稠油出砂井井筒防砂卡工藝研究

曹朋青（遼寧遼河油田金馬油田開發(fā)公司工藝所，遼寧盤錦 124010）

稠油出砂井井筒防砂卡工藝研究

曹朋青
（遼寧遼河油田金馬油田開發(fā)公司工藝所，遼寧盤錦 124010）

油井出砂是疏松砂巖油藏在開采過程中遇到的最大問題，它直接影響了開采的效率和產(chǎn)能，為此，著重研究油井防砂的工藝技術(shù)有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，國內(nèi)的防砂工藝技術(shù)發(fā)展已經(jīng)長達(dá)數(shù)十年，國內(nèi)的一些大型的油田也做了許多努力在防砂治理方面，并且取得了一定的成績，給防砂工作的研究提供了豐富的現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在最為常用的三大防砂工藝分別是機(jī)械防砂、化學(xué)防砂以及符合防砂。本文將給出典型的稠油油藏開采過程中紅防砂工藝分析和研究，以期為日后采油的產(chǎn)能和效率能夠上一個臺階做一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

稠油出砂井 井筒防砂卡 工藝研究

稠油油藏的特點(diǎn)是油層較薄、埋藏較淺、隔夾層的成巖較差且薄、邊水和底水都十分活躍，這些特點(diǎn)對于油藏開采都有著極為不利的影響，再加之國內(nèi)現(xiàn)在稠油開發(fā)的技術(shù)已經(jīng)成熟，但是在實(shí)際的開采過程中隨著產(chǎn)液的降低而導(dǎo)致頻繁的出砂卡泵，也使得油井的免修期變短，難以保證采油效率，對油田的開發(fā)造成了不利的影響。本文就稠油油藏過程中出砂條件、機(jī)理和防砂工藝進(jìn)行分析和研究，并且對防砂相關(guān)的清砂也做了簡單的闡述，以期能夠解決這些問題，提高采油的效率。

1　稠油油藏的出砂冷采條件

稠油出砂冷采有一定的適用條件和范圍，通常情況下，最為關(guān)鍵的兩個因素是：第一是地質(zhì)條件，膠結(jié)疏松的地質(zhì)條件更適合出砂冷采；第二是原油中深解氣的含量，一般原油中含有越多的深解氣的出砂效果越好。除了這兩個較為關(guān)鍵的因素外，油層條件也會影響出砂冷采的效果。

2　油油藏的出砂冷采機(jī)理

雖然稠油出砂冷采技術(shù)在采油過程中被廣泛的使用，并且能夠保證油量的高產(chǎn)和低廉的成本因而受到一致好評，但是相關(guān)理論的研究仍然有不夠完善的地方需要去探索和發(fā)現(xiàn)。有研究結(jié)果顯示出砂冷采的方式能夠保持長時間的高產(chǎn)是基于以下兩個方面：一是大量出砂而形成的蚯蚓洞的網(wǎng)絡(luò)；二是有穩(wěn)定的泡沫油流動。

2.1大量出砂形成蚯蚓洞網(wǎng)絡(luò)

由于稠油油藏的特點(diǎn)是埋藏較淺且油層的膠結(jié)疏松，加之原油的年度本身較高具有很強(qiáng)的攜砂能力，所以常常導(dǎo)致砂隨著原油一同產(chǎn)出。這樣一來在砂子在產(chǎn)出過程中在油層中便形成了蚯蚓洞網(wǎng)絡(luò)，它能夠提高油層之間孔隙度和滲透率，從而提高了原油的流動速率，進(jìn)一步的提高了原油產(chǎn)量［1］。

2.2溶解氣形成的泡沫油流

盡管稠油的溶解系數(shù)比起稀油要低，但是稠油中仍然含有一定含量的溶解氣，加之稠油所處的地層壓力較低，壓差也比較大，這樣使得在地層的壓力下天然氣的狀態(tài)處于飽和。在含有溶解氣的原油進(jìn)行流動的過程中，孔隙的壓力不斷的減小，導(dǎo)致大量的微氣泡在地層原油中產(chǎn)生，從而形成了泡沫油，這種氣泡的特點(diǎn)是雖然不斷的膨脹但是不容易破裂，性質(zhì)較為穩(wěn)定，有很強(qiáng)的攜砂能力。不斷降低的壓力導(dǎo)致了原油等也不斷的膨脹進(jìn)而為其流動提供了動力。因此氣泡油攜砂在膨脹的作用下不斷的流動，能夠在較短的時間內(nèi)形成蚯蚓洞，從而提高采油的產(chǎn)量。

3　稠油油藏出砂冷采配套舉升工藝的分析研究

從進(jìn)行采油的設(shè)備上分析稠油產(chǎn)量較高的原因是地層中的大量出砂，從設(shè)備的角度出發(fā)，管式泵和桿式泵出現(xiàn)卡泵的現(xiàn)象非常頻繁，大量的實(shí)踐表明，螺旋泵是出砂采的設(shè)備配套的最佳選擇［2］。

3.1螺桿泵舉升工藝井下系統(tǒng)的各部分選擇

井下螺桿泵是螺桿泵油系統(tǒng)中最為核心的部分，出砂冷采技術(shù)中的螺桿本的要求是能夠攜帶大量的砂，因此常常選用的是井口的高攜砂量螺桿泵。其次是抽油桿的選擇，抽油桿的安全系數(shù)應(yīng)當(dāng)保證在1.2左右，且滿足許用扭矩要比工作扭矩大的設(shè)計(jì)原理。其余的油管、井口以及光桿的選擇根據(jù)具體的情形進(jìn)行合理的選擇即可。

3.2工藝關(guān)注和下井的方式

稠油出砂冷采的過程中，泵下的過深或者過淺都會影響開采的效果。泵下的過深的話，當(dāng)出現(xiàn)泵不能及時排砂的情況時很容易堵塞泵從而導(dǎo)致作業(yè)的中斷；而當(dāng)泵下的過淺時，在很短的時間內(nèi)油層很容易被砂子埋住從而阻斷砂子和原油的流出，從而影響開采的產(chǎn)能。所以在進(jìn)行實(shí)際的采油過程中要根據(jù)實(shí)際情況精心相應(yīng)的設(shè)計(jì)以滿足產(chǎn)油的需求。

4　井下油管內(nèi)防砂工藝的技術(shù)研究

稠油井出砂的過程中容易造成卡泵，螺桿泵定子能夠使卡泵的幾率降低，為此，需要對螺桿泵進(jìn)行研究分析。

防砂工具的原理：卡泵的形成是由于螺桿泵停井的過程中油管內(nèi)部聚集了過量的地層砂導(dǎo)致回落從而積聚在泵頭和矩桿處。為了使得采油過程順利并且提高采油量，需要對卡泵的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防。防砂工具的原理即是：在油管的內(nèi)部增加一些沉砂的空腔，當(dāng)液流在上升時，液流會經(jīng)過內(nèi)部的防砂傘帽從而阻擋其中的砂粒，這些砂粒下沉后會進(jìn)入到沉砂的空腔內(nèi)，此外，當(dāng)停井時，油管上部的砂下沉后落入傘帽并隨著傘帽的坡度落入沉沙腔內(nèi)，這樣就能有效的防止地層砂對螺桿泵造成的卡頓現(xiàn)象［3］。

5　井下油管內(nèi)清砂工藝的分析研究

雖然有一定的防砂措施，但是油層出砂的現(xiàn)象是不可避免的。為了進(jìn)一步的降低卡泵現(xiàn)象以及提高產(chǎn)油量，需要對油管的內(nèi)部進(jìn)行定期的地層砂清理工作。由于液流的舉升流速度較低導(dǎo)致的油管內(nèi)沉沙，為此，需要將液流的速度提升，這樣就能夠?qū)⒌貙由皫У降孛鎻亩鴮?shí)現(xiàn)排砂。

清砂工藝的工作原理：將動密封裝置特殊加工之后安裝在驅(qū)動頭光感觸，再將激勵液注入進(jìn)液通道的空心桿中，這樣激勵液經(jīng)過螺桿泵的上部而進(jìn)入管桿的環(huán)空部位，在泵壓和舉升的作用下到達(dá)井口驅(qū)動出，之后進(jìn)入到生產(chǎn)管線的流程中去。這個工藝能夠高效的將油管內(nèi)積聚的地層砂清除，從而解決卡桿和卡泵的現(xiàn)象，是十分有效的一種油井砂卡工藝。

6　結(jié)語

稠油井出砂是采油過程中最為關(guān)鍵的問題，為了解決這個問題，需要對所采用的設(shè)備即螺桿泵的結(jié)構(gòu)和各部分的工作機(jī)理進(jìn)行分析，對于出砂的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，之后在工藝上進(jìn)行改進(jìn)，將地層砂排至地面，必要時定期的進(jìn)行井下油管內(nèi)部的清砂工作，從而降低卡泵的概率，提升采油的效率和產(chǎn)量。

［1］劉鐵嶺，沈和平.稠油油藏?zé)岵删錾皺C(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)研究［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，26（3）：783-84.

［2］胡玉國，鄧大智，宿輝.我國化學(xué)防砂工藝技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢［J］.精細(xì)與專用化學(xué)品，2009.18（2）：94-97.

［3］金祥純，張慶龍，高世臣.稠油油藏出砂機(jī)理、影響因素及防砂技對策［J］.中國海上油氣，2006.18（5）：320-324.