稠油防砂相关工艺技术应用

马荣超　

【摘 要】 为了进一步提高河南油田分公司采油二厂细粉砂岩油藏井防砂开采效果，在油藏物性，油砂粒度中值、防砂现状等进行分析基础上，确定了防砂工艺优化技术思路。通过对现有防砂及相关工艺的改进、完善，解决目前防砂工艺存在的主要问题，通过优选配套充填砾石及滤砂管，优化施工参数，优化充填口，冲防一体化工，封堵技术优化，形成了一套适用于稠油细粉砂防砂工艺，获得了良好的经济效益。

【关键词】 稠油细粉砂砾石充填 防砂工艺 参数优化

一、稠油细粉砂砂岩油藏防砂近况

采油二厂细粉砂岩油藏主要分布在井楼三区、七区、八区、杨浅3区等四個区块。这些区块合计控制地质储量1688万吨。细粉砂含量在70%以上，平均含量6%以上，蒸汽吞吐开发导致生产压差大，生产过程中出砂严重，影响生产时率28%。

（一）油藏储层物性。稠油细粉砂油藏具有“浅、薄、稠、松、小”的特点。油藏埋藏浅，埋深90-700m，绝大多数小于500m;油层厚度薄：油层单层厚度1-4m，层系组合厚度2-15m;原油粘度稠：脱气原油粘度90-160000mPa·s;油层胶结松：稠油油藏因其埋藏浅，成岩性差，油层胶结疏松，油层易出砂。以井楼油田为例，地层砂粒度中值范围0.05-0.25mm，平均粒度中值为0.11mm。

（二）区块出砂机理研究。影响地层出砂的因素大体可分为三大类，即油藏因素、开发因素和完井因素。第一类因素由地层和油藏性质决定，主要包括构造应力、沉积相、岩石颗粒大小、形状、岩矿组成，胶结物及胶结程度，流体类型及性质等等;第二、三类因素主要是指生产条件改变对出砂的直接影响，很多是可以由人控制的，包括油层压力及生产压差、液流速度、多相流动及相对渗透率、毛细管作用、含水变化等。通过寻找这些因素与出砂之间的内在关系，可以有目的地创造良好的生产条件来避免或减缓出砂。

（三）油藏防砂概况。在采油二厂细粉砂岩油藏中，在防砂方式上采用机械防砂，主要防砂工艺为循环充填防砂，防砂工具为充填防砂封隔器，防砂管柱采用缝宽为0.2mm的绕丝筛管，携砂液使用区块净化稠油热污水或者低粘携砂液，用0.425-0.850mm的石英砂作充填防砂的主要原材料，400型水泥泵车，加砂比3%-15%。

（四）区块综合防砂技术路线。采油二厂某区块的出砂情况与其它区块不同，出砂井多、出砂量大、出砂粒径小，以泥质细粉砂为主，常规的方式方法很难满足防治砂的技术要求，必须结合区块油藏地质特征、流体物性、出砂原因、区块开发方式、井身结构、油井的生产情况等诸多因素与防排砂技术、方法之间进行优化，建立一套综合防治体系，通过集成防排砂工艺，提高技术性能，优化技术参数，完善施工工艺等，使之形成具有防、挡、排、固等多种功能，确定技术路线如下：（1）出砂井段长的油井防砂。对油层厚度大，出砂层数多的油井，尤其是出砂井段>50m的油井，为提高防砂成功率，重点以分段处理、分段防砂为主处理。（2）口袋浅、出砂量大的油井防砂。针对出砂严重，作业过程中管柱不能正常下到位的油井，采用冲防一体化工艺，若中途因出砂遇阻，可边冲边下。对水平井、大斜度井更有优势。 （3）稠油泥质细粉砂复杂出砂井防砂。稠油泥质细粉砂高周期吞吐后，由于吞吐半径增大，采出程度提高，汽窜出砂井增多。为解决稠油流动性问题，需配套防砂降粘复合工艺。采用单一采用固砂或循环充填有效期短、效果差，需优化应用防砂复合工艺，两种工艺优点结合，采用固砂+近井充填防砂的方法。

二、防砂相关参数

（一）携砂比及携砂液粘度。携砂液的携带能力取决于充填排量、携砂比、携砂液粘度。因此，可通过计算临界排量的方法确定此两项参数。

（二）冲防一体化工艺。1.技术原理。针对出砂严重，作业过程中管柱不能正常下到位的油井，若中途因出砂遇阻，可边冲边下当管柱下到预定位置后，座封冲防砂封隔器并丢手，反洗出座封球后进行充填防砂施工，待施工结束后起出防砂服务管柱。该工艺管柱是水平井底部逆向充填管柱的优化与改进。在充填过程中需注意优化砂比、排量等充填施工参数，避免水平段形成砂桥导致充填过程中出现砂堵影响充填效果。底部充填工艺克服了顶部充填因水平井底部渗透率高或漏失而造成的水平段充填不完全，同时可进行酸洗，对水平井防砂井段泥饼进行清除，提高近井地带的导流能力，提高油井产量。2.技术特点。（1）针对出砂严重井，管柱下不到位时，可以边冲边下，一趟管柱实现冲砂、防砂工序，从而到达设计要求位置;（2）一趟管柱实现了冲砂、防砂一体化，简化了工序，提高作业效率，节约成本。（3）优点：解决了大斜度井顶部充填倒扣卡管柱及沉砂快的井下不到位的问题。

3.适用范围。出砂程度严重，下管柱时因出砂不能正常下到位油井，特别是水平井、大斜度井。

（三）直井防砂配套工艺优化。1.技术原理。循环充填防砂完井目前主要分为两大类：顶部循环充填和底部循环充填。直井套管内充填防砂采用的是顶部充填施工方法，避免了沉砂口袋浅时，充填砾石时堵塞充填口，导致填砂量过少。直井顶部充填过程：将砂浆从油管内泵入，到达充填工具下方的转换孔流出，由于工具的单向密封作用，迫使砂浆沿筛管/套管环形空间下行，并在油层及环形空间内逐渐堆积，而脱砂液通过筛缝进入筛管，通过冲管返至充填工具内、外管之间的夹壁腔，并从上方旁通孔流出进入油管/套管环形空间，继续上行至井口，完成充填。2.技术特点。（1）充填口在顶部，重力沉降，充填口不会被堵。（2）不适应井斜角大于30度的出砂井。对上部有射开层的井只能循环充填加砂量少有效期短。口袋浅出砂快易砂埋。

三、现场应用及效果评价

冲防一体化防砂技术在现场的应用：

2020年1-7月份，采油二厂实施充防一体化机械防砂施工工艺累计12口井次，防砂成功率100%，时率提高至97.9%，减少起下管柱作业72趟，冲砂作业12次，缩短工期30天。防砂工艺实施前，随流体运移的地层颗粒堵塞流动通道。进行防砂作业后，降低堵塞程度，建立良好的油流通道，油能顺利通过孔道，油井产出油量上升，含水率降低，有针对性地进行优化应用，优化设计施工工艺及参数、优化地面挤注设备组合，确保施工质量，才能使防砂技术达到最佳效果。

作者简历：马荣超，男，汉族，本科学历，党员，1971年出生