油井防砂工艺研究与展望

石磊

【摘要】随着油田进入开发生产后期，开采难度不断加大，出砂井数和频次越来越高，如何应用更先进的防砂工艺技术，提高防砂效果显得尤为重要。

【关键词】油井防砂工艺研究

当前，辽河油田防砂工艺技术已实现了由单一的生产维护措施到防砂增产措施的转变；由单项工艺技术到配套集成技术系列的转变；工艺向油藏深入，不断提高工艺与油藏适应性的转变。通过数据统计分析及调研走访，发现了防砂工艺技术在应用实施、质量管理、监督监控、人员素质等方面存在着各种各样的问题。为了进一步提高辽河油田防砂工艺水平，最大程度提高中高渗透疏松砂岩油藏的采出程度，提高该类油藏油井的防砂免修期，降低油田的防砂作业成本，需建立完善的防砂市场监督管理体系，制定科学的技术规范，为辽河油田实现千万吨稳产提供有效的保障措施。

1 疏松砂岩油藏开发中面临的难题

（1）高含水油井。主要特点是油井采油强度高、生产压差增大，出砂加剧；注水开发使地层胶结物不断溶失，导致地层骨架破坏，出砂加剧，含水上升，影响油井生产；套变套损井逐年增多，据不完全统计，每年套损套变井按照正常生产井的20%速度递增。

（2）复杂结构井主导防砂工艺是滤砂管防砂，最近已开展了水平井砾石充填试验。

（3）稠油粉细砂岩地质情况下防砂难度较高

稠油疏松砂岩区块，携砂力强，防砂注汽后，一方面放喷速度过快，易冲蚀挡砂屏障。另一方面粉细砂运移，导致油井产能迅速降低。

2 加强防砂工作采取的措施

2.1 注重基础理论分析与研究

“不谋全局者不足谋一域，不谋万世者不足谋一时。”无论做什么事都要从全局角度来考虑，从长远利益来策划，把握好事物发展的前进方向。一旦方向出现问题和偏差，不管你把事情做得多么好，只能是与你的初衷和预想的结果偏离得越来越远。也就是说，战略决定成败。通过对高含水油井测井资料、岩芯资料，测试资料等资料的处理分析，研究不同高含水油田临界流速、极限生产压差、累积出砂量的出砂规律，为高含水油田防砂工艺优化提供可靠的动态资料。

2.2 加强防砂新技术的合理吸收和消化

通过对国内外油田防砂新技术的进行跟踪，结合辽河油田勘探开发中不断暴露的矛盾，要注重技术引进与自主创新相结合的工作思路，加快裸眼井防砂、膨胀筛管、射孔防砂测试一体化等新技术的引进，不断解决油田在不同勘探开发期所暴露的新的矛盾。

2.3 当前正在积极推广的防砂工艺技术

2.3.1 高压一次性挤压砾石充填防砂工艺技术

砾石充填防砂研究在国内属起步阶段，我国大型实尺寸水平井砾石充填试验装置在数值模拟、参数优选、优化设计、砾石充填效果预测等方面都达到了国外同类技术水平，为提高我国水平井砾石充填防砂效果提供了可靠保证。

2.3.2 分层挤压砾石充填防砂工艺技术

一次性分层挤压砾石充填防砂工艺技术适用于出砂严重、防砂井段长、夹层大的油井，该工艺一趟管柱可以完成3层以上的油层挤压充填施工，挤压时封闭其它层而只对施工层高压施工，很好地解决了疏松砂岩油藏层间非均质性的防砂难题，又降低了作业成本，缩短了施工周期，减少了油层伤害。目前该项技术已较成熟。

2.3.3 水平井管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺技术

随着水平井的不断开发利用，老区含水升高，油层出砂加剧，大泵采液造成液流流速增加，单一的滤砂管防砂局限性逐渐暴露出来，对一些高泥质、粉细砂和一些稠油油藏，生产中极易堵塞滤砂管。为了进一步扩大水平井防砂技术应用范围，提高水平井防砂综合效果，目前已完成了一次性水平井砾石充填工艺管柱、低密度充填材料、清洁携砂液以及施工参数的优化研究，并进行了先导试验，均取得了较好的防砂效果。

2.3.4 壓裂防砂工艺技术的研究与实践

压裂防砂是防砂观念和防砂工艺的重要突破，它通过压裂改造技术，使油层产生短、宽裂缝，并向油层挤入高强度的砾石作为支撑剂，增大了油井的充填半径，解除了近井地带泥质、泥浆以及原油胶质、沥青质带来的污染，改善了近井地带流体的渗流方式，适用于地层较深、中高渗、出砂严重及存在一定污染油藏的油井防砂。

2.4 对防砂工艺技术的攻关性研究

2.4.1 高含水油田堵水防砂一体化技术研究

通过对目前国内防砂堵水剂调研评价，结合对高含水区块、油水关系复杂区块的出水规律、出砂机理以及二者之间的关系的研究，并对层内水侵、层间水窜等有效防治措施进行深入分析。

2.4.2 开展套变套损井等防砂工艺技术的攻关研究

随着套变套损井的增多，应开展套变套损井防砂工艺技术的攻关研究，引进配套膨胀筛管防砂工艺技术，最大限度的挖掘复杂地层油井防砂后的产能，形成套变套损井系列配套工艺技术。

2.4.3 高压砾石充填近井形态描述及评价技术研究

根据高压砾石充填防砂井现场实施工艺建立物理模型试验装置，进行高压砾石充填防砂充填过程实时模拟，获取地层形态及相关参数，以物模试验结果、测井资料、地质资料等材料为基础建立数学模型，进行高压挤压（压裂）防砂后近井地带动态描述以及不同施工参数下高压挤压（压裂）后地层形态研究并推导高压挤压（压裂）防砂井有效半径，平均渗透率、表皮系数等相关参数的计算公式，同时进行效果评价技术研究，最终利用现场效果评价监测技术对理论模型进行进一步评价与修正，对施工效果进行最终评估，建立一套完善的综合效果评价体系。

2.4.4 注聚区油井防砂工艺技术研究

该项目在开展注聚区油井出砂机理研究的基础上，一方面开展提高油井防砂效果的研究，通过改进与优化现有防砂工艺，并应用混纤维充填工艺来提高防砂强度，满足提液引效的要求；另一方面针对导致防砂后油井产液量低的不同因素，分别采取高压充填提高近井地带渗流能力、研发特种砾石充填防砂新工艺防止聚合物堵塞等措施，达到既能保证油井提液量又能防住砂的研究目的。

2.4.5 开展钻采一体化裸眼分层砾石充填防砂工艺的技术储备前期研究

用套管悬挂割缝管一趟管柱下入裸眼井，在夹层打裸眼封隔器分层以防止层间串通，防止生产后期层间水的侵入，用一趟管柱完成油层数层油层的循环环空砾石充填，同一趟管柱完成油层以上的水泥固井工作，省去射孔工序，大量降低生产成本，使地层和井筒最大程度地联通，最大程度的释放油层能量，提高产量。

3 几点思考和建议

（1）围绕油田开发形势，利用油田重视防砂工艺技术应用的契机，在做好油田防砂工艺技术现状调研及辽河油田防砂技术规范编制的基础上，努力筹办好油田防砂专题会，为实现油田区块防砂综合治理奠定良好的基础。

（2）做好防砂效果的跟踪、评价、分析，为工艺技术的改进，区块防砂水平的提高提供可靠的基础数据。

（3）加大同采油工艺所的结合力度，扎实了解、摸清影响油田疏松砂岩油藏开发的瓶颈问题，为针对性的攻关研究明确方向。