超稠油油藏出砂規律及防治對策研究

董海靜

摘要：曙一區杜84塊超稠油的主要開采方式是蒸汽吞吐，由于油藏地質原因，熱采開發導致油井出砂、因出砂油井套變井逐年增多，給超稠油生產管理帶來不便。本文對杜84塊熱采出砂井的出砂原因及出砂規律進行了綜合分析，并對目前油田采取各種防砂措施進行了效果評價，提出了下步熱采井防砂治砂對策，對超稠油合理科學開采有一定指導作用。

關鍵詞：超稠油;蒸汽吞吐;出砂;套變;防砂

前言

曙一區杜84塊超稠油油藏自1997年大規模投入開發，開發層系為館陶油層和興隆臺油層。主要采取蒸汽吞吐和SAGD兩種開發方式。由于超稠油油藏埋藏淺，膠結疏松，隨吞吐輪次增加，油井出砂、因出砂導致油井套變逐年增多，有效降低出砂井影響，對區塊產量穩產有重要意義。

1地質概況

杜84塊自1997正式開發建設，2000年進入全面蒸汽吞吐開發，2007達到產油量高峰。隨著吞吐周期的增加，蒸汽吞吐已步入中后期，區塊目前采油速度2.5%，采出程度40%以上，綜合含水85%。由于區塊油藏埋藏淺，儲層巖石結構疏松，壓實程度與膠結程度低，在熱采過程中極易出砂。同時超稠油由于粘度高、攜砂能力強，油井普遍出砂。隨著吞吐輪次的增加，地層虧空加大以及油井“激動”生產也造成油井出砂，極大影響了油井正常生產。截止目前研究區共有生產井2000多口，其中出砂井以上，累計出砂2000多井次，出砂井比率為70%左右[1-2]。

2超稠油熱采井出砂規律

由于受油藏地質條件、開發階段和注采參數的影響，熱采井出砂規律具有不同的特點。

2.1砂卡出砂層位分布特征

油層埋藏淺，成巖作用弱，使油井易出砂;原油粘度大，攜砂能力強，使油井易出砂。儲層巖石結構也是油井出砂的關鍵性因素，曙一區超稠油油藏儲層孔隙度高，滲透性好，但非均質性較強，隨著吞吐周期的增高，層間、層內矛盾日益加劇。

興隆臺油層層間滲透率存在較大的差異性，非均質性嚴重。這樣多層合采井縱向上吸汽、產液能力差異較大，造成部分主力產層極容易超過臨界采液強度，而使地層砂被剝落并攜入井筒。統計興隆臺160口合采井中，出砂井比例65.7%，每采萬噸油沖砂0.41方，遠高于對應單采井。

2.2不同吞周期油井出砂特征

對于不同的砂巖組和不同區塊，相同吞吐輪次的油井，在產液量、出砂率方面是不同的，對相同層位的鄰近油井進行了統計分析：總體上隨著吞吐輪次的增加出砂比例由高到低;低輪次出砂井沖出砂量少且粒徑細，以細粉砂為主，高輪次出砂以中細砂為主。

超稠油油井在低輪吞吐時攜出的是比較松散的細粒充填砂（平均粒徑0.1～0.2mm），出砂比例較大但沖出砂量是較少的，這種充填砂經過幾次的反復沖洗后大部分被排出，這使得油層孔隙增大，滲透率增加，注汽壓力下降也比較快;而到了中高輪次吞吐時，注汽、采液強度增加幅度并不大，但是沖砂量較多，砂樣粒徑較大，出砂比例快速上升。但油井進入高輪后動用程度越來越低，地層虧空嚴重、地下存水增多，這樣相對較穩固的骨架砂逐漸被采出，出砂平穩后對油井正常生產影響較小。

2.3油井出砂與地層虧空、地下存水的關系

充滿地層孔隙中的流體支撐著上覆巖層的壓力，隨著油井的采出程度的不斷增加，地層壓力逐步降低，上覆巖層的壓力增加了對地層顆粒及膠結物的應力。杜84塊超稠油油層本身膠結強度不高，經過長期開采，地層虧空逐漸增大，增大的應力使巖石膠結物發生變形，甚至造成孔隙坍塌，致使油井出砂。杜84塊超稠油儲層以泥質膠結為主，地下存水容易破壞儲層膠結物，而使油井變的易出砂。

2.4汽竄容易造成油井出砂

杜84塊直井采用70m井距正方形井網，平均吞吐輪次都在10輪次以上，水平井平均吞吐輪次為8輪，該區塊內水平井均為井間加密開采。區塊采出程度較高和水平段動用不均，油藏低壓及井間汽竄頻繁成為油井高輪吞吐的主要矛盾之一，油井汽竄使得油井生產壓差激增，產液量上升，高壓汽竄流體對生產井井眼附近的砂巖骨架產生強烈的沖刷作用，從而造成油井出砂。研究區域出砂井中，出砂前發生明顯汽竄的油井占85%。隨著油井汽竄次數的增多，油井出砂比例升高，出砂量增多，汽竄次數達到5次以上時，油井出砂比例在80%以上。

3超稠油油井出砂防治對策

3.1分選注措施提高油井動用程度

杜84塊興隆臺油層屬水下扇重力流沉積和近源三角洲沉積，受沉積相帶影響，平面上由于河道擺動頻繁，相變快，導致縱向上各砂體層內、層間滲透率存在較大的差異性，非均質性嚴重。長井段合采井在吞吐過程中，因油層非均質性及蒸汽的重力差異導致射孔段內動用不均，使主力產層過早出砂。利用四參數和產液剖面分析可知，曙一區興隆臺油層的縱向上動用程度為60%左右，動用好的厚度占總厚度的40%，動用中等的占20%。應用分層選注裝置，該措施的合采井比未上措施的合采井的出砂比率低5-10個百分點。其原因是措施后油層得到了均衡動用，油井采液強度低于臨界采液強度，從而有效地抑制了油井出砂。

3.2運用防砂泵、防砂篩管有效防砂

從不同吞吐周期油井出砂特點知，低輪油井出砂為充填砂，具有出砂粒徑小，出砂量少的特點，這中砂粒的排出有利于改善油層的滲透率，對后期提高油井產能有一定作用。但是井筒內這種細小的充填砂砂粒在流體的攪動作用下不易沉降，它會順井筒進入抽油泵內。這時就會造成油井砂卡。防砂泵或沉砂泵防砂卡效果明顯，卡泵率較普泵下降50%，檢泵周期延長30天左右，躺井時間減少了，這樣即增加了油井生產時率又充分利用了蒸汽的熱能，周期產油量增加了。對于部分出砂極其嚴重油井，下入激光割縫防砂篩管可以有效防砂。

3.3實施組合式注汽降低油井出砂比例

組合式注汽就是集中多臺注汽鍋爐，以射孔層位對應且頻繁汽竄的井組為單元集中注汽，利用注汽壓力相互封堵汽竄通道，從而減少了汽竄的發生。這種防竄方式即集中的建立了井組的溫場、壓力場，又提高了油層波及熱體積及其動用程度。研究區自2005年開始規模實施組合式注汽，并在實踐中優化井組劃分，井間汽竄比例控制在33%左右，近年油井出砂比例下降14.9個百分點。

3.4運用化學固砂措施有效防治油井高輪出砂

超稠油注汽吞吐進入高輪后，油井采出程度高，地下虧空嚴重，地下存水增多、汽竄頻繁等，這些高輪低效的主要矛盾同時也是油井高輪出砂的主要因素，為此提出了聯合利用新型措施來有效防治油井出砂的新舉措。

生產實踐中證明化學藥劑固砂對油井高輪出砂有較好的效果，其原理是固砂劑水解生成醇，醇自身聚合成樹脂并與地層砂粒表面相結合，使砂粒之間相交接，達到固砂的目的。在研究區內共共實施100余口井，其中可對井次80井次，固砂平均有效率80%。同時試驗固砂與調剖、三元、XYG聯合應用，共實施聯合新型措施80井次，其中可對比60井次，固砂有效率75%，出砂強度大幅下降。

結論

（1）杜84塊油藏屬特高孔、高滲油藏，膠結疏松，原油粘度高。油藏因素及開發方式決定油井易出砂。

（2）杜84塊塊油井出砂主要與油藏地質特征、開發階段、地層虧空、地下存水、汽竄、開發方式等因素密切相關。

（3）采取一定措施，如應用沉砂泵、藥劑固砂、機械防砂、改善油井動用情況、抑制井間汽竄等，可有效預防超稠油油井出砂。

參考文獻

[1]侯國儒.杜84塊館陶組油層SAGD高產井影響因素和調整對策研究[J].石油地質與工程.2019（02）.163-164

[2]田野.影響超稠油蒸汽吞吐開發效果因素分析[J].內蒙古石油化工. 2020（03）.44-4