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[摘 要]在大型防砂施工中，所用携砂液与储层不配伍抑或现场所采用的施工参数不当，防砂后对储层造成损害，使供液能力下降，影响油井产量。通过对防砂过程的分析，找出损害储层的主要因素，通过优化作业用料及作业参数达到防止储层污染的效果。
[关键词]孤东油田；防砂施工；携砂液；储层损害
中图分类号：TE325 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0022-01
引言
孤东油田主要以砂岩油藏为主，出砂问题最为严重，故防砂作业频繁。砂工艺本质上是一种油层保护手段，但现部分油井防砂后反而出现产量下降的现象。在常用的防砂方法中高压充填防砂、储层充填防砂、涂料砂充填防砂、固结砂防砂、低密度颗粒防砂、化学防砂等属于大型防砂施工，这种防砂对储层的损害最大。因此减少大型防砂施工中对储层的损害，是防砂的重中之重，只有做到保护储层才能保证储层的供液能力，不影响防砂后产量的。污染因素分析防砂作业过程中，任何能引起油气层微观结构和流体原始状态改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害的外因。它主要指入井流体性质、压差、温度和作业时间等可控因素。通过分析防砂原理，可以分析其作业过程中对储层的伤害机理。以七区西**井为例，该井在2011 年8 月地填防砂作业，其防砂前后在生产参数基本不变的前提下，防砂后泵效不但没有提高，反而有所下降，而泵效在生产工具无问题的情况下只受储层产能的影响，也就是说这次防砂作业对储层造成了一定的损害，影响了储层的供液能力。储层供液能力不足的主要原因就是储层的渗透率下降，防砂过程采用不恰当的作业施工参数以及不合格的施工材料都有可能对储层造成损害。因此如何进行有效的防砂污染控制和油层保护，减少油井的防砂作业污染，最大限度地提高防砂效果，提高原油产量，已成为当前油田开发的一项重要工作。
1 防砂原理
防砂的基本原理就是利用流体携带石英砂或其他防砂材料进入储层，将松散的砂岩储层压紧、压实或者胶结在一起，达到防砂的目的。只有携砂液携防砂材料进入储层，分析其防砂过程可知，防砂对储层易造成损害的因素主要有以下几方面：携砂液中固相颗粒堵塞孔道、孔隙；砾石或防砂颗粒中的微粒堵塞孔道、孔隙；携砂液与储层或储层流体不配伍；高速流体产生的压差造成速敏损害；温度变化造成储层性质的变化。
2 防砂油层损害机理
防砂作业对油气层的损害机理，就是防砂过程中引起油气层损害产生原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。通过研究其损害机理可以为制定各项保护油气层和解除油气层损害的技术措施提供科学依据。油气层损害的实质就是有效渗透率的下降。有效渗透率的下降包括绝对渗透率的下降 和相对渗透率的下降。渗流空间的改变包括外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害；相对渗透率的下降包括水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。（1）现场防砂过程中由于携砂液自身所带杂质、施工管线不净以及充填砂筛选不均导致其中存在微小颗粒等原因，当携砂液进入储层时，固相堵塞物就会随液相一起被压入油气层，从而缩小油气层孔道半径，甚至堵死孔喉造成油气层损害。（1）携砂液的不配伍性。一是砂岩胶结分为泥质胶结和钙质胶结，由于砂岩泥质胶结物中存在某些敏感性矿物，当携砂液与储层中粘土矿物不配伍时，携砂液侵入储层，必然会引起油气层的敏感性损害。二是当携砂液与储层水不配伍时将生成无机盐垢、有机盐垢和细菌团，堵塞孔道，造成储层损害。由于携砂液中往往含有氧气，为腐生菌创造了良好的繁衍繁育条件，各类微生物间产生的协调作用还会产生二氧化硫腐生菌、铁细菌、硫细菌等，造成储层严重损害。另外当携砂液与储层原油不配伍时，油水乳化后形成稳定的油水乳化液，乳化液粘度一般都高，尤其是油包水乳化液粘度更高，流动性能差，致使油层近井地带的渗透率下降，造成储层损害。（3）大多数油气层都含有一些细小矿物颗粒，单个或多个颗粒在孔喉处发生堵塞，造成油气层渗透率下降，因此，虽然微粒运移是由流速过大引起，但其根源卻是生产压差过大。（4）油层温度一般较高，因此当防砂过程中大量流体进入储层必然会引起储层温度的下降，温度的下降会引起储层流体中溶解物质溶解度下降，析出无机沉淀；当原油的温度低于石蜡的初凝点时，石蜡将在油气层孔道中沉积，导致有机垢的形成，形成结垢会堵塞孔隙结构，造成渗透率下降。
3 目前现状及防治措施
孤东油田目前的大型防砂过程中对储层的损害较大，主要是由于携砂液未优选、某些防砂工艺对携砂液的特殊要求以及运输携砂液的罐车混用等原因，造成了携砂液与储层不配伍以及固相颗粒超标等，另外不同的防砂方法对储层的损害原因也大不相同。在一般的防砂中主要采用污水作为携砂液，污水在处理过程中固相颗粒未处理干净、在运输过程中罐车污染以及在现场的循环罐不干净都有可能造成污水的固相颗粒超标。在干灰砂防砂中按照要求必须采用清水，而清水与储层不配伍，当清水进入储层后会导致粘土物质的膨胀等问题的出现，造成储层伤害。在涂料砂防砂中为防止涂料砂过快凝结导致加砂量不足，因此必须采用凉污水作携砂液。孤东地区的储层温度大多在50℃ -70℃之间，所以在随着携砂液的进入储层，储层温度会随之冷却，造成储层流体中无机沉淀和原油中石蜡的析出，堵塞孔道，影响渗透率。（1）优化携砂液。对携砂液的固体颗粒要严格控制。作业现场主要保持循环池清洁，在水泥车入口管线上安装过滤装置并在作业前对水泥车及其管线清洗，保证工作液入井洁净。除去材料内的微小颗粒，防止其进入储层堵塞孔道。（2）选择粘土稳定剂。孤东油田储层岩石胶结疏松，泥质含量高。为防止粘土与携砂液发生反应，需在携砂液内加入粘土稳定剂或在作业前向储层内挤入含粘土稳定剂的前置液，隔离携砂液与粘土颗粒。（3）优化施工参数。优化施工参数以保证储层不受伤害或尽量减少储层损害为前提。具体而言，作业压差要在保证完成施工的前提下尽量减小以防止过大流速造成颗粒运移；入井液的温度除涂料砂防砂等要求必须用凉水的，应该根据储层温度选择合适温度的入井液，做到与储层温度匹配。2011 年施工的**井高充防砂作业中对该井我们采取如下措施：（1）过滤携砂液、减少固相颗粒。首先将循环池清理干净，在确认拉水罐清洁以后将污水放入循环池中，在水泥车入口管线上安装过滤装置，在施工前首先对油管、水泥车及其管线进行循环清洗，使携砂液入井通道清洁，保证工作液洁净入井，减少了固体颗粒进入储层的可能性，防止了储层的堵塞。对充填砂进行仔细筛选，筛除内部的充填砂碎屑，净化充填砂，防止内部小颗粒堵塞储层。（2）选择粘土稳定剂。针对该区块岩石胶结疏松，泥质含量高的特点，为防止高充作业时携砂液与粘土反应，造成储层的敏感性损害，在施工前向储层内挤入浓度10%的LGS-1 稳定剂溶液10m3作为前置液，稳定储层内的粘土等敏感性物质。（3）优化施工参数。在施工过程中，通过及时优化调整工作压差，泵车排量、携砂比等施工参数，不但顺利完成了高充防砂施工，又防止了储层内矿物颗粒的运移对比可知，防砂后不但达到了很好的防砂效果，而且储层供液能力得到明显的提高，该井的液量明显提高，泵效液由防砂前的56.9%升至防砂后的94.26%。
4 结论
大型防砂施工作业中难免会发生对储层的污染，造成渗流通道损害，影响渗透率，降低了储层的供液能力。分析其污染机理，采取相应的防护措施，既保证了砾石充填防砂质量又保证了供液能力。通过现场的施工试验可以看出，防砂中携砂液的洁净程度以及配伍性是影响污染储层的主要因素，因此在施工中保持携砂液的清洁以及在施工前对储层进行预处理，可以解决有效大型防砂施工中储层的污染问题。
参考文献
[1] 范龙江.浅谈井下作业中油层的污染与保护.江汉石油科技，2005，15（4）3-7.
[关键词]孤东油田；防砂施工；携砂液；储层损害
中图分类号：TE325 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0022-01
引言
孤东油田主要以砂岩油藏为主，出砂问题最为严重，故防砂作业频繁。砂工艺本质上是一种油层保护手段，但现部分油井防砂后反而出现产量下降的现象。在常用的防砂方法中高压充填防砂、储层充填防砂、涂料砂充填防砂、固结砂防砂、低密度颗粒防砂、化学防砂等属于大型防砂施工，这种防砂对储层的损害最大。因此减少大型防砂施工中对储层的损害，是防砂的重中之重，只有做到保护储层才能保证储层的供液能力，不影响防砂后产量的。污染因素分析防砂作业过程中，任何能引起油气层微观结构和流体原始状态改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害的外因。它主要指入井流体性质、压差、温度和作业时间等可控因素。通过分析防砂原理，可以分析其作业过程中对储层的伤害机理。以七区西**井为例，该井在2011 年8 月地填防砂作业，其防砂前后在生产参数基本不变的前提下，防砂后泵效不但没有提高，反而有所下降，而泵效在生产工具无问题的情况下只受储层产能的影响，也就是说这次防砂作业对储层造成了一定的损害，影响了储层的供液能力。储层供液能力不足的主要原因就是储层的渗透率下降，防砂过程采用不恰当的作业施工参数以及不合格的施工材料都有可能对储层造成损害。因此如何进行有效的防砂污染控制和油层保护，减少油井的防砂作业污染，最大限度地提高防砂效果，提高原油产量，已成为当前油田开发的一项重要工作。
1 防砂原理
防砂的基本原理就是利用流体携带石英砂或其他防砂材料进入储层，将松散的砂岩储层压紧、压实或者胶结在一起，达到防砂的目的。只有携砂液携防砂材料进入储层，分析其防砂过程可知，防砂对储层易造成损害的因素主要有以下几方面：携砂液中固相颗粒堵塞孔道、孔隙；砾石或防砂颗粒中的微粒堵塞孔道、孔隙；携砂液与储层或储层流体不配伍；高速流体产生的压差造成速敏损害；温度变化造成储层性质的变化。
2 防砂油层损害机理
防砂作业对油气层的损害机理，就是防砂过程中引起油气层损害产生原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。通过研究其损害机理可以为制定各项保护油气层和解除油气层损害的技术措施提供科学依据。油气层损害的实质就是有效渗透率的下降。有效渗透率的下降包括绝对渗透率的下降 和相对渗透率的下降。渗流空间的改变包括外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害；相对渗透率的下降包括水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。（1）现场防砂过程中由于携砂液自身所带杂质、施工管线不净以及充填砂筛选不均导致其中存在微小颗粒等原因，当携砂液进入储层时，固相堵塞物就会随液相一起被压入油气层，从而缩小油气层孔道半径，甚至堵死孔喉造成油气层损害。（1）携砂液的不配伍性。一是砂岩胶结分为泥质胶结和钙质胶结，由于砂岩泥质胶结物中存在某些敏感性矿物，当携砂液与储层中粘土矿物不配伍时，携砂液侵入储层，必然会引起油气层的敏感性损害。二是当携砂液与储层水不配伍时将生成无机盐垢、有机盐垢和细菌团，堵塞孔道，造成储层损害。由于携砂液中往往含有氧气，为腐生菌创造了良好的繁衍繁育条件，各类微生物间产生的协调作用还会产生二氧化硫腐生菌、铁细菌、硫细菌等，造成储层严重损害。另外当携砂液与储层原油不配伍时，油水乳化后形成稳定的油水乳化液，乳化液粘度一般都高，尤其是油包水乳化液粘度更高，流动性能差，致使油层近井地带的渗透率下降，造成储层损害。（3）大多数油气层都含有一些细小矿物颗粒，单个或多个颗粒在孔喉处发生堵塞，造成油气层渗透率下降，因此，虽然微粒运移是由流速过大引起，但其根源卻是生产压差过大。（4）油层温度一般较高，因此当防砂过程中大量流体进入储层必然会引起储层温度的下降，温度的下降会引起储层流体中溶解物质溶解度下降，析出无机沉淀；当原油的温度低于石蜡的初凝点时，石蜡将在油气层孔道中沉积，导致有机垢的形成，形成结垢会堵塞孔隙结构，造成渗透率下降。
3 目前现状及防治措施
孤东油田目前的大型防砂过程中对储层的损害较大，主要是由于携砂液未优选、某些防砂工艺对携砂液的特殊要求以及运输携砂液的罐车混用等原因，造成了携砂液与储层不配伍以及固相颗粒超标等，另外不同的防砂方法对储层的损害原因也大不相同。在一般的防砂中主要采用污水作为携砂液，污水在处理过程中固相颗粒未处理干净、在运输过程中罐车污染以及在现场的循环罐不干净都有可能造成污水的固相颗粒超标。在干灰砂防砂中按照要求必须采用清水，而清水与储层不配伍，当清水进入储层后会导致粘土物质的膨胀等问题的出现，造成储层伤害。在涂料砂防砂中为防止涂料砂过快凝结导致加砂量不足，因此必须采用凉污水作携砂液。孤东地区的储层温度大多在50℃ -70℃之间，所以在随着携砂液的进入储层，储层温度会随之冷却，造成储层流体中无机沉淀和原油中石蜡的析出，堵塞孔道，影响渗透率。（1）优化携砂液。对携砂液的固体颗粒要严格控制。作业现场主要保持循环池清洁，在水泥车入口管线上安装过滤装置并在作业前对水泥车及其管线清洗，保证工作液入井洁净。除去材料内的微小颗粒，防止其进入储层堵塞孔道。（2）选择粘土稳定剂。孤东油田储层岩石胶结疏松，泥质含量高。为防止粘土与携砂液发生反应，需在携砂液内加入粘土稳定剂或在作业前向储层内挤入含粘土稳定剂的前置液，隔离携砂液与粘土颗粒。（3）优化施工参数。优化施工参数以保证储层不受伤害或尽量减少储层损害为前提。具体而言，作业压差要在保证完成施工的前提下尽量减小以防止过大流速造成颗粒运移；入井液的温度除涂料砂防砂等要求必须用凉水的，应该根据储层温度选择合适温度的入井液，做到与储层温度匹配。2011 年施工的**井高充防砂作业中对该井我们采取如下措施：（1）过滤携砂液、减少固相颗粒。首先将循环池清理干净，在确认拉水罐清洁以后将污水放入循环池中，在水泥车入口管线上安装过滤装置，在施工前首先对油管、水泥车及其管线进行循环清洗，使携砂液入井通道清洁，保证工作液洁净入井，减少了固体颗粒进入储层的可能性，防止了储层的堵塞。对充填砂进行仔细筛选，筛除内部的充填砂碎屑，净化充填砂，防止内部小颗粒堵塞储层。（2）选择粘土稳定剂。针对该区块岩石胶结疏松，泥质含量高的特点，为防止高充作业时携砂液与粘土反应，造成储层的敏感性损害，在施工前向储层内挤入浓度10%的LGS-1 稳定剂溶液10m3作为前置液，稳定储层内的粘土等敏感性物质。（3）优化施工参数。在施工过程中，通过及时优化调整工作压差，泵车排量、携砂比等施工参数，不但顺利完成了高充防砂施工，又防止了储层内矿物颗粒的运移对比可知，防砂后不但达到了很好的防砂效果，而且储层供液能力得到明显的提高，该井的液量明显提高，泵效液由防砂前的56.9%升至防砂后的94.26%。
4 结论
大型防砂施工作业中难免会发生对储层的污染，造成渗流通道损害，影响渗透率，降低了储层的供液能力。分析其污染机理，采取相应的防护措施，既保证了砾石充填防砂质量又保证了供液能力。通过现场的施工试验可以看出，防砂中携砂液的洁净程度以及配伍性是影响污染储层的主要因素，因此在施工中保持携砂液的清洁以及在施工前对储层进行预处理，可以解决有效大型防砂施工中储层的污染问题。
参考文献
[1] 范龙江.浅谈井下作业中油层的污染与保护.江汉石油科技，2005，15（4）3-7.