發育六條四級斷層，將該塊分成五個次級斷塊，地層傾角3°-4°，開發目的層為Yl油層和XYL油層，為薄互層狀邊底水油藏。儲層物性差，砂巖油藏，膠結較疏松，一般為泥質膠結，泥質含量為8.7%。儲層巖性主要為含礫的不等粒砂巖和中-細粒砂巖;粒度混雜，非均質性較強，其中以不等粒砂巖為主。

2 出砂狀況

JL07塊自開發投產以來，由于大量出砂和泥漿，大多數油井不能正常生產，初期投產的10口油井，生產不到1 年就有9口井停產，平均每口井累計生產天數為47 天，檢泵沖砂返大量的細粉砂和泥漿塊，砂樣分析粒度中值為0.175 mm。為確保開發效果，曾先后對該類油藏采用了繞絲篩管礫石充填、金屬棉篩管和高溫固砂劑防砂，有效期最長不超過31天，就相繼出現嚴重堵塞、砂卡和砂埋。

3 防砂方案制定

3.1 防砂原理

造成JL07塊油井停產的主要原因是油井大量出細粉砂和泥漿。雖然在該井投產初期就采用了繞絲篩管礫石充填防砂技術，但這項技術存在2大缺陷，一是早期礫石充填為沉積式充填，礫石層排列松散，擋砂效果差;二是管內礫石充填易導致地層砂與充填砂充分混合，造成擋砂層滲流能力急劇下降，最終供液差停產。該區塊防砂成功的關鍵是要處理好清除井筒和近井地帶的泥漿，將早期的沉積式充填變為擠壓式充填。因此采用特種排砂泵強制排出細粉砂，同時采用燒結濾網篩管將大粒徑中值砂粒在近井地帶形成人工井壁，并結合壓裂充填防砂可以很好地解決問題。

3.2 配套技術原理及性能指標

3.2.1特種排砂泵工作原理

特種排砂泵主要有上游動閥（大流道閥）、合金柱塞、下游動閥、合金泵筒、刮垢裝置、加長管、進油閥、分流接頭、外管等零部件組成，如右圖所示。上沖程時，短泵筒下面的泵腔體積增大，壓力減小，進油閥在其上下壓差作用下打開，采出液進入泵腔，與此同時，游動閥在其上下壓差作用下關閉，柱塞上部的采出液沿油管排到地面。下沖程時，柱塞壓縮泵腔內的采出液，使進油閥關閉，游動閥打開，采出液進入泵上油管。柱塞一上一下，抽油泵完成了一次循環，與此同時，油井采出液中大砂粒順利滑落進泵下的沉砂筒中。如此周而復始，重復進行循環。

3.2.2 壓裂防砂技術的防砂機理

壓裂防砂是目前國際最先進的防砂技術，該技術把防砂與增產有機的結合起來，在實施壓裂防砂過程中，隨著裂縫的延伸和液流的沖刷，將地層砂推向裂縫遠端，隨后充填石英砂支撐已形成的水力裂縫，地層砂不可能與充填砂在縫內發生嚴重的混合，而縫內主要存在的是脫水后的高滲透支撐劑。支撐裂縫則形成了一條液流的新的高速通道，壓裂防砂產生的高導流能力裂縫對地層出砂趨勢產生控制作用，這種控制作用主要表現在3個關鍵環節上，即①防止減緩巖石結構的破壞;②降低流體對地層微粒的沖刷和攜帶能力;③以及裂縫填砂帶對地層微粒的橋堵作用。3種作用機理的結合形成壓裂裂縫的綜合防砂機理。

3.2.3燒結濾網防砂篩管

燒結濾網篩管是最新研制的新型篩管，它是采用N80套管作為基管，在基管上按一定規則打孔，基管外按一定角度固定有支撐筋用來支撐過濾材料，過濾材料通過支撐環和對接支撐環定位，在其外面有一層均勻布孔的護套用來保護過濾材料。

4 現場試驗

2010年，通過JL07塊綜合應用強排砂泵、機械防砂與壓裂防砂相結合的綜合防-排砂技術，成功地復產了2口長停井，為下一步泥質粉砂巖油藏的防砂工作開辟了新途徑。

以JL07-72井為典型井例。該井累計生產89 d，累計注汽20198 m3，累計產油 667 t，累產水665 m3。檢泵記錄為出大量的細粉砂和泥漿，巖性顯示為褐黑色富含油細砂巖，經過充分的分析論證，決定對該井實施強排-深防技術。

（1）特種排砂泵。排砂泵運行后7小時內連續排出細砂約10 m3。此后，因油井供液不足，采取定期低沖次運行強排砂泵恢復地層能量，待地層能量恢復后提高沖次進行排砂。如此循環工作10天后，井口已很少見出砂，起泵探砂面，無砂，洗井返清水。

（2）壓裂防砂。對于JL07塊中高滲油層采取壓裂防砂技術關鍵在壓裂時要形成“寬短裂縫”，而正常的壓裂設計不符合要求，我們必須重新開展壓裂工藝設計，力求在壓裂過程中實現“端部脫砂”，形成“寬短裂縫”。

5應用效果

JL07-72井注汽燜井4天后，油壓為6.5 MPa，套壓為4.8MPa。為充分利用熱能，決定采用6 mm油嘴放噴生產，日產液22 m3，日產油1t。根據采油日報，自噴5天后含水降至75%，日產液16m3，日產油4t，此后含水逐漸下降至19%，日產液12m3，日產油10t。后換用8 mm油嘴生產，含水略有升高，截至目前，已吞吐2輪，累計增油190t。

6 結論

（1）通過該項技術在JL07塊長停井上的成功實施，為錦州油田出砂油藏防砂開辟了一條行之有效的新途徑。

（2）與常規防砂技術相比，該防砂技術不僅可以有效地防治細粉砂，而且對油層具有壓裂效果，其增油效果明顯。

（3）完成了強制排砂系統的研究、設計、試驗的任務，并在實際應用中做了改進，為下一步的工作奠定了基礎。

參考文獻

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