稠油防砂相關(guān)工藝技術(shù)應(yīng)用

馬榮超　

【摘 要】 為了進(jìn)一步提高河南油田分公司采油二廠細(xì)粉砂巖油藏井防砂開采效果，在油藏物性，油砂粒度中值、防砂現(xiàn)狀等進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，確定了防砂工藝優(yōu)化技術(shù)思路。通過對(duì)現(xiàn)有防砂及相關(guān)工藝的改進(jìn)、完善，解決目前防砂工藝存在的主要問題，通過優(yōu)選配套充填礫石及濾砂管，優(yōu)化施工參數(shù)，優(yōu)化充填口，沖防一體化工，封堵技術(shù)優(yōu)化，形成了一套適用于稠油細(xì)粉砂防砂工藝，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】 稠油細(xì)粉砂礫石充填 防砂工藝 參數(shù)優(yōu)化

一、稠油細(xì)粉砂砂巖油藏防砂近況

采油二廠細(xì)粉砂巖油藏主要分布在井樓三區(qū)、七區(qū)、八區(qū)、楊淺3區(qū)等四個(gè)區(qū)塊。這些區(qū)塊合計(jì)控制地質(zhì)儲(chǔ)量1688萬噸。細(xì)粉砂含量在70%以上，平均含量6%以上，蒸汽吞吐開發(fā)導(dǎo)致生產(chǎn)壓差大，生產(chǎn)過程中出砂嚴(yán)重，影響生產(chǎn)時(shí)率28%。

（一）油藏儲(chǔ)層物性。稠油細(xì)粉砂油藏具有“淺、薄、稠、松、小”的特點(diǎn)。油藏埋藏淺，埋深90-700m，絕大多數(shù)小于500m;油層厚度?。河蛯訂螌雍穸?-4m，層系組合厚度2-15m;原油粘度稠：脫氣原油粘度90-160000mPa·s;油層膠結(jié)松：稠油油藏因其埋藏淺，成巖性差，油層膠結(jié)疏松，油層易出砂。以井樓油田為例，地層砂粒度中值范圍0.05-0.25mm，平均粒度中值為0.11mm。

（二）區(qū)塊出砂機(jī)理研究。影響地層出砂的因素大體可分為三大類，即油藏因素、開發(fā)因素和完井因素。第一類因素由地層和油藏性質(zhì)決定，主要包括構(gòu)造應(yīng)力、沉積相、巖石顆粒大小、形狀、巖礦組成，膠結(jié)物及膠結(jié)程度，流體類型及性質(zhì)等等;第二、三類因素主要是指生產(chǎn)條件改變對(duì)出砂的直接影響，很多是可以由人控制的，包括油層壓力及生產(chǎn)壓差、液流速度、多相流動(dòng)及相對(duì)滲透率、毛細(xì)管作用、含水變化等。通過尋找這些因素與出砂之間的內(nèi)在關(guān)系，可以有目的地創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件來避免或減緩出砂。

（三）油藏防砂概況。在采油二廠細(xì)粉砂巖油藏中，在防砂方式上采用機(jī)械防砂，主要防砂工藝為循環(huán)充填防砂，防砂工具為充填防砂封隔器，防砂管柱采用縫寬為0.2mm的繞絲篩管，攜砂液使用區(qū)塊凈化稠油熱污水或者低粘攜砂液，用0.425-0.850mm的石英砂作充填防砂的主要原材料，400型水泥泵車，加砂比3%-15%。

（四）區(qū)塊綜合防砂技術(shù)路線。采油二廠某區(qū)塊的出砂情況與其它區(qū)塊不同，出砂井多、出砂量大、出砂粒徑小，以泥質(zhì)細(xì)粉砂為主，常規(guī)的方式方法很難滿足防治砂的技術(shù)要求，必須結(jié)合區(qū)塊油藏地質(zhì)特征、流體物性、出砂原因、區(qū)塊開發(fā)方式、井身結(jié)構(gòu)、油井的生產(chǎn)情況等諸多因素與防排砂技術(shù)、方法之間進(jìn)行優(yōu)化，建立一套綜合防治體系，通過集成防排砂工藝，提高技術(shù)性能，優(yōu)化技術(shù)參數(shù)，完善施工工藝等，使之形成具有防、擋、排、固等多種功能，確定技術(shù)路線如下：（1）出砂井段長(zhǎng)的油井防砂。對(duì)油層厚度大，出砂層數(shù)多的油井，尤其是出砂井段>50m的油井，為提高防砂成功率，重點(diǎn)以分段處理、分段防砂為主處理。（2）口袋淺、出砂量大的油井防砂。針對(duì)出砂嚴(yán)重，作業(yè)過程中管柱不能正常下到位的油井，采用沖防一體化工藝，若中途因出砂遇阻，可邊沖邊下。對(duì)水平井、大斜度井更有優(yōu)勢(shì)。 （3）稠油泥質(zhì)細(xì)粉砂復(fù)雜出砂井防砂。稠油泥質(zhì)細(xì)粉砂高周期吞吐后，由于吞吐半徑增大，采出程度提高，汽竄出砂井增多。為解決稠油流動(dòng)性問題，需配套防砂降粘復(fù)合工藝。采用單一采用固砂或循環(huán)充填有效期短、效果差，需優(yōu)化應(yīng)用防砂復(fù)合工藝，兩種工藝優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，采用固砂+近井充填防砂的方法。

二、防砂相關(guān)參數(shù)

（一）攜砂比及攜砂液粘度。攜砂液的攜帶能力取決于充填排量、攜砂比、攜砂液粘度。因此，可通過計(jì)算臨界排量的方法確定此兩項(xiàng)參數(shù)。

（二）沖防一體化工藝。1.技術(shù)原理。針對(duì)出砂嚴(yán)重，作業(yè)過程中管柱不能正常下到位的油井，若中途因出砂遇阻，可邊沖邊下當(dāng)管柱下到預(yù)定位置后，座封沖防砂封隔器并丟手，反洗出座封球后進(jìn)行充填防砂施工，待施工結(jié)束后起出防砂服務(wù)管柱。該工藝管柱是水平井底部逆向充填管柱的優(yōu)化與改進(jìn)。在充填過程中需注意優(yōu)化砂比、排量等充填施工參數(shù)，避免水平段形成砂橋?qū)е鲁涮钸^程中出現(xiàn)砂堵影響充填效果。底部充填工藝克服了頂部充填因水平井底部滲透率高或漏失而造成的水平段充填不完全，同時(shí)可進(jìn)行酸洗，對(duì)水平井防砂井段泥餅進(jìn)行清除，提高近井地帶的導(dǎo)流能力，提高油井產(chǎn)量。2.技術(shù)特點(diǎn)。（1）針對(duì)出砂嚴(yán)重井，管柱下不到位時(shí)，可以邊沖邊下，一趟管柱實(shí)現(xiàn)沖砂、防砂工序，從而到達(dá)設(shè)計(jì)要求位置;（2）一趟管柱實(shí)現(xiàn)了沖砂、防砂一體化，簡(jiǎn)化了工序，提高作業(yè)效率，節(jié)約成本。（3）優(yōu)點(diǎn)：解決了大斜度井頂部充填倒扣卡管柱及沉砂快的井下不到位的問題。

3.適用范圍。出砂程度嚴(yán)重，下管柱時(shí)因出砂不能正常下到位油井，特別是水平井、大斜度井。

（三）直井防砂配套工藝優(yōu)化。1.技術(shù)原理。循環(huán)充填防砂完井目前主要分為兩大類：頂部循環(huán)充填和底部循環(huán)充填。直井套管內(nèi)充填防砂采用的是頂部充填施工方法，避免了沉砂口袋淺時(shí)，充填礫石時(shí)堵塞充填口，導(dǎo)致填砂量過少。直井頂部充填過程：將砂漿從油管內(nèi)泵入，到達(dá)充填工具下方的轉(zhuǎn)換孔流出，由于工具的單向密封作用，迫使砂漿沿篩管/套管環(huán)形空間下行，并在油層及環(huán)形空間內(nèi)逐漸堆積，而脫砂液通過篩縫進(jìn)入篩管，通過沖管返至充填工具內(nèi)、外管之間的夾壁腔，并從上方旁通孔流出進(jìn)入油管/套管環(huán)形空間，繼續(xù)上行至井口，完成充填。2.技術(shù)特點(diǎn)。（1）充填口在頂部，重力沉降，充填口不會(huì)被堵。（2）不適應(yīng)井斜角大于30度的出砂井。對(duì)上部有射開層的井只能循環(huán)充填加砂量少有效期短?？诖鼫\出砂快易砂埋。

三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

沖防一體化防砂技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用：

2020年1-7月份，采油二廠實(shí)施充防一體化機(jī)械防砂施工工藝?yán)塾?jì)12口井次，防砂成功率100%，時(shí)率提高至97.9%，減少起下管柱作業(yè)72趟，沖砂作業(yè)12次，縮短工期30天。防砂工藝實(shí)施前，隨流體運(yùn)移的地層顆粒堵塞流動(dòng)通道。進(jìn)行防砂作業(yè)后，降低堵塞程度，建立良好的油流通道，油能順利通過孔道，油井產(chǎn)出油量上升，含水率降低，有針對(duì)性地進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工工藝及參數(shù)、優(yōu)化地面擠注設(shè)備組合，確保施工質(zhì)量，才能使防砂技術(shù)達(dá)到最佳效果。

作者簡(jiǎn)歷：馬榮超，男，漢族，本科學(xué)歷，黨員，1971年出生