稠油開采防砂技術(shù)及相關(guān)影響因素

（勝利油田分公司濱南采油廠采油管理七區(qū) 山東 256600）

在油藏開發(fā)過程中防砂是極為重要的工作內(nèi)容之一，而在疏松砂巖油藏開發(fā)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(chǎn)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(shù)進(jìn)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(jī)械、化學(xué)等多種防砂技術(shù)，但是防砂措施的有效實施必須對流體性質(zhì)、巖石性質(zhì)以及相關(guān)生產(chǎn)制度進(jìn)行綜合分析。

1.稠油開采相關(guān)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(jīng)進(jìn)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(xiàn)已在工業(yè)各個環(huán)節(jié)和階段進(jìn)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(huán)氧丙烷、烷基苯磺酸鈉、水溶性環(huán)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(nèi)稠油與活性水溶液充分融合，在稠油變成粘度較低、穩(wěn)定性較弱的水包油乳狀液時再對其實施常規(guī)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(dá)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(yīng)用的油井有較大局限性，工藝同樣較為復(fù)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(nèi)的稠油與定量稀油進(jìn)行混合，在達(dá)到降低稠油粘度的目的后采用常規(guī)方法對稠油實施開采。這一方法在稀油資源地區(qū)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(fā)揮有效作用，國內(nèi)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(shù)

(1)機(jī)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(jìn)行細(xì)分，主要有篩管預(yù)井預(yù)防砂以及泵下懸掛濾砂管等。篩管預(yù)井預(yù)防砂與泵下懸掛濾砂管相比更為先進(jìn)，因此優(yōu)勢也較為明顯，具有成本低、操作方便、難度較低等優(yōu)勢，但是因其強(qiáng)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(xiàn)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(yù)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(wěn)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(yán)重破壞的骨架應(yīng)力結(jié)構(gòu)中更為實用。以上兩種方法均主要應(yīng)用于中砂巖地層。

(2)礫石充填防砂

在篩管下入井內(nèi)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(hù)屏障。這一防砂方法操作便捷、應(yīng)用范圍廣，因此在開采作業(yè)中能夠得到廣泛使用。

3.稠油開采防砂相關(guān)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(guān)鍵要素，而縫寬的選擇則應(yīng)以砂粒徑為評判標(biāo)準(zhǔn)。工作人員不僅需要對某一處砂井粒度中值進(jìn)行調(diào)查和判斷，更要考慮到各個區(qū)塊的情況，綜合考慮全區(qū)出砂井出砂粒徑，在現(xiàn)場防砂工作進(jìn)行時全面分析粒徑，以此為基礎(chǔ)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(yīng)性實施評判的關(guān)鍵指標(biāo)之一，因原油粘度的不同，因此各個井區(qū)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(qū)域中應(yīng)使用大篩管以滿足生產(chǎn)需求[7]。在高粘原油出砂井稠油開采過程中要對篩管強(qiáng)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(guān)聯(lián)，防砂管的長度應(yīng)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(jìn)而提升防砂工作質(zhì)量[8]。

(3)出砂速度

在稠油開采過程中，對于井內(nèi)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(xiàn)較快上漲態(tài)勢，則在實施防砂管柱時應(yīng)保持警惕態(tài)度，因為若出砂問題嚴(yán)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(fā)揮作用[9]。對于這一情況則應(yīng)采用化學(xué)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(jìn)行一定程度解決。

(4)防砂管設(shè)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(shè)計加工水平，新時期防砂管已經(jīng)在傳統(tǒng)防砂管基礎(chǔ)上得到了較大發(fā)展，無論是結(jié)構(gòu)設(shè)計亦或是加工工藝都有了極大進(jìn)步。且科學(xué)技術(shù)發(fā)展使得防砂管設(shè)計加工過程中融入了更多現(xiàn)代化科技，機(jī)械防砂工藝也逐步向多元化發(fā)展。以機(jī)械防砂管柱來說，在新時期已經(jīng)不再以繞絲篩管為基礎(chǔ)，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(nèi)繞絲篩管防砂。不僅如此，各項防砂技術(shù)也得到了長足進(jìn)步，因此，防砂工作無論是效率還是質(zhì)量都有了極大提升。

(5)原油粘度

稠油開采防砂質(zhì)量還與原油粘度有極大相關(guān)性，因為原油粘度過高將出現(xiàn)砂粒運移情況。一般來說，原油粘度越高，開采過程中產(chǎn)出液搖曳力也會隨之增強(qiáng)。不僅如此，黏度過高會使得防砂管柱因裹挾泥沙過多而產(chǎn)生堵塞，影響防砂管的正常使用，甚至?xí)斐蓾B流通道堵死，進(jìn)而縮短防砂管柱使用壽命[11]。因此在原油開采工作進(jìn)行中若粘度過高，則應(yīng)以出砂情況作為評判標(biāo)準(zhǔn)，若出砂情況并不嚴(yán)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(jié)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(jìn)而加重稠油開采時的出砂情況。因此，相關(guān)工作人員必須首先對于油井地層進(jìn)行充分分析和理解，優(yōu)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(hù)。通過對于油層防砂工藝的優(yōu)化降低修井次數(shù)，進(jìn)而有效延長其生產(chǎn)壽命，為稠油開采工作提供基礎(chǔ)保障。