安塞油田長10油藏出砂規(guī)律研究及防砂效果分析

李 瑤，王驍軻

（1.中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第一采油廠，陜西西安 710000；2.中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司培訓(xùn)中心，陜西西安 710000）

在滲透率低而地層壓力高的油田，出砂嚴(yán)重導(dǎo)致油井無法生產(chǎn)，影響油田產(chǎn)量，現(xiàn)有的機(jī)械固砂工藝成功率低，適用范圍小[1]。為解決油井出砂問題，應(yīng)深入剖析出砂井原因，根據(jù)不同的出砂機(jī)理，采用不同的治理方法，優(yōu)化固砂工藝，提升固砂的成功率，確保油井正常生產(chǎn)[2]。

1 油井出砂規(guī)律研究

1.1 出砂現(xiàn)狀

長10 層油井出砂以壓裂砂為主，砂質(zhì)顆粒大小、磨圓均勻，還有少部分的地層砂。截至目前共有出砂井46 口，其中重復(fù)出砂井8 口，平均砂面高度37.8 m，砂埋深孔段17 口井，出砂相對(duì)比較重。井筒出砂中79.4%為壓裂砂，地層細(xì)粉砂占24.2%，反映出有一定的地層出砂現(xiàn)象（見圖1）。

圖1 長10 出砂井砂樣

2 出砂原因分析

2.1 地質(zhì)因素分析

沉積特征:巖性為細(xì)-中粒長石砂巖，局部粗粒砂巖；膠結(jié)中等，薄膜-孔隙型；濁沸石含量高，溶蝕強(qiáng)烈。

儲(chǔ)層物性:層內(nèi)非均質(zhì)性強(qiáng)，局部存在高滲帶，平均滲透率反映油層物性存在很大的偏差性。

儲(chǔ)層的敏感性:長10 儲(chǔ)層具有中等偏強(qiáng)速敏特征，速敏傷害率在62%～92%。

2.2 開采因素分析

地層壓力:地飽壓差小，2.28 MPa，地層壓力下降導(dǎo)致地層脫氣嚴(yán)重，油井氣量高，氣相流動(dòng)速度快，對(duì)巖石顆粒剪切作用力強(qiáng)。

儲(chǔ)層改造方式:濁沸石解理脆性強(qiáng)，壓裂改造中易破碎，會(huì)導(dǎo)致孔隙、滲透率增大；對(duì)高滲透率井改造時(shí)未考慮固砂問題。

采液速度:膠結(jié)疏松、速敏的高滲地層，當(dāng)油層內(nèi)流體流速高于臨界流速時(shí)，穩(wěn)定程度降低，地層易出砂。

3 影響出砂的因素

3.1 流速對(duì)出砂的影響

在無水驅(qū)替時(shí)可以單考慮流體流速對(duì)出砂的影響，由于開發(fā)早期，地層壓力還未出現(xiàn)大的下降、原油中還未含水的條件下，采油量與地層出砂量的關(guān)系。巖心實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（見圖2），不含水的情況下，驅(qū)替液量的增加，單位體積出砂量增加，當(dāng)驅(qū)替量達(dá)一定數(shù)值后，出砂減少，直至不出砂。巖心在驅(qū)替量為30 mL，流速為0.5 mL/min 時(shí)開始出砂；在流速達(dá)到4.50 mL/min，驅(qū)替液量為155 mL 時(shí)出砂量最大；當(dāng)流速達(dá)到8.0 mL/min 后，巖心幾乎不出砂。巖心在8 mL/min高流速驅(qū)替下的累積出砂量為17.56 mg。

圖2 巖心流速與滲透率及出砂量關(guān)系

3.2 注入量對(duì)出砂的影響

了解出砂隨生產(chǎn)歷史的變化情況，判斷出砂油層的出砂類型。在正常生產(chǎn)條件下，出砂隨時(shí)間而逐漸減少稱為不穩(wěn)定出砂；油少生產(chǎn)過程中長時(shí)間穩(wěn)定地連續(xù)出砂稱為連續(xù)性出砂；短時(shí)間內(nèi)大量出砂造成油井突然砂堵稱為突發(fā)性出砂。安塞油田長10 油藏油層表現(xiàn)為連續(xù)性出砂與不穩(wěn)定出砂兩種類型兼而有之。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見圖3）。

圖3 累積產(chǎn)液量與出砂量關(guān)系

3.3 含水對(duì)出砂的影響

實(shí)驗(yàn)按驅(qū)替液含水0，20%，40%，60%，80%進(jìn)行5組實(shí)驗(yàn)，每個(gè)不同含水飽和度下實(shí)驗(yàn)流速為:0.5，0.8，1.0，1.2，1.5 mL/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見圖4）。當(dāng)含水從20%增至40%時(shí)，其出砂增加幅度較大；當(dāng)含水為40%至60%時(shí)，出砂隨流速增加呈穩(wěn)定趨勢；當(dāng)含水達(dá)到80%時(shí)，出砂量明顯增加；當(dāng)油井含水率超過20%時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取防砂措施。

圖4 流速與出砂量關(guān)系

4 防砂工藝及效果分析

4.1 含配套井筒防砂工具

長10 油井含氣量大且出砂嚴(yán)重，氣錨、防砂泵、防砂器等井下工具，均不能滿足井下既防氣又防砂的效果，通過對(duì)氣錨和防砂器的改進(jìn)，研制出防砂氣錨，通過對(duì)現(xiàn)場43 口油井修井跟蹤看，僅5 口油井尾管中出現(xiàn)細(xì)砂，其余均無。從使用效果看，防砂氣錨能有效的防止粒度較大砂粒進(jìn)入泵筒，保護(hù)深井泵正常工作。

缺點(diǎn):防砂氣錨能起到泵筒的防砂作用，但不能徹底的防治油井出砂。對(duì)部分出砂嚴(yán)重的油井出砂量會(huì)掩埋射孔段導(dǎo)致油井不出液。

4.2 防砂新工藝實(shí)驗(yàn)

針對(duì)重復(fù)出砂油井開展地層防砂實(shí)驗(yàn)，采用封隔高壓一次充填工具與割縫篩管配套，將礫石充填于管外產(chǎn)層孔洞和篩管與套管環(huán)形空間，形成高效能擋砂屏障，減少油層出砂?，F(xiàn)場實(shí)施3 口井，生產(chǎn)周期相比實(shí)施前延長了445 d，其中高17-20 正常生產(chǎn)時(shí)間延長至655 d，從生產(chǎn)動(dòng)態(tài)看，除高13-24 因自噴轉(zhuǎn)抽后產(chǎn)量下降，其余兩口井防砂后產(chǎn)量穩(wěn)定。

4.3 防濾失壓井液實(shí)驗(yàn)

高52 區(qū)塊北部油井地層能量虧空嚴(yán)重，油井出砂后，采用常規(guī)清水沖砂洗井時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖砂液倒吸地層現(xiàn)象，尤其以水平井最為嚴(yán)重，這樣既達(dá)不到徹底清洗井筒的作用，又傷害地層，影響油井正常生產(chǎn)。沖砂洗井時(shí)采用ADYJ-A 型無濾失壓井液，配液80 m3，配液濃度0.9%。沖砂洗井液量140 m3，返出80 m3，存在一定程度漏失，但沖洗至人工井底，沖砂洗井后排液期僅1 d 時(shí)間，產(chǎn)量恢復(fù)至正常生產(chǎn)水平，達(dá)到預(yù)期目的。

5 結(jié)論

（1）油井在無水期生產(chǎn)時(shí)，可以采取攜砂生產(chǎn)，但應(yīng)控制其采油速度。

（2）油井見水后，應(yīng)及時(shí)采取防砂措施，同時(shí)制定合理工作制度，避免出砂加劇。

（3）在注水過程中應(yīng)采取切實(shí)可行的調(diào)整措施，控制油井產(chǎn)水率的上升，并確保注入水礦化度與地層的配伍性。

（4）循環(huán)防砂能有效解決重復(fù)出砂油井，延長油井生產(chǎn)周期。

（5）采用防濾失壓井液沖砂洗井，攜砂效果好，能起到徹底沖砂的作用。

（6）防濾失壓井液可降低洗井液倒吸地層現(xiàn)象，有效減少洗井液用量，洗井后排液期短。