论文部分内容阅读
[摘 要]对孤东油田近两年防砂工艺应用情况进行了分析，从不同方面阐释了孤东油田进行防砂结构调整所采用的各种防砂工艺的适应性，为防砂方法优选提高了理论支持，有利于提高孤东油田油水井防砂效果。
[关键词]防砂工艺 防砂效果 孤东油田
中图分类号：TG234.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0383-01
孤东油田经过30多年开发，已进入特高含水期，提液是增油稳产的主要手段。理论上，高渗透油藏开发随含水上升无因次采液指数上升，单井日液应逐步上升。但，通过从孤东油田整装单元开发实际来看，与理论不符，单井日液不断下降。从影响采液能力的几个方面来看，目前孤东油田地层压力和注采比保持相对较好，地层能量较为充足，单井平均动液面670m，较2003年下降160m，即井底流压相对降低，因此生产压差相对增大。生产压差增大，单井产液量不增反降说明采液指数下降。分析认为，采液指数下降主要有以下几方面原因：
1）孤东油田属于疏松砂岩油藏，大部分油井防砂后才能生产。防砂使得地层流体渗流附加阻力增大，减小了有效生产压差。
2）三采应用规模不断扩大，一方面见聚油井产出液粘度增大，携砂能力增强，导致地层出砂加剧；另一方面聚合物与沙粒、稠油、粘土等混合形成粘稠状物，无法通过筛管，在筛管外堆积、堵塞筛管，造成油井产液量大幅下降。
由以上分析可以看出，防砂是影响油井供液的主要因素。创新防砂方法，进行防砂结构调整，是提高油井产液量的重要途径和必然选择。
1 主流防砂工艺适应性分析
目前主流的防砂工艺主要是砾石充填繞丝防砂，其主要优势在于：1）防砂强度高：密实的砾石充填阻止地层骨架砂运移，保证地层结构不被破坏，金属绕丝筛管本身强度很大，能承受很大的生产压差并阻止充填层出砂；2）防砂成功率高：孤东采油厂绕丝防砂成功率已达到95%以上；3）有效期长：不锈钢绕丝筛管耐蚀，砾石的化学性能稳定，过滤系统可以保证长期有效生产。
但同时也有其局限性，主要表现在：
1）主流防砂工艺绕丝大多为D73mm，渗流面积相对较小，增大了附加阻力。充填砂粒径无优选，均采用0.4-0.8mm石英砂，导致地层渗流附加阻力大。
2）对于浅层，地层发育差，泥质或粉细砂含量高的油层，防砂效果较差。主要是两方面原因：一是防砂层充填密实，泥质或粉细砂在防砂层前端堆积，降低了地层渗透率，增加了渗流阻力，导致油井供液变差；二是在绕丝下井过程中，灰浆在绕丝外侧堆积，防砂施工时，普通防砂管柱反洗井无法清洗绕丝，开井后，因绕丝被灰浆糊死，顺利通过防砂层到达绕丝的粉细砂或泥质不能顺利通过绕丝进入井筒，在绕丝上堆积，进一步降低了绕丝渗透性，导致油井供液变差。这类井一般表现为油井产量缓慢降低。
3）对于注聚区油井，存在串聚现象，聚合物与沙粒、稠油、粘土等混合形成粘稠状物，无法通过绕丝，附着在绕丝外部，糊死绕丝，导致油井不供液。这类井一般表现为油井产量急剧降低。
4）对于存在高含水或非生产层油井，特别是夹层较小，无法卡封，只能盲封油井，容易出现见液不见油的现象。
5）后期处理难度大，特别是套变井，下绕后期处理时，容易出现拔绕交大修的情况。
为了解决上述问题，孤东采油厂在2013年创新、引进、试验、推广应用了高渗透滤砂管、泛温涂料砂防砂、封上采下挤压充填一体化防砂等新工艺，进行了适度防砂提液工艺优化研究，试验应用了大缝隙绕丝、大颗粒砾石充填、分级砾石充填等工艺方法，取得了较好的效果，积累了经验。
2 新型防砂工艺适应性分析
2.1 高渗透滤砂管
高渗透滤砂管在渗流面积和渗透性方面都优于绕丝，减小了附加阻力；能够排出一定粒径的粉细砂，实现了挡排结合，有利于降低粉细砂对地层渗透率的影响。
2013年大队共实施高渗滤23井次，其中新井8口，成功率96%。老井措施前平均日产液20.77m3/d，日产油1.3t/d，含水84.93%，措施后平均单井日产液56.82m3/d，日产油2.61t/d，平均单井日增液36.05m3/d，日增油1.31t/d。新井平均单井日产液60.53m3/d，日产油2.03t/d，含水95.19%。
在选井上，高渗滤受强度限制，对油井套管要求高，因此，对于有套损井，不适宜用高渗滤防砂工艺；高渗透滤砂管属于直接防砂，不进行环空充填，对于出灰浆严重、泥质含量高的井，需进行地层解堵、预充填，不宜直接使用高渗滤防砂工艺。
施工方面，①高渗滤较绕丝强度低、易碎，在搬运过程中，要注意防摔，在下井过程中，控制下钻速度，严禁顿钻；②高渗滤防砂工艺不进行环空充填，存在排砂期，即开抽后，充填砂随产出液进入井筒来充填环空，这个过程中，可能会有地层砂或粉细砂等通过高渗滤进入井筒，产出液含砂量较高。要特别注意开井后的管理工作，若采油队将产出液含砂量高误认为是防砂失效而关停井，则会造成砂卡、管堵等严重后果，导致措施不成功。因此，对于高渗滤防砂井，开井后含砂量高应坚持开井，度过出砂期后，即可稳定生产。③二次维护作业时，在发现原井明显问题时，尽量不要进行探冲、试挤施工，避免对滤砂管造成破坏。
2.2 泛温涂料砂防砂工艺
泛温涂料砂是在普通石英砂外通过物理化学方法涂上一层均匀树脂，该材料在常温下稳定，不会发生粘连、聚合，用携砂液将涂料砂携至油井出砂部位，对出砂地层进行人工充填后，砂砾外面的树脂在地层条件下发生交联固结反应，使松散的涂料砂固化形成具有一定强度的可渗滤人工井壁，起到防砂作用，该防砂方法无需下入机械防砂管柱。
2013年大队共实施泛温涂料砂防砂19井次，其中新井3口，成功率100%。老井措施前平均日产液17.66m3/d，日产油1.7t/d，含水85.27%，措施后平均单井日产液41.68m3/d，日产油3.03t/d，平均单井日增液24.02m3/d，日增油1.33t/d。新井平均单井日产液53.1m3/d，日产油0.9t/d，含水97.89%。
注聚区油井，存在串聚现象，因聚合物与沙粒、稠油、粘土等混合形成粘稠状物，无法通过绕丝、高渗滤等防砂工具，附着在其外部，降低其渗透性，导致油井不供液，见聚井的防砂问题是目前采油厂面临的一项难题。
2.3 封上采下挤压充填一体化防砂工艺
该工艺采用逆向充填，可以提高泥质含量高、出灰浆井的防砂效果，主要是由于逆向充填可以在充填之前对井筒内灰浆进行有效的处理。普通的绕丝挤压充填在下入绕丝防砂管柱之后虽能进行洗井，但是无法清洗绕丝筛管附近及其表面的灰浆。逆向充填因其特殊的工艺管柱结构，在完成绕丝组下入丢封后，还需下入防砂服务管，此时，下放管柱打开底部开关，通过反洗井，利用液流的冲洗就很容易清除绕丝筛管表面及井筒内的灰浆及悬浮地层砂，之后再进行挤压充填，可有效避免因绕丝下入过程中灰浆糊死绕丝，而导致防砂效果不好的情况发生。
2013年，作业二大队大力推广应用封上采下挤压充填一体化防砂工艺，共实施55井次，单井可减少占井周期2天，平均日增液30.8m3/d，日增油1.37t/d。
三、结论
1、对于出粉细砂井，可采取“以防为主”的分级砾石充填技术，或“挡排结合、适度出砂”的大颗粒充填高渗透滤砂管技术；
2、对于出灰浆严重、泥质含量高井，多层合采井、油层厚度大且纵向非均质性高的井，可应用逆向充填工艺，减小灰浆等对绕丝渗透性的影响，提高多层、厚层充填均匀性，可以取得较好的防砂效果；
3、对于见聚井，应用泛温涂料砂防砂工艺，可取得较好的防砂效果。
[关键词]防砂工艺 防砂效果 孤东油田
中图分类号：TG234.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0383-01
孤东油田经过30多年开发，已进入特高含水期，提液是增油稳产的主要手段。理论上，高渗透油藏开发随含水上升无因次采液指数上升，单井日液应逐步上升。但，通过从孤东油田整装单元开发实际来看，与理论不符，单井日液不断下降。从影响采液能力的几个方面来看，目前孤东油田地层压力和注采比保持相对较好，地层能量较为充足，单井平均动液面670m，较2003年下降160m，即井底流压相对降低，因此生产压差相对增大。生产压差增大，单井产液量不增反降说明采液指数下降。分析认为，采液指数下降主要有以下几方面原因：
1）孤东油田属于疏松砂岩油藏，大部分油井防砂后才能生产。防砂使得地层流体渗流附加阻力增大，减小了有效生产压差。
2）三采应用规模不断扩大，一方面见聚油井产出液粘度增大，携砂能力增强，导致地层出砂加剧；另一方面聚合物与沙粒、稠油、粘土等混合形成粘稠状物，无法通过筛管，在筛管外堆积、堵塞筛管，造成油井产液量大幅下降。
由以上分析可以看出，防砂是影响油井供液的主要因素。创新防砂方法，进行防砂结构调整，是提高油井产液量的重要途径和必然选择。
1 主流防砂工艺适应性分析
目前主流的防砂工艺主要是砾石充填繞丝防砂，其主要优势在于：1）防砂强度高：密实的砾石充填阻止地层骨架砂运移，保证地层结构不被破坏，金属绕丝筛管本身强度很大，能承受很大的生产压差并阻止充填层出砂；2）防砂成功率高：孤东采油厂绕丝防砂成功率已达到95%以上；3）有效期长：不锈钢绕丝筛管耐蚀，砾石的化学性能稳定，过滤系统可以保证长期有效生产。
但同时也有其局限性，主要表现在：
1）主流防砂工艺绕丝大多为D73mm，渗流面积相对较小，增大了附加阻力。充填砂粒径无优选，均采用0.4-0.8mm石英砂，导致地层渗流附加阻力大。
2）对于浅层，地层发育差，泥质或粉细砂含量高的油层，防砂效果较差。主要是两方面原因：一是防砂层充填密实，泥质或粉细砂在防砂层前端堆积，降低了地层渗透率，增加了渗流阻力，导致油井供液变差；二是在绕丝下井过程中，灰浆在绕丝外侧堆积，防砂施工时，普通防砂管柱反洗井无法清洗绕丝，开井后，因绕丝被灰浆糊死，顺利通过防砂层到达绕丝的粉细砂或泥质不能顺利通过绕丝进入井筒，在绕丝上堆积，进一步降低了绕丝渗透性，导致油井供液变差。这类井一般表现为油井产量缓慢降低。
3）对于注聚区油井，存在串聚现象，聚合物与沙粒、稠油、粘土等混合形成粘稠状物，无法通过绕丝，附着在绕丝外部，糊死绕丝，导致油井不供液。这类井一般表现为油井产量急剧降低。
4）对于存在高含水或非生产层油井，特别是夹层较小，无法卡封，只能盲封油井，容易出现见液不见油的现象。
5）后期处理难度大，特别是套变井，下绕后期处理时，容易出现拔绕交大修的情况。
为了解决上述问题，孤东采油厂在2013年创新、引进、试验、推广应用了高渗透滤砂管、泛温涂料砂防砂、封上采下挤压充填一体化防砂等新工艺，进行了适度防砂提液工艺优化研究，试验应用了大缝隙绕丝、大颗粒砾石充填、分级砾石充填等工艺方法，取得了较好的效果，积累了经验。
2 新型防砂工艺适应性分析
2.1 高渗透滤砂管
高渗透滤砂管在渗流面积和渗透性方面都优于绕丝，减小了附加阻力；能够排出一定粒径的粉细砂，实现了挡排结合，有利于降低粉细砂对地层渗透率的影响。
2013年大队共实施高渗滤23井次，其中新井8口，成功率96%。老井措施前平均日产液20.77m3/d，日产油1.3t/d，含水84.93%，措施后平均单井日产液56.82m3/d，日产油2.61t/d，平均单井日增液36.05m3/d，日增油1.31t/d。新井平均单井日产液60.53m3/d，日产油2.03t/d，含水95.19%。
在选井上，高渗滤受强度限制，对油井套管要求高，因此，对于有套损井，不适宜用高渗滤防砂工艺；高渗透滤砂管属于直接防砂，不进行环空充填，对于出灰浆严重、泥质含量高的井，需进行地层解堵、预充填，不宜直接使用高渗滤防砂工艺。
施工方面，①高渗滤较绕丝强度低、易碎，在搬运过程中，要注意防摔，在下井过程中，控制下钻速度，严禁顿钻；②高渗滤防砂工艺不进行环空充填，存在排砂期，即开抽后，充填砂随产出液进入井筒来充填环空，这个过程中，可能会有地层砂或粉细砂等通过高渗滤进入井筒，产出液含砂量较高。要特别注意开井后的管理工作，若采油队将产出液含砂量高误认为是防砂失效而关停井，则会造成砂卡、管堵等严重后果，导致措施不成功。因此，对于高渗滤防砂井，开井后含砂量高应坚持开井，度过出砂期后，即可稳定生产。③二次维护作业时，在发现原井明显问题时，尽量不要进行探冲、试挤施工，避免对滤砂管造成破坏。
2.2 泛温涂料砂防砂工艺
泛温涂料砂是在普通石英砂外通过物理化学方法涂上一层均匀树脂，该材料在常温下稳定，不会发生粘连、聚合，用携砂液将涂料砂携至油井出砂部位，对出砂地层进行人工充填后，砂砾外面的树脂在地层条件下发生交联固结反应，使松散的涂料砂固化形成具有一定强度的可渗滤人工井壁，起到防砂作用，该防砂方法无需下入机械防砂管柱。
2013年大队共实施泛温涂料砂防砂19井次，其中新井3口，成功率100%。老井措施前平均日产液17.66m3/d，日产油1.7t/d，含水85.27%，措施后平均单井日产液41.68m3/d，日产油3.03t/d，平均单井日增液24.02m3/d，日增油1.33t/d。新井平均单井日产液53.1m3/d，日产油0.9t/d，含水97.89%。
注聚区油井，存在串聚现象，因聚合物与沙粒、稠油、粘土等混合形成粘稠状物，无法通过绕丝、高渗滤等防砂工具，附着在其外部，降低其渗透性，导致油井不供液，见聚井的防砂问题是目前采油厂面临的一项难题。
2.3 封上采下挤压充填一体化防砂工艺
该工艺采用逆向充填，可以提高泥质含量高、出灰浆井的防砂效果，主要是由于逆向充填可以在充填之前对井筒内灰浆进行有效的处理。普通的绕丝挤压充填在下入绕丝防砂管柱之后虽能进行洗井，但是无法清洗绕丝筛管附近及其表面的灰浆。逆向充填因其特殊的工艺管柱结构，在完成绕丝组下入丢封后，还需下入防砂服务管，此时，下放管柱打开底部开关，通过反洗井，利用液流的冲洗就很容易清除绕丝筛管表面及井筒内的灰浆及悬浮地层砂，之后再进行挤压充填，可有效避免因绕丝下入过程中灰浆糊死绕丝，而导致防砂效果不好的情况发生。
2013年，作业二大队大力推广应用封上采下挤压充填一体化防砂工艺，共实施55井次，单井可减少占井周期2天，平均日增液30.8m3/d，日增油1.37t/d。
三、结论
1、对于出粉细砂井，可采取“以防为主”的分级砾石充填技术，或“挡排结合、适度出砂”的大颗粒充填高渗透滤砂管技术；
2、对于出灰浆严重、泥质含量高井，多层合采井、油层厚度大且纵向非均质性高的井，可应用逆向充填工艺，减小灰浆等对绕丝渗透性的影响，提高多层、厚层充填均匀性，可以取得较好的防砂效果；
3、对于见聚井，应用泛温涂料砂防砂工艺，可取得较好的防砂效果。