防砂井提液技術(shù)研究與應(yīng)用

王福兵，郭文峰，孫柏東，呂建海

（勝利油田勝利采油廠，山東 東營 257000）

1 防砂井電泵提液現(xiàn)狀

1.1 概況分析

自2002年以來，勝坨油田防砂井電泵提液累計(jì)實(shí)施30井次，防砂后繼續(xù)采用電泵提液井僅有66 %，后期供液不足被迫改抽或停產(chǎn)10口井，平均免修期308 d。其中，4口井免修期超過600 d，6口井在開井后短時(shí)間內(nèi)失效。

1.2 防砂井電泵提液存在的問題

1.2.1 存在的問題

防砂井電泵提液主要存在的問題，一是開井后供液能力變差，產(chǎn)能降低；二是充填效率低，開井后出砂污染充填層，短期內(nèi)失效。

地層砂分選差、防砂井段長、井況復(fù)雜是導(dǎo)致防砂后供液能力下降和免休期短的主要影響因素。其中，粉細(xì)砂占40 %，長井段占20 %，管柱問題占30 %，其他占10 %。

1.2.2 防砂失效分析

防砂后由供給邊緣向井底的流動(dòng)分為四部分，總壓降為：

供給邊緣到井筒附近的徑向流：

射孔孔眼附近的球面向心流：

通過射孔孔眼的單向流：

井筒內(nèi)由射孔孔眼到篩管的發(fā)散流：

防砂井的總壓降主要消耗于地層及射孔孔眼內(nèi)，在充填完善、入井介質(zhì)清潔時(shí)，防砂系統(tǒng)帶來的總壓降在3.16 MPa～3.76 MPa之間。

防砂失效的主要表現(xiàn)形式為產(chǎn)能降低：

（1）緩慢降低，除地層能量自然衰減影響外，產(chǎn)能降低主要原因是地層粉細(xì)砂、黏土顆粒砂逐漸侵入充填層。

（2）急劇降低，長井段、油層跨度大，礫石充填過程中層內(nèi)、環(huán)空充填效率低，開井后在p的作用下，地層砂短期內(nèi)快速鑲嵌污染充填層，導(dǎo)致了油井產(chǎn)能迅速降低。

（3）井況復(fù)雜，主要指防砂生產(chǎn)層以上井段有非生產(chǎn)層，需要防砂后卡封。該類井電泵提液后，封隔器易失效，導(dǎo)致砂卡。例如：NHT90－6井防砂后生產(chǎn)24 d高含水停，上修驗(yàn)套在1 908.0 m～1 918.0 m漏失，再次投產(chǎn)欠載停機(jī)大修撈防頂。

針對防砂井電泵提液存在的問題，對充填工藝、防砂管柱優(yōu)化等方面進(jìn)行優(yōu)化研究，完善電泵防砂提液模式。

2 防砂技術(shù)優(yōu)化措施

2.1 防砂工藝優(yōu)選

孔眼內(nèi)及套管外充滿地層砂時(shí)，壓降和液量成正比；孔眼內(nèi)及套管外充滿陶粒砂時(shí)，壓降與充填介質(zhì)滲透率成反比。

環(huán)空擋砂屏蔽：

射孔炮眼和防砂篩管：

當(dāng)射孔孔眼內(nèi)充滿地層砂時(shí)，孔眼內(nèi)壓降約占總壓降的48 %，而充滿充填陶粒時(shí)僅為29 %，但地層到井筒比例達(dá)到了67 %。向地層近井地帶、射孔孔眼充填足量的陶粒砂體是提高防砂井產(chǎn)能的保證。因此，防砂工藝應(yīng)優(yōu)選二步法預(yù)充填、密閉擠壓充填防砂方式。

2.2 充填礫石分級優(yōu)化

篩析實(shí)驗(yàn)取得砂樣粒度中值 d50，據(jù) Saucier公式：D50＝（5～6）d50，充填礫石粒度中值D50。粉細(xì)砂粒徑0.08 mm，充填礫石粒度中值0.4 mm～0.48 mm。充填礫石級數(shù)由供給邊緣至井筒分順序三級，粒徑依次為0.2 mm、0.6 mm、0.8 mm。

采取分級充填可以減少滲透率極差帶來的影響，充分發(fā)揮單層潛能。

2.3 防砂管柱優(yōu)化

長井段油井采取分級充填管柱，優(yōu)勢是：①提高環(huán)空充填效率；②減少后期打撈處理難度。

開放式防砂管柱調(diào)整儲(chǔ)備腔的長度、滲透率實(shí)現(xiàn)密封性。產(chǎn)能降低后，采取解堵、補(bǔ)砂技術(shù)，可有效的解決充填層堵塞的問題，重新恢復(fù)產(chǎn)能。

2.4 防砂井產(chǎn)能預(yù)測

油井產(chǎn)量和井底流動(dòng)壓力的關(guān)系遵循采油指數(shù)公式：

可以通過油井生產(chǎn)時(shí)不同參數(shù)下的產(chǎn)液量、液面等，繪制油井產(chǎn)能簡易計(jì)算圖，根據(jù)產(chǎn)能預(yù)測簡易計(jì)算，可以初步確定防砂后油井提液幅度。

2.5 應(yīng)用效果

2009年勝坨油田電泵井防砂9口，根據(jù)不同井況采取二步法預(yù)充填、密閉擠壓充填、擠壓循環(huán)充填防砂工藝，提高了近井地帶、井筒環(huán)空充填效率。

增油效果：日產(chǎn)液量由124.0 m3/d上升到240.2 m3/d，平均單井增油由6.3 t/d上升到12.4 t/d。

產(chǎn)能預(yù)測：不防砂提液動(dòng)液面預(yù)測下降150.6 m，防砂后提液實(shí)際動(dòng)液面下降283.6 m，預(yù)測結(jié)果與實(shí)際基本吻合。

3 結(jié)論

（1）電泵井防砂采用二步法防砂，保證每個(gè)射孔孔眼、近井地帶填滿礫石，提高礫石層滲透率，是提高防砂井產(chǎn)能的根本保證。

（2）地層砂分選差的粉細(xì)砂井防砂時(shí)，應(yīng)采取多級礫石充填，從而達(dá)到降低壓力損失，提高供液能力的目的。

（3）防砂后增加了井底流動(dòng)阻力，但可以通過產(chǎn)能預(yù)測，合理選擇泵型及泵掛深度，滿足液量要求。