肖勝濱

【摘 要】隨著油田開(kāi)發(fā)的深入，油井出砂是油田開(kāi)發(fā)中碰到的最常見(jiàn)的問(wèn)題。而防砂作業(yè)施工質(zhì)量直接影響到油田開(kāi)發(fā)的效果。本文在油井出砂原因分析的基礎(chǔ)上，介紹了油井防砂機(jī)理和油井開(kāi)發(fā)中暴露出的問(wèn)題，闡述了提高防砂作業(yè)施工質(zhì)量的對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】防砂作業(yè)；施工質(zhì)量；對(duì)策

一、油井出砂原因分析

1.1儲(chǔ)層的膠結(jié)狀態(tài)

河口油田儲(chǔ)層的膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，膠結(jié)類型以孔隙膠結(jié)為主，膠結(jié)物含量較少，膠結(jié)疏松，尤其在油層含水后，部分膠結(jié)物質(zhì)被溶解，降低了巖石膠結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致儲(chǔ)層易出砂

1.2應(yīng)力狀態(tài)的變化

儲(chǔ)層垂向應(yīng)力的大小取決于油層埋藏深度和上覆巖石的密度。鉆井前砂巖油層處于應(yīng)力平衡狀態(tài)，但隨著油田開(kāi)發(fā)的延續(xù)，油層壓力自然下降，儲(chǔ)層砂巖體承載的負(fù)荷逐漸增加，砂粒間的應(yīng)力平衡破壞，增加了地應(yīng)力對(duì)巖石顆粒的擠壓作用，擾亂了顆粒間的膠結(jié)，也易導(dǎo)致地層出砂。

二、油井防砂機(jī)理

2.1繞絲篩管礫石充填防砂

采用下入防砂管柱（如割縫襯管、繞絲篩管、膠結(jié)成型的濾砂管、雙層或多層篩管等）后再進(jìn)行充填，充填材料最常用的是礫石，還可用果殼、果核、塑料顆粒、玻璃球或陶粒等，有效地把地層砂限制在地層內(nèi)，并能使地層保持穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)。該方法對(duì)地層的適應(yīng)能力強(qiáng)，無(wú)論產(chǎn)層厚薄、滲透率高低，夾層多少都能有效地實(shí)施；在老井作業(yè)中，還可起到恢復(fù)地層應(yīng)力的作用，從而延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，使出砂井能得到充分的利用。

2.2涂料砂防砂

將涂料砂通過(guò)管柱泵送到產(chǎn)層，并擠入套管以外的空穴中，形成密實(shí)充填，使地層恢復(fù)或部分恢復(fù)原始應(yīng)力。待這些充填材料凝固，形成具有一定強(qiáng)度的擋砂屏障后，再把井筒中多余的充填物鉆銑掉，使油井具備開(kāi)井生產(chǎn)條件。涂料砂防砂適用于滲透率相對(duì)均勻的油層段，在粉細(xì)砂巖地層中的防砂效果優(yōu)于機(jī)械防砂。

2.3復(fù)合防砂

高壓予充填石英砂擠實(shí)地層大孔洞，在近井地帶形成濾砂高滲透區(qū)域，提高擋砂強(qiáng)度和近井地帶的泄油能力，減小管內(nèi)充填礫石層，降低井筒流阻，涂料砂在近井地帶固結(jié)為新骨架，形成新的耐沖刷、高強(qiáng)度的相對(duì)穩(wěn)定的擋砂屏障，起防砂和保護(hù)管內(nèi)礫石層的雙重作用，再下入金屬繞絲篩管或激光割縫管、金屬棉濾砂管礫石充填，形成第三道濾砂層。復(fù)合防砂通過(guò)對(duì)地層進(jìn)行高壓充填石英砂，有效阻止部分地層砂向近井地帶運(yùn)移，提高近井地帶的滲流能力，起到改造地層的作用。

三、油井開(kāi)發(fā)中暴露出的問(wèn)題

3.1繞絲管防砂有效率下降

在油田開(kāi)發(fā)初期，防砂工藝單一，油井都采用繞絲篩管管內(nèi)礫石充填工藝防砂投產(chǎn)，取得了良好的防砂效果。但隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，地層虧空加大，出砂程度加劇，防砂難度增加，繞絲管防砂有效率下降，2008-2044年繞絲管防砂71井次，有效率74.6%。單一繞絲篩管防砂工藝難以適應(yīng)不同井況油井防砂的需要。

3.2涂料砂防砂有效期短

為便于油井后期措施的實(shí)施，從1999年開(kāi)始進(jìn)行常溫涂料砂防砂試驗(yàn)，由于常溫涂料砂最佳的固結(jié)溫度要求在60℃以上。同時(shí)受施工參數(shù)及部分油井層數(shù)較多的影響，涂料砂在各層段不能均勻分布，難以形成堅(jiān)固的人工井壁，導(dǎo)致防砂有效期較短。

3.3地層細(xì)粉砂易堵塞充填層及繞絲管

復(fù)合防砂施工時(shí)，在涂料砂充填過(guò)程中，在高壓下破碎的顆粒與部分地層砂膠結(jié)并與充填砂交混，形成混砂帶，如果混砂帶距套管較近，會(huì)產(chǎn)生地層堵塞；同時(shí)油井長(zhǎng)期生產(chǎn)，外來(lái)顆粒及地層微粒運(yùn)移也會(huì)產(chǎn)生堵塞。高壓充填改造后，初期會(huì)取得一定效果，但隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，堵塞顆粒不能排出地層，導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。同時(shí)由于儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)-粉細(xì)砂巖，施工時(shí)部分地層細(xì)粉砂回吐，堵塞防砂管柱的縫隙或孔隙，防砂后油流阻力增大，造成油層供液能力下降。

四、提高防砂作業(yè)施工質(zhì)量的對(duì)策

4.1優(yōu)化施工設(shè)計(jì)

（1）充填施工在口袋內(nèi)形成虧空事實(shí)存在，解決這一問(wèn)題有兩個(gè)辦法，一是下繞前不留口袋，繞絲直接下在砂面上，但是，油田出砂較重，繞絲往往下不到位，造成工序浪費(fèi)，作業(yè)隊(duì)對(duì)這一辦法不容易接受，也不容易實(shí)施。另外一種方法就是采用托砂工具，充填時(shí)促使砂橋形成，充填施工在高壓下進(jìn)行，為保證施工中皮碗不受力損，在皮碗下部設(shè)計(jì)0.3mm割縫數(shù)條，充填施工時(shí)，皮碗上下壓力平衡，皮碗不受力，又保證充填砂不能通過(guò)割縫。（2）重新評(píng)價(jià)地層砂，對(duì)不同區(qū)塊地層砂進(jìn)行篩分析，得出粒度中值、不對(duì)稱性、均勻系數(shù)等資料，根據(jù)有關(guān)公式，重新設(shè)計(jì)充填砂體系。（3）提高砂比與施工排量，改進(jìn)攜砂液性能.只有攜砂液得到改進(jìn)，才能有效地提高攜砂比，提高攜砂一方面能提高地層裂縫的鋪砂濃度，形成有效支撐，同時(shí)還可以減少攜砂液用量，減少地層污染，縮短大型施工時(shí)間，減少設(shè)備磨損.普通的攜砂液體系，如田莆攜砂液，價(jià)格低廉，傷害小，可以在我廠應(yīng)用。

4.2完善和配套復(fù)合防砂工藝

（1）解堵與復(fù)合防砂配套。在復(fù)合防砂施工中，為達(dá)到溶解破碎的涂料砂，排出堵塞顆粒，疏通地層的目的，采用了先解堵后防砂的方法：即對(duì)近井地帶存在堵塞的井，防砂前先采用濃度為1-2%的稀鹽酸解除地層堵塞，混氣水排出反應(yīng)生成物，疏通地層，提高近井地帶滲透率，然后進(jìn)行防砂施工。

（2）多層合采井，加強(qiáng)改造低滲透層。對(duì)于層數(shù)多、滲透率差異大的井，進(jìn)行全井一次性充填，不可避免地存在充填砂在各層分布不均的現(xiàn)象，滲透率高的層充填砂進(jìn)入多，而滲透率低的層進(jìn)入少，從而影響防砂增油效果。2006年對(duì)林樊家油田東部新井進(jìn)行了多次射孔、多次充填防砂試驗(yàn)，即將油井滲透率相近的小層組合到一起，分2次或3次射孔充填，然后全井進(jìn)行繞絲管防砂，加強(qiáng)對(duì)低滲透層的動(dòng)用。

4.3加強(qiáng)一次性高壓充填防砂工藝試驗(yàn)

針對(duì)復(fù)合防砂工序較煩瑣、占井時(shí)間長(zhǎng)的情況，2007年9月開(kāi)始試驗(yàn)一次性高壓充填防砂工藝：將防砂管柱及充填工具一次性下入井內(nèi)，使地層預(yù)充填和管內(nèi)礫石充填一次完成施工。其主要優(yōu)點(diǎn)是：將地層預(yù)充填和繞絲管充填兩道工序合二為一，減少了施工工序和作業(yè)占井時(shí)間，單井施工周期平均比復(fù)合防砂縮短5～8天。

4.4做好地面施工準(zhǔn)備

在大型防砂施工過(guò)程中，初期控制攜砂比，使用較小的攜砂比加砂，到了中后期，為達(dá)到在井筒周圍形成較好的擋砂屏障，往往使用大的攜砂比，對(duì)初期水壓形成的小裂縫進(jìn)行充填，在這過(guò)程中如果因水泥車故障等非人為因素導(dǎo)致施工中斷，使油管內(nèi)的砂子迅速沉積，砂埋油層或是堵油管，導(dǎo)致防砂失敗。要在平時(shí)的防砂施工中不但要注意各種施工參數(shù)的監(jiān)控，對(duì)于一些影響施工的細(xì)節(jié)方面同樣不能放過(guò)，必須嚴(yán)格按照要求，達(dá)到事半功倍的效果。

4.5加強(qiáng)施工過(guò)程控制

現(xiàn)使用的繞絲篩管對(duì)于循環(huán)充填井井筒的處理要求較高，在施工過(guò)程中我們也要求作業(yè)隊(duì)進(jìn)行刮管熱洗，因?yàn)榫蔡幚聿桓蓛艟涂赡芟氯肜@絲后灰漿及地層砂堵塞繞絲管縫隙，導(dǎo)致完井供液差。繞絲篩管堵塞在施工中最直接的表現(xiàn)就是循環(huán)帶壓。對(duì)于施工中一些不正常的細(xì)節(jié)不要抱有僥幸心理，出現(xiàn)這些狀況都是有原因的，如果不去分析造成的后果不僅浪費(fèi)了作業(yè)成本，更對(duì)整個(gè)作業(yè)質(zhì)量造成很壞的影響。

五、結(jié)束語(yǔ)

油井防砂作業(yè)要從精細(xì)管理防砂施工細(xì)節(jié)入手，精心做好設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用合理的防技術(shù)，做好地面施工準(zhǔn)備，加強(qiáng)施工過(guò)程控制，有利于提高防砂井措施效果。日常工作中，要細(xì)化防砂井施工資料錄取，為做好分析、總結(jié)防砂施工準(zhǔn)備第一手資料。

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