韓宗正

摘要：遼河油田稠油區(qū)塊的開采方式有：蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SGAD等，地層巖石受蒸汽的影響，出砂較為嚴(yán)重。針對稠油區(qū)塊的出砂特點，以及油井機械防砂在井筒內(nèi)留有殘余物、施工程序復(fù)雜，化學(xué)防砂有效期短等問題，研制開發(fā)出將射孔和防砂兩個工藝過程一次施工完成的一項先期防砂技術(shù)，經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用，表明對該技術(shù)對遼河油田稠油區(qū)塊是一種非常有效的防砂方法。

關(guān)鍵詞：遼河油田；射孔防砂；防砂材料；施工安全；現(xiàn)場應(yīng)用

引言

遼河油田大部分出砂區(qū)塊為稠油區(qū)塊，主要有：杜813塊、杜84塊、錦45塊、洼38塊等。稠油區(qū)塊地層巖石受注入蒸汽的影響非常大，出砂較為嚴(yán)重。首先蒸汽擁有很強的沖刷作用，會對巖石顆粒產(chǎn)生巨大的、持續(xù)的拉伸破壞。而且蒸汽對巖石顆粒產(chǎn)生溶蝕作用，降低巖石的膠結(jié)強度。根據(jù)防砂原理及工藝特點，目前防砂方法主要有機械防砂、化學(xué)防砂兩大類。機械防砂技術(shù)一般是僅下入機械防砂管柱或機械防砂管柱礫石充填。這種方法完井后井筒內(nèi)都留有管柱、而且礫石充填工藝復(fù)雜，防砂管柱容易被砂埋，后期管柱失效后不易打撈?；瘜W(xué)防砂主要分為化學(xué)固砂和人工井壁兩種?；瘜W(xué)防砂施工后井筒內(nèi)不留有管柱、便于后期處理。但是成本高，而且容易老化、有效期短。

針對以上防砂技術(shù)特點，研制開發(fā)出復(fù)合射孔防砂技術(shù)，它將射孔和防砂兩個工藝過程一次施工完成，極大地簡化施工程序，與其它防砂方法相比具有施工簡單、節(jié)約資金的技術(shù)優(yōu)勢。

1 復(fù)合射孔防砂技術(shù)原理

復(fù)合射孔防砂技術(shù)是利用復(fù)合射孔彈在對套管射孔的過程中，將射孔與防砂作業(yè)同時完成。復(fù)合射孔彈內(nèi)裝有防砂材料，當(dāng)聚能射孔彈起爆后，形成的高溫、高壓射流穿透套管在油層中射孔，形成射孔技術(shù)要求的孔眼形狀。聚能射孔彈起爆瞬間，點燃射孔彈中主裝藥，其爆炸產(chǎn)物迅速膨脹，使射孔槍內(nèi)部壓力急劇升高，將防砂材料從槍管的射孔孔眼中推出，以不規(guī)則狀交織壓實并固定于打出的地層孔道中，形成一個防砂的遮擋層，完成防砂過程，射孔防砂工藝原理及防砂材料充填見圖1。

2 防砂材料定位技術(shù)研究

復(fù)合射孔防砂技術(shù)的關(guān)鍵在于將送入孔道的防砂材料牢固地鑲嵌于地層中，封堵住射孔孔道。通過防砂材料的選擇、防砂材料的組成及制作工藝等優(yōu)化試驗研究來確保防砂材料在油層中的定位和固定，提高最終的防砂成功率。同時不應(yīng)對油層套管造成新的破壞。根據(jù)各井地層的具體情況，防砂材料的大小和密度應(yīng)該是可調(diào)的。

2.1 防砂材料的選擇

防砂材料在井下既要承受一定的地層壓力，還要耐地層流體的腐蝕等。因此篩選不銹鋼絲作為防砂材料，主要對金屬絲的形狀、性質(zhì)進行選擇，以滿足充填定位的需要。首先加工不同硬度和形狀的四棱不銹鋼絲，然后將其用模具成型，加工出不同大小和密度的顆粒。因為金屬絲球具有多棱的特點，同時金屬顆粒大小、密度不一樣，鋼絲硬度、形狀也不同，從槍內(nèi)噴出的速度也就不一樣，因此相互補充，相互勾聯(lián)性能更好。

2.2 支撐劑優(yōu)選及裝填方式優(yōu)化設(shè)計

為了保證防砂材料定位后有足夠的滲透率使油流通過，而且提高防砂效果。從支撐劑的材質(zhì)和形狀上選擇多棱白鋼塊，由于多棱白鋼顆粒有多個棱角，在火藥的推動下高速運動，很容易與鋼絲球穿插勾聯(lián)在一起，因此形成的防砂塞強度較大，不易被推出。在支撐劑選用具有很高的耐蝕性，優(yōu)良的塑性，易加工硬化的不銹鋼?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)支撐劑的裝填量，來形成不同數(shù)值的擋砂粒徑，支撐劑的裝填量可經(jīng)過試驗確定，。

3現(xiàn)場施工安全技術(shù)

目前，在現(xiàn)場施工應(yīng)用中，判斷射孔槍是否起爆，采取地面監(jiān)測的判斷辦法，其缺點是如果射孔過程中起爆器、傳爆管、導(dǎo)爆索等出現(xiàn)半爆、殘爆現(xiàn)象時，無法判斷射孔槍是否完成100%起爆，現(xiàn)場施工起槍中存在安全隱患。

為此在復(fù)合射孔防砂槍管柱底部設(shè)計連接一長延期尾聲彈，它可以輸出二靶聲音信號。當(dāng)現(xiàn)場監(jiān)測到它的信號時，可以為判定射孔槍全部射孔，實現(xiàn)了復(fù)合射孔防砂技術(shù)安全實施。

5 現(xiàn)場應(yīng)用

復(fù)合射孔防砂技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，目前已形成150、140、127、102、89、73六種槍型，高、中、低、超低壓四種參數(shù)的防砂配套產(chǎn)品。已在遼河油田稠油區(qū)塊應(yīng)用超過500井次，取得了良好的防砂生產(chǎn)效果。典型應(yīng)用效果如下所示：

通過復(fù)合射孔防砂技術(shù)措施施工井與其臨井對比可以明顯看出：復(fù)合射孔防砂技術(shù)具有良好的防砂生產(chǎn)效果，而鄰井均有不同程度的出砂現(xiàn)象，進行了檢泵作業(yè)。

6 結(jié)論

1）復(fù)合射孔防砂技術(shù)是一種先期防砂技術(shù)，一次作業(yè)實現(xiàn)射孔與防砂兩種工藝技術(shù)，有效降低了措施成本，而且井筒內(nèi)無管柱，便于后期作業(yè)。

2）通過復(fù)合射孔防砂技術(shù)在遼河油田的典型應(yīng)用效果可以得知：復(fù)合射孔防砂技術(shù)在稠油油藏具有良好的防砂生產(chǎn)效果，出砂檢泵次數(shù)少。

3）通過設(shè)計長延期尾聲彈，極大地提高了現(xiàn)場施工安全，實現(xiàn)了復(fù)合射孔防砂技術(shù)安全實施。

參考文獻

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（作者單位：中國石油遼河油田鉆采工藝研究院）