岩油藏稠油井防砂技术应用

孙俊

摘  要：随着开采程度的加深，砂岩油藏油井出砂情况会日趋严重，由于出现大量的细粉砂和泥质成份，传统的防砂方法已解决不了此类问题，造成部分出砂严重井甚至停产。针对这一现状，对其进行充分的研究，通过特种排砂泵、机械防砂与压裂防砂相结合的综合防砂技术，达到使严重出砂井恢复常规生产，有效延长检泵周期，降低出砂油井综合开采成本的目的。

关键词：出砂油井;特种排砂泵;机械防砂;压裂防砂;延长检泵周期

前 言

锦州油田的开发已经进入中后期，随着采出程度的加大，出砂区块、油井不断增加，出砂粒径也逐年减小。特别是以JL07块为代表泥质粉砂岩油藏，在短期生产过程中，大量出砂和泥浆，砂柱高度平均70m，频繁出现砂卡泵、砂埋油层、砂埋管柱的问题，导致油井不能正常生产。

1 地质概况

JL07块总体是由三条边界断层所夹持的单斜构造，内部发育六条四级断层，将该块分成五个次级断块，地层倾角3°-4°，开发目的层为Yl油层和XYL油层，为薄互层状边底水油藏。储层物性差，砂岩油藏，胶结较疏松，一般为泥质胶结，泥质含量为8.7%。储层岩性主要为含砾的不等粒砂岩和中-细粒砂岩;粒度混杂，非均质性较强，其中以不等粒砂岩为主。

2 出砂状况

JL07块自开发投产以来，由于大量出砂和泥浆，大多数油井不能正常生产，初期投产的10口油井，生产不到1 年就有9口井停产，平均每口井累计生产天数为47 天，检泵冲砂返大量的细粉砂和泥浆块，砂样分析粒度中值为0.175 mm。为确保开发效果，曾先后对该类油藏采用了绕丝筛管砾石充填、金属棉筛管和高温固砂剂防砂，有效期最长不超过31天，就相继出现严重堵塞、砂卡和砂埋。

3 防砂方案制定

3.1 防砂原理

造成JL07块油井停产的主要原因是油井大量出细粉砂和泥浆。虽然在该井投产初期就采用了绕丝筛管砾石充填防砂技术，但这项技术存在2大缺陷，一是早期砾石充填为沉积式充填，砾石层排列松散，挡砂效果差;二是管内砾石充填易导致地层砂与充填砂充分混合，造成挡砂层渗流能力急剧下降，最终供液差停产。该区块防砂成功的关键是要处理好清除井筒和近井地带的泥浆，将早期的沉积式充填变为挤压式充填。因此采用特种排砂泵强制排出细粉砂，同时采用烧结滤网筛管将大粒径中值砂粒在近井地带形成人工井壁，并结合压裂充填防砂可以很好地解决问题。

3.2 配套技术原理及性能指标

3.2.1特种排砂泵工作原理

特种排砂泵主要有上游动阀（大流道阀）、合金柱塞、下游动阀、合金泵筒、刮垢装置、加长管、进油阀、分流接头、外管等零部件组成，如右图所示。上冲程时，短泵筒下面的泵腔体积增大，压力减小，进油阀在其上下压差作用下打开，采出液进入泵腔，与此同时，游动阀在其上下压差作用下关闭，柱塞上部的采出液沿油管排到地面。下冲程时，柱塞压缩泵腔内的采出液，使进油阀关闭，游动阀打开，采出液进入泵上油管。柱塞一上一下，抽油泵完成了一次循环，与此同时，油井采出液中大砂粒顺利滑落进泵下的沉砂筒中。如此周而复始，重复进行循环。

3.2.2 压裂防砂技术的防砂机理

压裂防砂是目前国际最先进的防砂技术，该技术把防砂与增产有机的结合起来，在实施压裂防砂过程中，随着裂缝的延伸和液流的冲刷，将地层砂推向裂缝远端，随后充填石英砂支撑已形成的水力裂缝，地层砂不可能与充填砂在缝内发生严重的混合，而缝内主要存在的是脱水后的高渗透支撑剂。支撑裂缝则形成了一条液流的新的高速通道，压裂防砂产生的高导流能力裂缝对地层出砂趋势产生控制作用，这种控制作用主要表现在3个关键环节上，即①防止减缓岩石结构的破坏;②降低流体对地层微粒的冲刷和携带能力;③以及裂缝填砂带对地层微粒的桥堵作用。3种作用机理的结合形成压裂裂缝的综合防砂机理。

3.2.3烧结滤网防砂筛管

烧结滤网筛管是最新研制的新型筛管，它是采用N80套管作为基管，在基管上按一定规则打孔，基管外按一定角度固定有支撑筋用來支撑过滤材料，过滤材料通过支撑环和对接支撑环定位，在其外面有一层均匀布孔的护套用来保护过滤材料。

4 现场试验

2010年，通过JL07块综合应用强排砂泵、机械防砂与压裂防砂相结合的综合防-排砂技术，成功地复产了2口长停井，为下一步泥质粉砂岩油藏的防砂工作开辟了新途径。

以JL07-72井为典型井例。该井累计生产89 d，累计注汽20198 m3，累计产油 667 t，累产水665 m3。检泵记录为出大量的细粉砂和泥浆，岩性显示为褐黑色富含油细砂岩，经过充分的分析论证，决定对该井实施强排-深防技术。

（1）特种排砂泵。排砂泵运行后7小时内连续排出细砂约10 m3。此后，因油井供液不足，采取定期低冲次运行强排砂泵恢复地层能量，待地层能量恢复后提高冲次进行排砂。如此循环工作10天后，井口已很少见出砂，起泵探砂面，无砂，洗井返清水。

（2）压裂防砂。对于JL07块中高渗油层采取压裂防砂技术关键在压裂时要形成“宽短裂缝”，而正常的压裂设计不符合要求，我们必须重新开展压裂工艺设计，力求在压裂过程中实现“端部脱砂”，形成“宽短裂缝”。

5应用效果

JL07-72井注汽焖井4天后，油压为6.5 MPa，套压为4.8MPa。为充分利用热能，决定采用6 mm油嘴放喷生产，日产液22 m3，日产油1t。根据采油日报，自喷5天后含水降至75%，日产液16m3，日产油4t，此后含水逐渐下降至19%，日产液12m3，日产油10t。后换用8 mm油嘴生产，含水略有升高，截至目前，已吞吐2轮，累计增油190t。

6 结论

（1）通过该项技术在JL07块长停井上的成功实施，为锦州油田出砂油藏防砂开辟了一条行之有效的新途径。

（2）与常规防砂技术相比，该防砂技术不仅可以有效地防治细粉砂，而且对油层具有压裂效果，其增油效果明显。

（3）完成了强制排砂系统的研究、设计、试验的任务，并在实际应用中做了改进，为下一步的工作奠定了基础。

参考文献

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