劉言理（大港油田公司 石油工程研究院，天津 300280）

1 出砂機(jī)理研究

在疏松油藏中，在將地層流體采出地面的同時(shí)也攜帶了大量地層砂，會(huì)堵塞管道，磨損地面和井底設(shè)備[1]，增加施工成本。油井出砂的過(guò)程機(jī)理:地層中的巖石受流體和固體壓力作用下逐漸破碎，破碎成小顆粒的巖石隨地層流體經(jīng)過(guò)油管被舉升到地面，在此期間可能在井筒中的工具處堆積。在此期間也存在著流體相的變化，特別是水錐進(jìn)現(xiàn)象，對(duì)出砂情況產(chǎn)生重大影響。

目前針對(duì)水錐進(jìn)現(xiàn)象和出砂直接的關(guān)系眾說(shuō)紛紜。很大一部分人持如下觀點(diǎn):地層疏松后會(huì)出現(xiàn)親水現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的存在對(duì)砂子向一起聚集提供了極大的好處，從而使水錐進(jìn)現(xiàn)象更加嚴(yán)重。從根本上講，地層含水飽和度低則毛管壓力強(qiáng)，地層含水飽和度高則毛管壓力弱，地層不含水則不涉及毛管壓力，可認(rèn)為只存在一種流體。也有人認(rèn)為，油層出水現(xiàn)象不利于提高油水直接的相互滲透，為了增加油氣產(chǎn)量，油田公司提高壓降，這會(huì)導(dǎo)致地層出砂。此外，地層出水具有一定的粘度，增加了地層砂在運(yùn)移過(guò)程中的阻力?？偠灾?，目前關(guān)于油層出水和出砂二者之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

2 老井防砂完井措施分析

當(dāng)?shù)貙又械膸r石受內(nèi)應(yīng)力影響破碎有出砂或固體相時(shí)，油田公司可以采取相應(yīng)措施使井內(nèi)流體流動(dòng)速度下降，這樣砂子就無(wú)法隨流體流動(dòng)運(yùn)移。同時(shí)，也可以設(shè)置篩管，阻擋地層砂進(jìn)入井筒和油管中。在防止砂子出現(xiàn)移動(dòng)的同時(shí)，我們不能對(duì)油井的產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響。目前，油田公司采用的防砂方式以機(jī)械防砂為主:套管內(nèi)循環(huán)充填、套管外擠壓充填、裸眼礫石充填等。針對(duì)疏松程度一般的儲(chǔ)層，我們也可采用無(wú)篩管完井。目前化學(xué)防砂完井應(yīng)用也越來(lái)越多，利用膠結(jié)砂支撐劑支撐井眼附近油層，同時(shí)膠結(jié)砂的滲透性較大，完全能確保地層流體的順利進(jìn)入井筒。當(dāng)油井生產(chǎn)一段時(shí)間后，地層壓力溫度發(fā)生變化，最初采取的防砂完井技術(shù)防砂效果將會(huì)下降，比如，開(kāi)始采用裸眼篩管完井技術(shù)的油井在開(kāi)采一段時(shí)間后，篩管變形，縫隙變大，地層砂就會(huì)進(jìn)入井筒，最終導(dǎo)致出砂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

油井發(fā)生出砂時(shí)，油田公司在采取防砂的同時(shí)一般會(huì)考慮整個(gè)工程的施工成本。當(dāng)油層產(chǎn)量較大且生產(chǎn)日期不長(zhǎng)時(shí)，一般采取側(cè)鉆一口新井的做法。當(dāng)油井開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)，繼續(xù)開(kāi)采性價(jià)比較低時(shí)，一般盡量將剩余原油開(kāi)采出來(lái)而不采取其它的防砂增產(chǎn)措施是較好的選擇。否則，我們就要認(rèn)真仔細(xì)分析采取防砂完井措施的費(fèi)用和油井剩余效益的關(guān)系。防砂完井作業(yè)能否進(jìn)行與地層情況、油層產(chǎn)量、當(dāng)前的防砂完井技術(shù)的都有較大關(guān)系。

當(dāng)油井進(jìn)行較長(zhǎng)一段時(shí)間的生產(chǎn)之后，地層出砂，此時(shí)要采取老井防砂完井。該工藝涉及到完井施工設(shè)計(jì)、防砂完井工具的選用，比如組合縫篩管、精密復(fù)合篩管以及在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題等等各個(gè)方面。目前很多人員對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，給出了各式各樣的解決方案。

3 完井措施評(píng)估及效果分析

通過(guò)對(duì)老井防砂完井過(guò)程中的完井工具進(jìn)行問(wèn)題分析，發(fā)現(xiàn)老井防砂完井是阻止地層砂進(jìn)入井筒的一種有效措施，同時(shí)也可考慮對(duì)原工具進(jìn)行更新。要求防砂完井工具不僅能阻止地層砂進(jìn)入井筒還要最大限度的增加油井的可開(kāi)采時(shí)間。老井防砂完井涉及到的方面很多，因此很難客觀地對(duì)防砂完井效果進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)油層出砂較為嚴(yán)重時(shí)，我們一般會(huì)降低井底流體的流量。流量降低后地層出砂量將會(huì)隨之降低。當(dāng)措施后的出砂量與篩管的防砂能力均衡時(shí)，大家普遍認(rèn)為該防砂完井方式有效。于此同時(shí)，井底流量降低會(huì)影響產(chǎn)量，那么其它的有效措施也會(huì)同步進(jìn)行。

老井防砂完井工具的正確選用和防砂施工工藝的正確設(shè)計(jì)對(duì)防砂效果有著重大影響，加砂程序的設(shè)計(jì)將會(huì)影響礫石在地層和環(huán)空的充填效果。情況嚴(yán)重的可能在生產(chǎn)初期就發(fā)現(xiàn)篩管的變形。其它的方面，如對(duì)地質(zhì)情況的了解不深入，對(duì)攜砂液與地層的配伍性研究不足以及對(duì)充填工具的設(shè)計(jì)不合理都將導(dǎo)致施工的失敗或效果不好。

在防砂完井施工過(guò)程中，如果篩管縫隙多大或過(guò)小，在生產(chǎn)初期不會(huì)對(duì)油井的產(chǎn)量造成影響，但是，當(dāng)油井生產(chǎn)若干年之后，由于地層性質(zhì)的變化，篩管可能由于出砂造成堵塞或者死油將篩管完全封堵，造成油井不產(chǎn)油。老井防砂完井系統(tǒng)中，篩管出問(wèn)題的可能性占絕大部分。如果只采用篩管裸眼完井，那么油層的影響將起較大作用。老井防砂完井過(guò)程總出現(xiàn)的故障一般體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

3.1 擠壓充填過(guò)程中引起篩管變形和沖蝕。

3.2 油井多年生產(chǎn)之后，篩管被腐蝕。

3.3 循環(huán)充填或擠壓充填過(guò)程中環(huán)空充填不均勻，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

3.4 攜砂液攜帶礫石流經(jīng)充填工具充填孔時(shí)砂比的不合適造成充填通道閉合。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)老井防砂完井的工藝和工具進(jìn)行相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，為增加防砂施工的成功率，非常有必要將施工設(shè)計(jì)與以往的施工經(jīng)驗(yàn)經(jīng)常相互參考。在整個(gè)防砂完井過(guò)程中，對(duì)整個(gè)工序全程監(jiān)督，防止意外發(fā)生。在油井生產(chǎn)過(guò)程中，盡量全面收集油井采出液的含水含砂數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。為新的更加有效的老井防砂完井措施的研究提供科學(xué)依據(jù)。

[1]汪紅霖等.國(guó)外防砂完井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山東化工,2014,43,69-71.