稠油防砂相關工藝技術應用

馬榮超　

【摘 要】 為了進一步提高河南油田分公司采油二廠細粉砂巖油藏井防砂開采效果，在油藏物性，油砂粒度中值、防砂現狀等進行分析基礎上，確定了防砂工藝優化技術思路。通過對現有防砂及相關工藝的改進、完善，解決目前防砂工藝存在的主要問題，通過優選配套充填礫石及濾砂管，優化施工參數，優化充填口，沖防一體化工，封堵技術優化，形成了一套適用于稠油細粉砂防砂工藝，獲得了良好的經濟效益。

【關鍵詞】 稠油細粉砂礫石充填 防砂工藝 參數優化

一、稠油細粉砂砂巖油藏防砂近況

采油二廠細粉砂巖油藏主要分布在井樓三區、七區、八區、楊淺3區等四個區塊。這些區塊合計控制地質儲量1688萬噸。細粉砂含量在70%以上，平均含量6%以上，蒸汽吞吐開發導致生產壓差大，生產過程中出砂嚴重，影響生產時率28%。

（一）油藏儲層物性。稠油細粉砂油藏具有“淺、薄、稠、松、小”的特點。油藏埋藏淺，埋深90-700m，絕大多數小于500m;油層厚度薄：油層單層厚度1-4m，層系組合厚度2-15m;原油粘度稠：脫氣原油粘度90-160000mPa·s;油層膠結松：稠油油藏因其埋藏淺，成巖性差，油層膠結疏松，油層易出砂。以井樓油田為例，地層砂粒度中值范圍0.05-0.25mm，平均粒度中值為0.11mm。

（二）區塊出砂機理研究。影響地層出砂的因素大體可分為三大類，即油藏因素、開發因素和完井因素。第一類因素由地層和油藏性質決定，主要包括構造應力、沉積相、巖石顆粒大小、形狀、巖礦組成，膠結物及膠結程度，流體類型及性質等等;第二、三類因素主要是指生產條件改變對出砂的直接影響，很多是可以由人控制的，包括油層壓力及生產壓差、液流速度、多相流動及相對滲透率、毛細管作用、含水變化等。通過尋找這些因素與出砂之間的內在關系，可以有目的地創造良好的生產條件來避免或減緩出砂。

（三）油藏防砂概況。在采油二廠細粉砂巖油藏中，在防砂方式上采用機械防砂，主要防砂工藝為循環充填防砂，防砂工具為充填防砂封隔器，防砂管柱采用縫寬為0.2mm的繞絲篩管，攜砂液使用區塊凈化稠油熱污水或者低粘攜砂液，用0.425-0.850mm的石英砂作充填防砂的主要原材料，400型水泥泵車，加砂比3%-15%。

（四）區塊綜合防砂技術路線。采油二廠某區塊的出砂情況與其它區塊不同，出砂井多、出砂量大、出砂粒徑小，以泥質細粉砂為主，常規的方式方法很難滿足防治砂的技術要求，必須結合區塊油藏地質特征、流體物性、出砂原因、區塊開發方式、井身結構、油井的生產情況等諸多因素與防排砂技術、方法之間進行優化，建立一套綜合防治體系，通過集成防排砂工藝，提高技術性能，優化技術參數，完善施工工藝等，使之形成具有防、擋、排、固等多種功能，確定技術路線如下：（1）出砂井段長的油井防砂。對油層厚度大，出砂層數多的油井，尤其是出砂井段>50m的油井，為提高防砂成功率，重點以分段處理、分段防砂為主處理。（2）口袋淺、出砂量大的油井防砂。針對出砂嚴重，作業過程中管柱不能正常下到位的油井，采用沖防一體化工藝，若中途因出砂遇阻，可邊沖邊下。對水平井、大斜度井更有優勢。 （3）稠油泥質細粉砂復雜出砂井防砂。稠油泥質細粉砂高周期吞吐后，由于吞吐半徑增大，采出程度提高，汽竄出砂井增多。為解決稠油流動性問題，需配套防砂降粘復合工藝。采用單一采用固砂或循環充填有效期短、效果差，需優化應用防砂復合工藝，兩種工藝優點結合，采用固砂+近井充填防砂的方法。

二、防砂相關參數

（一）攜砂比及攜砂液粘度。攜砂液的攜帶能力取決于充填排量、攜砂比、攜砂液粘度。因此，可通過計算臨界排量的方法確定此兩項參數。

（二）沖防一體化工藝。1.技術原理。針對出砂嚴重，作業過程中管柱不能正常下到位的油井，若中途因出砂遇阻，可邊沖邊下當管柱下到預定位置后，座封沖防砂封隔器并丟手，反洗出座封球后進行充填防砂施工，待施工結束后起出防砂服務管柱。該工藝管柱是水平井底部逆向充填管柱的優化與改進。在充填過程中需注意優化砂比、排量等充填施工參數，避免水平段形成砂橋導致充填過程中出現砂堵影響充填效果。底部充填工藝克服了頂部充填因水平井底部滲透率高或漏失而造成的水平段充填不完全，同時可進行酸洗，對水平井防砂井段泥餅進行清除，提高近井地帶的導流能力，提高油井產量。2.技術特點。（1）針對出砂嚴重井，管柱下不到位時，可以邊沖邊下，一趟管柱實現沖砂、防砂工序，從而到達設計要求位置;（2）一趟管柱實現了沖砂、防砂一體化，簡化了工序，提高作業效率，節約成本。（3）優點：解決了大斜度井頂部充填倒扣卡管柱及沉砂快的井下不到位的問題。

3.適用范圍。出砂程度嚴重，下管柱時因出砂不能正常下到位油井，特別是水平井、大斜度井。

（三）直井防砂配套工藝優化。1.技術原理。循環充填防砂完井目前主要分為兩大類：頂部循環充填和底部循環充填。直井套管內充填防砂采用的是頂部充填施工方法，避免了沉砂口袋淺時，充填礫石時堵塞充填口，導致填砂量過少。直井頂部充填過程：將砂漿從油管內泵入，到達充填工具下方的轉換孔流出，由于工具的單向密封作用，迫使砂漿沿篩管/套管環形空間下行，并在油層及環形空間內逐漸堆積，而脫砂液通過篩縫進入篩管，通過沖管返至充填工具內、外管之間的夾壁腔，并從上方旁通孔流出進入油管/套管環形空間，繼續上行至井口，完成充填。2.技術特點。（1）充填口在頂部，重力沉降，充填口不會被堵。（2）不適應井斜角大于30度的出砂井。對上部有射開層的井只能循環充填加砂量少有效期短。口袋淺出砂快易砂埋。

三、現場應用及效果評價

沖防一體化防砂技術在現場的應用：

2020年1-7月份，采油二廠實施充防一體化機械防砂施工工藝累計12口井次，防砂成功率100%，時率提高至97.9%，減少起下管柱作業72趟，沖砂作業12次，縮短工期30天。防砂工藝實施前，隨流體運移的地層顆粒堵塞流動通道。進行防砂作業后，降低堵塞程度，建立良好的油流通道，油能順利通過孔道，油井產出油量上升，含水率降低，有針對性地進行優化應用，優化設計施工工藝及參數、優化地面擠注設備組合，確保施工質量，才能使防砂技術達到最佳效果。

作者簡歷：馬榮超，男，漢族，本科學歷，黨員，1971年出生