吳堡區(qū)塊油井出砂機(jī)理及治理對策

胡榮（長慶油田分公司第一采油廠吳堡采油作業(yè)區(qū)，陜西 延安717500）

1 油井出砂機(jī)理

油層出砂的主要原因可以總結(jié)為兩個(gè)方面，即地層條件和開采狀況，內(nèi)因是地質(zhì)條件，外因是開采狀況。

1.1 內(nèi)因—砂巖油層的地質(zhì)條件

(1)應(yīng)力狀況

油層鉆開前處于應(yīng)力平衡狀態(tài)，鉆開后，平衡狀態(tài)受到破壞，井壁附近巖石應(yīng)力集中，故井壁附近巖石易發(fā)生剪切破壞。

(2)巖石膠結(jié)情況

砂巖的膠結(jié)物有泥質(zhì)、碳酸鹽、硅質(zhì)等膠結(jié)物。其中泥質(zhì)膠結(jié)強(qiáng)度最小。膠結(jié)物的多少也是影響膠結(jié)強(qiáng)度的重要因素。膠結(jié)物少、膠結(jié)強(qiáng)度低是油井出砂的主要內(nèi)因。

1.2 外因—開采因素

(1)地層壓力的下降超過了極限，就會(huì)使巖石的本身發(fā)生形狀改變，破壞了其本身的結(jié)構(gòu)，引出出砂的問題。一般這種壓降主要會(huì)發(fā)生在近井地帶，這便是引起近井地帶出砂的主要原因。

(2)流體在流向井底時(shí)，對巖石顆粒產(chǎn)生拖拽力，稠油粘度大，較容易出砂。

(3)油井工作制度的改變方式。在同樣的壓差下，地層是否容易出砂還取決于建立壓差的方式(急劇或者緩慢)。

(4)油井產(chǎn)水后膠結(jié)物的溶解。熱采井易出砂、一般油井含水高時(shí)出砂就是此原因。

（5）注水井停注的影響。由于注水井井下管柱、工具損壞、地面設(shè)備故障等原因造成注水井停注引起井底壓力降低，注入水回流，引起出砂。是注水井出砂的主要原因。

2 防砂工藝技術(shù)

油、氣井防砂方法很多，根據(jù)防砂原理，大致可以分為砂拱防砂、化學(xué)防砂、熱力焦化防砂、機(jī)械防砂、復(fù)合防砂及其它防砂方法（如圖1），基本保證了出砂油井的正常生產(chǎn)。

（油、氣井防砂方法-圖1）

2.1 砂拱防砂工藝技術(shù)

（1）降低流速砂拱防砂：機(jī)理如同拱橋承載一樣，許多砂粒在炮眼口處形成砂拱，具有一定的承載能力，阻擋地層砂隨液流產(chǎn)出。

（2）管外膨脹封隔器防砂：其內(nèi)管是套管，外壁為橡膠筒，外壁與內(nèi)筒之間可以注入水泥，使橡膠筒向外擴(kuò)張壓實(shí)裸眼井壁，停泵后膠皮同內(nèi)部的單流閥關(guān)閉，使膠皮筒內(nèi)腔仍保持高壓。適于：產(chǎn)量較低的常規(guī)油井（如圖2）。

(砂拱防砂-圖2）

2.2 化學(xué)防砂工藝技術(shù)

向地層注入一定的固砂劑，就地膠結(jié)地層砂；或向射孔孔眼外擠注入砂漿，待砂漿凝固后形成人工井壁。

(1)化學(xué)防砂施工工序干灰（涂防、固結(jié)砂、地填）：壓（洗）井→起原井→探?jīng)_撈→探?jīng)_砂→通井→套管試壓→下防砂管柱→干灰（涂防、固結(jié)砂、地填）→候凝→探鉆塞→通井。

(2)選井條件：a.油層均質(zhì)性好、油層厚度小(3m 左右)的油層；b.細(xì)粉砂到中等地層砂，地層垂向滲透性好；c.套管射孔完井的垂直小井眼井（側(cè)鉆井）、高壓井防砂；d.高含水期不宜適用。

3 吳堡區(qū)塊出砂情況

該區(qū)塊共發(fā)現(xiàn)出砂井28口，其中新井17口，平均砂高56m，砂埋油層7口；發(fā)現(xiàn)老井出砂井11口，平均砂高88m，砂埋油層10口。具體情況分析如下：

表1：2012年出砂油井情況統(tǒng)計(jì)表

3.1 砂樣

從沖砂洗井砂樣看均為壓裂砂。

3.2 出砂井分布

出砂油井主要分布在長4+5層和長8層。

3.3 出砂情況分析

（1）2012年新投產(chǎn)油井

從2012 年新井出砂情況來看，出砂井主要集中在長8 油層，長8層埋深較深，平均井深2197m，因長8層巖性致密、物性較差，在初期改造時(shí)，加砂量相對較大，導(dǎo)致試油排液時(shí)易造成壓裂砂返吐。

從出砂周期來看，生產(chǎn)時(shí)間在一個(gè)月以內(nèi)的有6口井，平均砂高60m，占出砂井的35.3%，平均日產(chǎn)液3.59m3，其中砂埋2口井。場核實(shí)油井出砂多為壓裂砂，出砂周期短的井都為投產(chǎn)后即砂卡，主要因?yàn)樵谟途囉徒Y(jié)束時(shí)沖砂洗井不徹底，投產(chǎn)時(shí)未洗井直接下泵導(dǎo)致，嚴(yán)重影響了油井正常生產(chǎn)。

長8層油井出砂情況統(tǒng)計(jì)表

（2）2012年以前油井

2012年以前投產(chǎn)的老井在檢泵時(shí)，針對試油產(chǎn)量高實(shí)際投產(chǎn)后產(chǎn)量較低的油井進(jìn)行了探砂面，共發(fā)現(xiàn)10口井射孔段被砂埋，進(jìn)行沖砂洗井后正常生產(chǎn)，平均產(chǎn)量上升1.3m3/d。

3.4 出砂井治理

對于出砂嚴(yán)重，砂卡的油井，盡量降低生產(chǎn)壓差，調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，在修井時(shí)進(jìn)行沖砂洗井，以減少砂埋產(chǎn)層的情況發(fā)生。

近年隨壓裂規(guī)模的擴(kuò)大，壓裂后出砂井?dāng)?shù)逐漸增加，吳堡油井出砂基本上是因?yàn)閴毫焉暗姆低拢奥裆淇锥蔚木^多，因此在壓裂完后的沖砂洗井一定要徹底，在投產(chǎn)下泵時(shí)也要進(jìn)行沖砂洗井作業(yè)。

針對已經(jīng)出砂井可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況開展：預(yù)涂層礫石防砂、水泥砂漿人工井壁、采用固結(jié)砂防砂工藝、HY 液體防砂工藝、繞絲篩管礫石充填防砂、濾砂管防砂等一些列防砂固砂方法進(jìn)行預(yù)防治理。

4 認(rèn)識及建議

結(jié)合吳堡區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)出砂井情況，優(yōu)化配套并完善防砂工藝。對出砂嚴(yán)重的井，應(yīng)實(shí)施沖砂洗井后開展相應(yīng)固砂措施，同時(shí)可下入繞絲篩管礫石充填防砂、濾砂管防砂等工具。確保油井正常平穩(wěn)生產(chǎn)。

下步新井試油投產(chǎn)方面要求：

1.加強(qiáng)新井試油過程中的洗井作業(yè)質(zhì)量，并對洗井過程進(jìn)行監(jiān)督；

2.作業(yè)區(qū)投產(chǎn)下泵時(shí)對長8層油井與出砂嚴(yán)重的區(qū)域油井必須進(jìn)行探砂面作業(yè)，以便使新投油井能正常生產(chǎn)。