楊麗　裴鵬飛　龐珂寅

摘 要：現(xiàn)階段我國對石油量的需求在不斷提升，解決油井出砂問題已成為我國石油業(yè)的主要研究方向之一。本文簡述了油井出砂原因及防范治理措施，主要內(nèi)容包括地質(zhì)因素、開采方式因素、機械防砂、化學(xué)防砂等，旨在為專業(yè)人士提供相關(guān)理論支持。

關(guān)鍵詞：油井;出砂原因;防砂措施

1 油井出砂的危害

在實際開采石油期間，出現(xiàn)出砂現(xiàn)象的原因多是由于儲蓄石油的底層的土質(zhì)強度過低，或是相關(guān)工作人員開采石油的方案以及操作步驟出現(xiàn)問題對巖體結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致在開采工作進行期間，巖石跟隨原油進入機械設(shè)備，使設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)固態(tài)物質(zhì)，造成設(shè)備故障影響原油的質(zhì)量。另外，該土層的巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對整個開采區(qū)域的地下結(jié)構(gòu)造成極大的影響，嚴(yán)重情況下，會使油井坍塌，發(fā)生工程事故。與此同時，油井出砂影響到該油井的原油產(chǎn)量，長期出現(xiàn)出砂的情況，且不及時采取有效的解決措施，會導(dǎo)致原油停產(chǎn)。

與此同時，經(jīng)過長時間的開采，該地區(qū)的石油量會有所下降，造成地下能源層降低，導(dǎo)致該片區(qū)域的基層厚度減小，進而引發(fā)油井出砂的現(xiàn)象，在此種情況下，便難以保持開采原油工作的穩(wěn)定程度。另外，進行石油開采的企業(yè)大多使用抽油泵的形式進行開采，而該種方式，無法在油井出現(xiàn)出砂的現(xiàn)象時，滿足砂井升舉的需求。因此，對于油井出砂的問題，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況，仔細(xì)分析，及時制定有效的解決方案，以提升石油開采的品質(zhì)。

2 油井出砂原因分析

油井出砂主要是因為地層中砂粒等雜質(zhì)在油井抽取石油過程中內(nèi)外生產(chǎn)壓差較大，在砂粒隨著生產(chǎn)步驟逐漸流向井底的過程中，一部分砂粒被原油液體攜帶至井口，另一小部分因密度差異而沉積油井底，長久循環(huán)而形成的大量積砂。油井出砂問題有多方面原因，其主要原因為地質(zhì)因素和開采方式因素。

2.1 地質(zhì)因素

自然地質(zhì)問題容易導(dǎo)致油井出砂情況的發(fā)生，自然形成的油田地層中，地層巖石膠裝結(jié)合物強度較低，開采過程中經(jīng)過油田沖刷容易堆積成積砂層，發(fā)生出砂情況。在油田正常生產(chǎn)過程中，開采原油中后期會使用注水開采方式收集原油，由于注水開發(fā)技術(shù)的長久應(yīng)用，會導(dǎo)致在排水同時攜帶部分砂石狀顆粒物，容易引起出砂。而油井開采區(qū)內(nèi)外開采壓力差較小時，壓力沖擊依舊存在，也會引起巖石層膠狀物質(zhì)被攜帶或沉入井底，導(dǎo)致油井出砂。

巖石層的結(jié)構(gòu)是造成油井出砂的關(guān)鍵因素。在開采石油期間，工作人員將地下的原油抽出，使地下土層受到的壓力逐漸增大，以造成巖石結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，嚴(yán)重的情況下，會造成巖石的大面積脫落，出現(xiàn)油井出砂的情況。另外，巖層的應(yīng)力分布也是導(dǎo)致油井出砂的因素。經(jīng)過一段時間地開采工作，使油井的深度逐漸增加，而相應(yīng)的開采壓力也在提高，當(dāng)達到某一點時，會破壞土層的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)紊亂，引起出砂現(xiàn)象。

2.2 開采方式因素

在開采石油的過程中，外力引起油井出砂的問題也較為關(guān)鍵。隨著開采深度的逐漸增加、設(shè)備提取石油流動速度的逐漸加快、所需石油量的逐漸增多，開采過程所需的石油壓力不斷加大，這樣的開采方式容易破壞地底開采區(qū)石油層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時會引起石油層巖皮脫落、巖質(zhì)疏松，從而產(chǎn)生大量油砂。此外，在開采過程中，采油人員的操作不規(guī)范、不合理也會導(dǎo)致油井出砂情況的發(fā)生，例如，部分采油企業(yè)在開采石油原油過程中，過分追求石油開采速度，忽略石油開采層的長久使用性，隨意更改開采速率，操作諸多不合常理、不規(guī)范的方式都會逐漸導(dǎo)致油田出砂情況的嚴(yán)重發(fā)生，影響油井采油的正常進行[1]。

3 油井出砂防范治理措施

3.1 機械防砂

機械化防砂工藝技術(shù)主要是指利用井下機械化防砂工具，達到相應(yīng)防砂效果。機械化防砂技術(shù)工藝適用于多種類型油井，防砂效果顯著、適應(yīng)性強，主要應(yīng)用方式是將機械化防砂工具下入油井內(nèi)，利用機械工具直接阻止石油攜帶砂石進入抽油管內(nèi)，從而達到防砂、除砂的效果。在實際應(yīng)用中通常使用的機械化防砂工藝包括礫石充填防砂、焦化防砂等。礫石充填防砂主要對于稀油井及注水井的防砂效果較為適用，礫石防砂主要是篩選適合油井的礫石，應(yīng)用礫石的熱穩(wěn)定性能高，在高溫高壓環(huán)境中不易改變其結(jié)構(gòu)性質(zhì)的特性，從而達到攔截砂石、防止砂石流出的效果。焦化防砂，利用機械化工具向巖層內(nèi)注入熱空氣，使石油在溫度較高的情況下將巖層砂石凝固，從而達到機械化防砂的效果。

3.2 化學(xué)防砂

化學(xué)防砂技術(shù)方法主要指的是應(yīng)用一種或多種化學(xué)藥劑填充進石油開采區(qū)，例如砂石凝固劑，將砂石凝固劑注入開采石油層，化學(xué)藥劑特性會使石油中攜帶的砂石顆粒吸引聚集，在油層內(nèi)形成較大塊狀的砂石物雜質(zhì)，通常這些形成的較大塊狀砂石物能夠與石油層巖石結(jié)合，在石油開采過程中，較大塊狀的砂石物無法通過石油管被攜帶出來，這樣使用化學(xué)技術(shù)操作達到防砂的目的的同時，還能夠增加地底巖層堆積物，充填巖層內(nèi)部空間。

在油井防砂操作中采用過濾試劑的方法也是常用的一種化學(xué)技術(shù)。將過濾劑均勻涂抹在石油層的巖層內(nèi)壁，在開采石油輸送過程中，過濾劑效果會將石油流動過程中攜帶的砂石吸附，方便除去原油中的砂石物質(zhì)，從而達到除砂、防砂的效果。此外，利用樹脂固砂防砂及高溫化學(xué)藥劑固砂等方法也能夠達到化學(xué)防砂的效果。樹脂固砂技術(shù)主要是將樹脂少量注入石油中，使樹脂與砂石膠狀結(jié)合，從而達到防砂的效果。

以上化學(xué)防砂方法在實際應(yīng)用中比較常用，通常在采取油井防砂過程中只采用其中一種防砂措施，效果比較不明顯，可以適當(dāng)采取多種化學(xué)防砂措施或與機械防砂、物理防砂等措施相結(jié)合的辦法實際應(yīng)用。針對不同的地質(zhì)、油質(zhì)條件選擇使用，都能較好的起到防砂、除砂效果[2]。

3.3 物理防砂

物理防砂工藝主要是在開采石油抽油管內(nèi)增加機械部件，在抽油過程中直接對抽油管道采取防砂的一種操作工藝。常用的物理防砂工藝為油砂分離器法防砂及金屬纖維防砂管防砂。油砂分離器表面較光潔，運用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對石油攜帶砂石物進行過濾，使用此技術(shù)不僅能夠增加石油滲透率，還能防止抽取石油過程中石油管堵塞的情況發(fā)生。金屬纖維防砂管的管體主要由鋼材材質(zhì)制成，管體內(nèi)壁有相應(yīng)規(guī)律，該種材質(zhì)耐高溫、耐高壓，經(jīng)過加工處理后形成的纖維管應(yīng)用到石油抽取管道中，能很大程度的減少石油攜帶砂石物通過防砂管，具有良好的除砂、防砂性能。

3.4 攜、排砂技術(shù)

該種攜、排砂技術(shù)是針對出砂井，在井內(nèi)安裝相應(yīng)的井下設(shè)備，以延長油井的使用時間。該類防砂方式是通過利用抽油泵以及沉砂器、沖砂器共同作業(yè)實現(xiàn)防砂的目的。另外，該種方式還可以通過虹吸管實行沉砂處理，以盡可能并避免出現(xiàn)油泵被卡出的情況。此外，需要工作人員注意的是，該項工序應(yīng)在抽油泵停工期間進行操作，運用沉砂設(shè)備對泵內(nèi)的砂體起到阻礙的作用，以免上部的砂石對整個泵體造成影響，以降低泵體被卡住的可能性。與此同時，還可以利用排液將上部分的砂石排除泵內(nèi)。該類管柱沉砂設(shè)備是由彈性擋砂器以及外筒和虹吸管組成。將擋砂器放置在外筒的上方，并在管內(nèi)加入恭喜孔，以共同完成攜、排砂的操作，最終達到防砂的目的。

3.5 現(xiàn)代化防砂

應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)手段進行石油防砂主要在開采井內(nèi)注入化學(xué)試劑，使開采油井層周圍形成固定保護，再利用現(xiàn)代化防砂形成雙層保護，增加除砂、防砂效果的實際應(yīng)用。在操作中主要有兩種實際應(yīng)用方法，固定位置法及人工膠結(jié)地層法，著兩種方法在實際應(yīng)用中較為適用，固定位置法主要在抽油管周圍巖層中注入樹脂砂漿、填充組織等原料，使其在短時間內(nèi)構(gòu)建相應(yīng)空間，這種方法能夠較好的應(yīng)用在維護油井工具的操作中，在應(yīng)用固定位置法防砂技術(shù)時需要保證固井工具質(zhì)量，避免在實際操作過程中發(fā)生意外情況[3]。

4 結(jié)論

總而言之，避免油井出砂問題的發(fā)生是當(dāng)下石油工業(yè)不可忽視的研究重點，在石油開采過程中，及時有效地采取相應(yīng)防砂治理措施，不僅能解決油井出砂情況的影響，還能有效提高石油的產(chǎn)量。

參考文獻：

[1]李帥.錦612塊油井出砂綜合治理[J].化工管理，2019 （16）：184.

[2]王定祥.油井出砂原因及防砂技術(shù)應(yīng)用[J].化工管理，2019 （02）：200-201.

[3]郭茂野.油井防砂工藝技術(shù)研究[J].化工管理，2019 （29）：181-182.