淺談林樊家油田防砂工藝

劉濱

一、 防砂工藝現(xiàn)狀

林樊家地區(qū)因油層出砂嚴(yán)重，油井必須進(jìn)行先期防砂才能投產(chǎn)，自開發(fā)以來先后采用過繞絲管管內(nèi)礫石充填防砂、涂料砂防砂和復(fù)合防砂工藝，取得了一定效果。但由于儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)-粉細(xì)砂巖，顆粒直徑最小只有0.05mm，防砂困難，防砂后滲流阻力增大，油層供液能力下降。

（1）出砂原因分析

造成油井出砂的因素分析有以下幾點(diǎn)：

①儲(chǔ)層的膠結(jié)狀態(tài)

林樊家油田儲(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

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。

③細(xì)粉砂影響

部分油井地層壓力較高，進(jìn)行繞絲管充填防砂充填施工時(shí)，地層細(xì)粉砂回吐進(jìn)入充填層，致使礫石層不致密，生產(chǎn)過程中地層砂就容易進(jìn)入井筒，造成油井出砂。

⑵防砂技術(shù)的分類

可分為繞絲篩管礫石充填防砂、涂料砂防砂、復(fù)合防砂。

⑶存在的問題

由于地層狀況的不斷變化，各種防砂工藝的缺點(diǎn)也逐漸暴露出來，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

①繞絲管防砂有效率低

②涂料砂防砂有效期短

③復(fù)合防砂易造成地層細(xì)粉砂易堵塞充填層及繞絲管

二、改善防砂工藝

針對以上問題，立足林樊家油田地質(zhì)特點(diǎn)，在完善和配套復(fù)合防砂工藝的基礎(chǔ)上，將防砂、治砂與改造地層和排砂相結(jié)合，加強(qiáng)一次性高壓充填、壓裂防砂、水力噴射排砂采油等新工藝的試驗(yàn)。

⑴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選用不同粒徑的石英砂進(jìn)行兩段塞充填施工

在施工中，先充填0.4-0.8mm石英砂作為擋砂層，然后充填0.8-1.2mm石英砂作為排砂層，達(dá)到排出地層細(xì)粉砂，提高近井地帶滲透率的目的。為了阻止大部分地層砂的運(yùn)移并排出少量的細(xì)粉砂，將兩種石英砂的充填比例定為2：1，同時(shí)對環(huán)空充填也采用大粒徑的0.8-1.2mm石英砂。

③多層合采井，加強(qiáng)改造低滲透層

2017年對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)對低滲透層的動(dòng)用。

⑵加強(qiáng)一次性高壓充填防砂工藝試驗(yàn)

針對復(fù)合防砂工序較煩瑣、占井時(shí)間長的情況，2015年9月開始試驗(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。

一次性高壓充填防砂工藝從2015年9月至2016年3月在林樊家油田共施工14口井，防砂成功率78.6%，有效率63.6%，防砂效果并不理想。

⑶試驗(yàn)水力噴射排砂采油工藝

2015年初突破出砂油藏常規(guī)觀念，試驗(yàn)水力噴射排砂采油工藝技術(shù)，其工藝原理是：以高壓水為動(dòng)力液驅(qū)動(dòng)井下噴射泵機(jī)組工作，將地層含砂液體吸入喉管的負(fù)壓腔，然后同動(dòng)力液一起（稱為混合液）排出地面。工作原理見圖3-2。

采用該工藝后，出砂井不用防砂就可以直接生產(chǎn)，為出砂油藏的開采提供了一條新途徑。

⑷試驗(yàn)壓裂防砂工藝

從2016年8月開始，在林樊家油田進(jìn)行了壓裂防砂工藝試驗(yàn)，將油層改造與防砂相結(jié)合，提高林樊家油田防砂效果。

①壓裂防砂工藝的技術(shù)特點(diǎn)

1、采用了能產(chǎn)生短、寬裂縫的端部脫砂（TSO）壓裂技術(shù)。

在膠結(jié)疏松的中、高滲透出砂油藏中，需要進(jìn)行壓裂產(chǎn)生短、寬裂縫，提高導(dǎo)流能力。端部脫砂（TSO）壓裂技術(shù)是達(dá)到這一目的的關(guān)鍵技術(shù)。

2、壓裂防砂技術(shù)具有防砂及改造地層的雙重作用。

地層經(jīng)過壓裂造縫后，地層流體流動(dòng)狀況發(fā)生改變，由壓裂前的徑向流模式變成“雙線性流動(dòng)模式”（圖3-5）。

②采用高砂比充填提高縫內(nèi)鋪砂濃度和導(dǎo)流能力

地面砂比在30-45分鐘內(nèi)由12%提高到100%，平均鋪砂濃度10-15kg/m2，最高鋪砂濃度達(dá)到20kg/m2，導(dǎo)流能力達(dá)到3000md·m左右，為原油流動(dòng)提供了良好通道。

③壓裂防砂主要施工工藝

1、老井重復(fù)射孔提高炮眼處滲流面積，避免高砂比壓裂時(shí)在射孔孔眼處發(fā)生砂堵。

2、酸洗管柱，清除油管及套管壁的臟物。

3、壓裂防砂施工：

向井內(nèi)注入完井液，取得地層吸水狀況，裂縫延伸壓力、延伸排量等資料。

4、釋放封隔器，反洗井，正轉(zhuǎn)丟手。

5、下鉛封封隔器，封隔環(huán)空。

參考文獻(xiàn)

[1]姜紅金，《防砂工藝技術(shù)》，1998，15（1），-28～30；

[2]趙福麟，張貴才等，《油田防砂技術(shù)》，1991，8（3），-200～204；