劉芳 吳岸 張文澤（長江大學,湖北 武漢430100）

隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展和科技的突飛猛進，出砂仍然是油氣田開采過程中最難解決的問題之一，我國疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲量大，占有重要地位[1]。這類油藏具有共同的特點，即通常為稠油油藏、高孔高滲、埋藏淺、膠結作用弱。油層出砂是由于井底附近地帶的巖石結構受到破壞所引起的，滲透率過高、地層壓力下降、生產壓差過大、固井質量差等都可能導致出砂，這會給生產過程帶來極大的傷害，如形成大孔道、井筒砂堵、腐蝕設備、損壞套管等，嚴重時甚至導致油井停產。這些危害迫使我們每年都需要消耗大量的人力物力財力進行防砂研究，這樣不僅提高了生產成本，還加大了油田的開采難度。因此，對疏松砂巖油藏采取合理有效的防砂方法進行開采具有十分重要的意義。

1 主要防砂工藝技術

1.1 纖維復合防砂技術

纖維復合防砂是采用耐鹽、抗酸、抗堿、抗溫能力較強、密度和地層密度接近的纖維，并用纖維表面處理劑處理其表面，增加其與樹脂的親和力，使纖維表面吸附一層可以膠結的物質[2]，確保纖維復合體的強度，通過相互纏繞、折疊形成具有穩(wěn)定結構的三維網(wǎng)絡，可以將砂粒裹住，形成具有一定強度和滲透性的網(wǎng)絡擋砂過濾體，阻擋了地層流體攜帶的細粉砂結合體和較大粒徑的砂粒進入井筒，起到了防砂、穩(wěn)砂、擋砂的作用。

纖維復合防砂無須下入篩管，對滲透率不會造成損害，降低了綜合成本[3]。纖維復合防砂能滿足稠油油藏的開發(fā)要求，在注蒸汽過程中對已經(jīng)形成的防砂墻沒有影響，充填層對地層砂骨架可以起到很好的穩(wěn)固作用，不僅能有效地防細粉砂，而且纖維復合砂體的自清潔作用還彌補了傳統(tǒng)防砂管柱容易被堵塞的缺限，可應用于多層完井。

1.2 高壓礫石充填防砂技術

高壓礫石充填防砂技術是在高滲透油藏開發(fā)中由于地層容易出砂導致油井減產甚至停產的基礎上提出的一種新型防砂技術。它是利用高壓一體化管柱在管外地層進行擠壓充填，然后在管內和篩管與套管的環(huán)形空間進行循環(huán)充填[4]，形成篩套環(huán)空礫石層。由于管外充填礫石提高了井筒附近地層的滲透性，管外、管內礫石層形成了擋砂屏障[5]，達到了防砂的目的。

該技術實現(xiàn)了管外、管內充填一體化，施工簡單，成功率高，不僅縮短了作業(yè)周期，而且節(jié)約了作業(yè)成本；同時管外充填砂體和管內砂體在高壓下一次性形成，砂體連續(xù)、穩(wěn)定、充實，防砂半徑大，防砂、擋砂效果好，延長了防砂有效期[4]。對地層虧空嚴重的井，應用高壓礫石充填防砂工藝，礫石主要指石英砂、陶粒、高溫涂料砂等，可有效的保護地層結構，提高防砂綜合效果，具有增產和防砂的雙重作用。

1.3 端部脫砂壓裂充填防砂技術

利用水力壓裂產生裂縫，大排量泵入低砂比砂漿[6]，在井底憋起高壓，當井底壓力大于地層破裂壓力時，在井底附近地層產生裂縫，由于注入速度大于濾失速度，裂縫向前延伸并填以壓裂前置液，最后壓裂液全部濾失至地層。縫內砂漿前緣到達縫寬很小的裂縫前緣端部，其中的砂粒被卡在具有一定硬度的裂縫壁面之間不再移動。繼續(xù)注液，在裂縫端部的狹小地帶逐漸堆積形成的砂橋，使壓裂液越不易通過砂橋，從而使得裂縫的縫長和縫高不能繼續(xù)延伸。泵壓增大，加速裂縫的體積膨脹，即縫寬變寬，形成短寬裂縫，當井底壓力或縫寬達到設計值時停止，用礫石進行充填，形成高導流能力的人工裂縫，達到防砂和改造地層的目的[7]。

高導流能力的壓裂裂縫改變了地層流體的滲流狀態(tài)，使原本的徑向流動變?yōu)殡p線性流動，這樣不僅使生產壓差減小了，而且大大降低了壓力梯度，還降低了地層流體對微粒的沖擊攜帶作用，因而減緩了儲層巖石的結構破壞，減輕了地層傷害，起到了有效的防砂作用，使油氣井產量大幅度提高。

2 防砂配套工藝技術

為減少地層出砂，除采用必要的防砂技術之外，還應該使用配套工藝技術，節(jié)約成本，獲取更大的經(jīng)濟效益，達到防砂和增產的雙重目的。下面重點介紹了幾種常用的防砂配套工藝技術。

2.1 地層預處理技術

針對鉆井過程中造成的油層傷害等問題，防砂前需進行原油降粘、油層炮眼清洗、酸化解堵、混氣排解堵等地層預處理，最大限度的解除鉆井液污染及地層堵塞對地層造成的傷害。根據(jù)儲層粘土礦物含量的高低選擇性能穩(wěn)定、抗攪動、耐沖刷、配伍性好、有效期長的防膨劑，防止地層粘土膨脹和運移，達到保護油層、降低油層近井地帶污染的目的。

2.2 管內環(huán)空陶粒充填技術[8]

采用比重低、質量高、強度中等的陶粒作為充填砂，可以有效提高油井防砂后的滲流能力，使充填層保持較好的滲透性，達到提高油井產能的目的。

2.3 抑砂擠壓充填工藝

鑒于伊利石、高嶺石等遇水破碎堵塞油層，需配套使用抑砂擠壓充填技術，先期采用前置體型高分子膜溶液進行抑砂固結，對粉細砂骨架進行“穩(wěn)砂”，有效避免細粉砂在層間運移，減緩了對儲層滲透率造成的傷害，最后按照儲層特點進行擠壓充填能達到較好的防砂效果。

2.4 高溫涂料砂封口技術[8]

高溫涂料砂具有在常溫下穩(wěn)定，不發(fā)生粘連和聚合反應，且在高溫蒸汽狀態(tài)下仍能保持滲透率不變的特性。涂料砂在充填過程末端被攜砂液攜到油井出砂部位，充填砂在注汽過程中受到高溫蒸汽的作用會發(fā)生交聯(lián)固結反應，進而形成具有一定強度的人工井壁，起到防砂作用。

2.5 螺桿泵舉升工藝

螺桿泵具有運行平穩(wěn)、耐磨、攜砂能力強等優(yōu)點。針對出砂嚴重的油層，為防止工作制度、加工工藝不合理和抽油桿斷脫等問題，需要嚴格按照國家標準生產、檢驗空心桿桿體的性能，保證油井嚴格按照設計進行施工，還使用了專用防脫抽油桿、抽油桿扶正器等，并通過優(yōu)化工藝設計提高了螺桿泵舉升工藝的適應性[9]。適用于稠油、出砂、產液量較高的油井。

3 結語

3.1纖維的抗鹽、抗酸、抗堿以及耐溫性能好，加入纖維后可提高樹脂涂敷砂強度的50%左右，同時改善了人工井壁的滲透性，延長了防砂有效期。纖維復合防砂技術對地層條件適應性強，尤其適用于氣井、套變井、粉細砂巖油藏，對于粘土含量高的油藏防砂增產效果尤為明顯。

3.2高壓礫石充填防砂具有防砂有效期長、增產、改善近井地帶的滲流情況、降低流動阻力等特點。

3.3端部脫砂壓裂充填防砂工藝對稠油、粉細砂巖具有較好的增產和防砂作用，發(fā)展前景廣闊。

3.4本文介紹了近年來發(fā)展起來的幾種主導的防砂工藝技術和配套工藝技術，希望對同類型油藏的高效開發(fā)具有指導意義。

[1]張琪.采油工程原理與設計[M].中國石油大學出版社,2000.

[2]張樹軍.改性纖維與特種纖維.北京∶中國石化出版社,1995.93-108,305-332.

[3]齊寧,張琪,周福建.纖維復合防砂技術的機理研究及應用[J].中國石油大學學報(自然科學版),2007,31(2)∶83-86.

[4馮勝利,石振軍,梁永杰,等.高壓充填防砂工藝在澀北氣田的應用[J].特種油氣藏,2006,13(3)∶73-75.

[5]黃文強.高壓礫石充填防砂技術在曙三區(qū)的應用[J].特種油氣藏,2010,17(4)∶110-114.

[6]張啟漢,張士誠,黃曉東.端部脫砂壓裂充填防砂設計及其在澀北氣田的應用[N].中國石油大學學報,2007,31(6)∶55-60.

[7]敖西川,郭建春,侯文波.高滲透油層端部脫砂壓裂技術研究[J].鉆采工藝,2003,26(4)∶25-27.

[8]魏勇舟.稠油吞吐井防砂技術應用及效果分析[J].內蒙古石油化工,2015,04∶109-110.

[9]趙曉,周俊杰,吳杰生.羊三木油田疏松砂巖稠油油藏綜合配套技術[J].石油鉆采工藝,2002,S1∶17-19.