稠油開采防砂技術及相關影響因素

（勝利油田分公司濱南采油廠采油管理七區 山東 256600）

在油藏開發過程中防砂是極為重要的工作內容之一，而在疏松砂巖油藏開發過程中若想提升原油采收率需要特別重視防砂工作。疏松砂巖油藏在我國原油儲量和產量中均占一定比重，廣泛分布于我國各大油田，因此提升疏松砂巖油藏開采效率必須要對油井防砂技術進行深入探究和分析[1]。目前在易出砂的油氣藏開采過程中已廣泛運用了機械、化學等多種防砂技術，但是防砂措施的有效實施必須對流體性質、巖石性質以及相關生產制度進行綜合分析。

1.稠油開采相關概念及方法

(1)稠油開采

所謂稠油就是指比重大、粘度高的原油，該種原油具有流動阻力大的特點，因此無論是從油層流入井筒還是將其從井筒送至地面都具有較大難度。一般而言，對于已經進入井筒的稠油采用稀釋法或降粘法，未實施的稠油則多采用熱力開采法。

(2)稠油開采方法

蒸汽吞吐法就是指將高溫高壓蒸汽通過管柱注入地層，隨后依靠地層壓力從同一井口排出油水混合物的開采方式，這一方法開始于50年代，現已在工業各個環節和階段進行使用。將蒸汽注入油層過程中需要高壓蒸汽鍋爐，不僅如此，這一方法的困難之處還在于要通過隔熱管柱等的使用減少蒸汽熱焓值在地面和井筒中的損失[3]。另外，因井筒和井口在此過程中需要耐高溫、耐高壓，因此必須采用注汽井口或者注采一體井口。

①降粘法

所謂降粘法就是在水中按比例加入活性劑，其中主要是包括環氧丙烷、烷基苯磺酸鈉、水溶性環氧乙烷以及十二醇醚等[2]。將配制成的活性水溶液按需求比例于井筒中注入，后使井內稠油與活性水溶液充分融合，在稠油變成粘度較低、穩定性較弱的水包油乳狀液時再對其實施常規方法開采。

②電熱法

電熱法就是指通過對井筒或者抽油桿加熱以達到稠油粘度降低的目的，但這一方法具有較大局限性，因耗電量巨大且可實施應用的油井有較大局限性，工藝同樣較為復雜，因此在開采過程中的使用范圍較小。

③稀釋法

稀釋法就是指將井筒內的稠油與定量稀油進行混合，在達到降低稠油粘度的目的后采用常規方法對稠油實施開采。這一方法在稀油資源地區更為適用，無論是降粘法還是稀釋法僅在原油流入井筒這一過程中較為適用，而在稠油井筒舉升至地面這一過程則無法發揮有效作用，國內多在地面集輸中使用類似原理來運輸原油[4]。

2.稠油開采防砂技術

(1)機械管柱防砂

防砂過程中使用的管柱均為濾砂管柱。濾砂管柱同樣又可以進行細分，主要有篩管預井預防砂以及泵下懸掛濾砂管等。篩管預井預防砂與泵下懸掛濾砂管相比更為先進，因此優勢也較為明顯，具有成本低、操作方便、難度較低等優勢，但是因其強度較低，因此無法有效治理損壞篩管[5]。泵下懸掛濾砂管可以極大降低施工難度，同時對于提升工作效率、降低花費成本也有較為明顯的作用。但是這一方法也有較為明顯的缺陷，即過流面積較小，因此在濾砂過程中很可能出現濾砂管堵塞這一問題，濾砂管使用周期較短。而將濾砂管懸掛于分隔器上則需要較大直徑濾砂管，這一方法在一定程度上拓寬了滲流通道，但同時也加大了成本。泵下濾砂管的懸掛僅能預防泵卡，因此在一般出砂井中較為適用，這主要是因為一般出砂井油層骨架砂與其他出砂井相比更為穩定，而在分隔器懸掛濾砂管則可以有效減少濾砂管外部損壞，這在受嚴重破壞的骨架應力結構中更為實用。以上兩種方法均主要應用于中砂巖地層。

(2)礫石充填防砂

在篩管下入井內后可使用高滲礫石實施填充，填充的主要位置為篩管和套管間，這一做法的主要目的是通過礫石的填充對于篩管形成保護屏障。這一防砂方法操作便捷、應用范圍廣，因此在開采作業中能夠得到廣泛使用。

3.稠油開采防砂相關影響因素

(1)篩管縫寬

篩管縫寬是決定防砂工作能否順利實施的關鍵要素，而縫寬的選擇則應以砂粒徑為評判標準。工作人員不僅需要對某一處砂井粒度中值進行調查和判斷，更要考慮到各個區塊的情況，綜合考慮全區出砂井出砂粒徑，在現場防砂工作進行時全面分析粒徑，以此為基礎選擇符合要求的最佳防砂管柱[6]。

(2)篩管過流面積

過流面積是防砂工作過程中對篩管適應性實施評判的關鍵指標之一，因原油粘度的不同，因此各個井區對于篩管過流面積存在各自不同的要求。過流面積較大、防砂效果較好，則在此區域中應使用大篩管以滿足生產需求[7]。在高粘原油出砂井稠油開采過程中要對篩管強度予以保證，因此必須保證防砂管過濾面積較大。這也說明管體外徑與長度有直接關聯，防砂管的長度應與其外徑成正比，防砂管過流面積越大，則在原油開采過程中油流阻力越低，進而提升防砂工作質量[8]。

(3)出砂速度

在稠油開采過程中，對于井內砂面上升速度的最直接反映便是出砂速度，若油井砂面呈現較快上漲態勢，則在實施防砂管柱時應保持警惕態度，因為若出砂問題嚴重可能會將泵下懸掛濾砂管或者井下泵埋死，使其無法充分發揮作用[9]。對于這一情況則應采用化學防砂法或者選用大直徑防砂篩管，礫石充填也可以對這一問題進行一定程度解決。

(4)防砂管設計與加工水平

影響防砂工作的一大重要原因還是防砂管設計加工水平，新時期防砂管已經在傳統防砂管基礎上得到了較大發展，無論是結構設計亦或是加工工藝都有了極大進步。且科學技術發展使得防砂管設計加工過程中融入了更多現代化科技，機械防砂工藝也逐步向多元化發展。以機械防砂管柱來說，在新時期已經不再以繞絲篩管為基礎，而是大量使用等離子篩管、金屬纖維等[10]。在防砂工藝方面也由泵掛篩管砂取代了之前的管內繞絲篩管防砂。不僅如此，各項防砂技術也得到了長足進步，因此，防砂工作無論是效率還是質量都有了極大提升。

(5)原油粘度

稠油開采防砂質量還與原油粘度有極大相關性，因為原油粘度過高將出現砂粒運移情況。一般來說，原油粘度越高，開采過程中產出液搖曳力也會隨之增強。不僅如此，黏度過高會使得防砂管柱因裹挾泥沙過多而產生堵塞，影響防砂管的正常使用，甚至會造成滲流通道堵死，進而縮短防砂管柱使用壽命[11]。因此在原油開采工作進行中若粘度過高，則應以出砂情況作為評判標準，若出砂情況并不嚴重，則可以直接使用大直徑防砂管或篩管縫中等的防砂管，同時運用多種稠油開采方法，如電加熱等降低原油粘度，保證稠油開采工作順利實施。

4.結語

稠油油藏在開采過程中因熱力開采和稠油粘度較大而較易出砂，不僅如此，注蒸汽熱采更是會因極高溫、極高干度蒸汽而使粘土礦物遭到破壞，進而加重稠油開采時的出砂情況。因此，相關工作人員必須首先對于油井地層進行充分分析和理解，優選防砂方式，增加滲流面積，做好油層和深井管柱的雙重防護。通過對于油層防砂工藝的優化降低修井次數，進而有效延長其生產壽命，為稠油開采工作提供基礎保障。