中高滲透砂巖油藏防砂工藝實踐與應用

2019-09-10 23:55:40賴書敏

科學導報·學術 2019年43期

摘??要：我國陸上東部油區D油田是大型披覆性背斜中高滲透砂巖油藏，出砂嚴重是制約油田效益開發的關鍵因素之一。為此，D油田通過多年的防砂實踐，發展到現在主要油井防砂技術形成了以機械防砂為主，化學防砂為輔的兩大系列多種防砂方法。

關鍵詞：出砂;機械防砂;化學防砂;繞絲篩管

中圖分類號：TE358??????文獻標識碼：A

引言

D油田位于三角洲沖積平原上，是大型披覆性背斜中高滲透砂巖油藏。這類油藏油層埋藏淺，壓實程度差，成巖性差，滲透率高，泥質含量高[1]。對于該類油藏，出砂嚴重是制約油田經濟效益開發的關鍵因素之一。出砂帶來的直接影響主要包括四個方面[2-4]：一是更換被磨損的管線，進行出砂清理、檢泵等井下作業，提高了生產成本;二是出砂造成的油層砂埋、井筒堵塞等易造成采油井關停，增加作業工作量;三是由于出砂磨損嚴重，大大縮短了泵、氣錨、輸油設備的使用壽命;四是出砂嚴重會引起井壁塌陷造成套管損害，甚至油井的報廢。

1?D油田防砂工藝現狀

油井的大量出砂，嚴重制約著油田效益的提高和整體開發水平。所以從D油田投入開發以來，防砂工作一直是該油田開發生產的重點工作，該油田的防砂工藝技術的發展主要經歷了六次大的歷程：1974年以前天然能量開發階段，主要采取以地下合成樹脂為主的化學防砂工藝;1974年，油田開始注水，主要采取水帶干灰砂、濾砂管等防砂工藝;1980年，主要采取繞絲篩管礫石充填防砂等機械防砂工藝;1993年，D稠油開始開發，主要采取高溫腹膜砂防砂工藝;1997年，在熱采井和常規井中廣泛應用激光割縫篩管礫石充填防砂工藝;近年來，高壓一次充填防砂工藝試驗成功并被廣泛應用。

2?D油田防砂工藝技術進展

出砂防治的方法主要分化學防砂方法、機械防砂方法和復合防砂方法[4]。D油田通過多年防砂的實踐，發展到現在主要油井防砂技術形成了以機械防砂為主，化學防砂為輔的兩大系列多種防砂方法。目前，現場上常用的防砂方法有：濾砂管法、繞絲篩管法、割縫篩管法等等。

2.1濾砂管法

濾砂管種類繁多，有整體金屬纖維濾砂管、鑲嵌式金屬纖維濾砂管、金屬氈濾砂管、環氧樹脂濾砂管、冶金粉末濾砂管、陶瓷濾砂管等。其滲透性較好并有較高的強度，與其它工具組合下入井內，對準出砂層位，阻止地層砂進入生產管柱，達到防砂目的。常用濾砂管有多個品種，如鑲嵌式金屬纖維濾砂管、金屬氈濾砂管、整體金屬纖維濾砂管等。防砂原理是濾砂管自身有較好的滲透性并具有高強度，與其他井下工具組合進入井內，卡準出砂層位，通過濾砂管防止地層砂進入生產管柱。

濾砂管防砂方法適用范圍：

（1）不分層開采的中粗砂巖地層;

（2）原油粘度較低。若原油粘度大于2000mPa.s，采液強度較低，會影響油井產量;

（3）油井套管完好，否則會損害濾砂管;

（4）泥質含量較低。泥質含量高時，濾砂管孔隙已被泥質、細砂堵塞;

（5）耐酸及高礦化度水，適應于產出液有腐蝕性的井;

（6）適用于常規生產井及注蒸汽熱采井，不適用于嚴重出砂井。

2.2繞絲篩管法

繞絲篩管法的防砂原理是在油層位置下置繞絲篩管和配套工具，利用地面泵車充填高質量、高滲透率的礫石至篩套環形空間，形成充填礫石阻擋地層砂、而繞絲篩管阻擋礫石的多層擋砂屏障，達到防砂產油的目的。

繞絲篩管法防砂適用范圍：

（1）適用于厚度大于3m的油層，多油層如果夾層厚度大于30m，應進行分層充填;

（2）適用于粗砂巖油藏，不適用于細粉砂巖油藏和泥質低滲透地層;

（3）不適用于高壓井和高產井，適用于常規井和熱采井中，但在熱采井中要采取專門的熱采篩管;

（4）要求要求高密度大孔徑射孔，其中孔密20-36孔/m，孔徑12mm左右，如果達不到射孔要求，防砂前需進行補孔。

2.3?激光割縫篩管法

激光割縫篩管法是在繞絲篩管法之后發展起來的一種新型防砂工藝，該篩管是采用激光技術在油管本體上割出寬度在0.2mm以上的縱向縫隙，并且篩管進行了滲氮處理，不僅增加了強度，還能夠防止篩管腐蝕，克服了繞絲篩管的一些缺陷。激光割縫篩管允許采用更高的充填壓力來進行防砂施工，尤其是近幾年發展起來的封隔高壓一次充填技術，將壓裂防砂和擠壓充填有機結合在一起，礫石充填量大，充填緊密，對地層有一定的解堵作用，防砂效果頗佳。

2.4?樹脂固砂化學防砂法

將樹脂溶液擠入地下，在地層溫度下固化后把地層砂膠結牢固，即增加地層膠結強度防止出砂，又使膠結后的地層保持較高的滲透性。該防砂方法不需要特殊作業設備，但當油層在出砂和出水量大時防砂效果很差。作業效果受地層粘土含量及非均質性影響大，對地層滲透性有一定傷害且存在樹脂老化問題。

樹脂固砂化學防砂法適用范圍：

（1）適用于厚度在3m左右的薄油層，厚度較大時應進行分段作業;

（2）適用于細粉到中砂地層，不適用與泥質低滲透地層，對粉砂含量高和受泥漿污染的地層，在施工前要進行酸洗作業;

（3）適用于套管射孔完井的井，不適用于裸眼井、熱采井和老油井。

3?D油田防砂工藝發展建議

（1）繞絲篩管、割縫襯管等防砂管柱應進行礫石充填的防砂方法，因為直接使用管柱防砂，在管外砂橋還沒形成前，地層產出的高速攜砂流體會刺壞管柱表面的割縫或繞絲，而且越來越厲害，從而影響防砂效果，甚至導致防砂完全失效。

（2）擠注不均勻是影響化學和涂料防砂效果的重要因素，因此在井段較長、地層均質性差的井中，由于地層擠注效果差，不建議使用此類防砂工藝。

（3）不論使用上述哪種防砂方法，在整個作業過程中保證入井管柱和入井液的清潔很重要，因此建議在管柱入井過程中使用保護涂層。

參考文獻

[1]??齊寧.疏松砂巖油藏防砂增產一體化技術研究[D].東營：中國石油大學工學博士學位論文，2007：4-7