油水井防砂技術(shù)探究

盧 劍

（克拉瑪依市新友井下工程有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000）

地層出砂是疏松油藏開采過程中面臨的重要問題。鉆井時一旦遇到出砂現(xiàn)象則會導(dǎo)致井壁的穩(wěn)定性大大降低，增加卡鉆、埋鉆等事故的發(fā)生機(jī)率，進(jìn)而增加油藏開采過程的成本，因此非常有必要加強(qiáng)油水井防砂技術(shù)的研究。

一、油水井出砂原因分析

油藏開采過程中導(dǎo)致地層出砂的因素主要包括地質(zhì)、開采、完井三種，其中地質(zhì)因素主要有地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)組成、巖石大小以及油藏的性質(zhì)決定。很顯然該類因素屬于油藏形成的先天因素，開采時如果采用的方法不當(dāng)，就會對其產(chǎn)生一定的影響使油層發(fā)生出砂現(xiàn)象。而開采、完井等因素引起的地層出砂主要有生產(chǎn)條件決定，所以能夠采取有效措施對含水變化、毛細(xì)管作用、液體流速等進(jìn)行人為的控制。因此，分析這些因素給地層出砂帶來的影響，通過采取改善生產(chǎn)條件、提高開采技術(shù)水平等措施避免鉆井時的地層出砂。

二、防砂技術(shù)介紹

1 機(jī)械防砂技術(shù)

根據(jù)操作方式不同機(jī)械防砂技術(shù)主要分為兩種：一種是防砂管防砂技術(shù)，其在油藏開采過程中應(yīng)用比較廣泛。該種技術(shù)是將隔縫襯管、燒絲篩管等掛接在油泵下面，從而阻擋地層砂進(jìn)而油泵中達(dá)到防砂的目的。該種防砂技術(shù)對阻擋地層中大顆粒砂礫效果非常明顯且操作方便，不過該種技術(shù)不適合在細(xì)砂井中應(yīng)用，否則容易阻塞油井，減低油泵的抽油效率，給抽油設(shè)備造成一定的損傷。第二種防砂技術(shù)是在第一種技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，即將防砂管與油泵相連后再進(jìn)行充填，形成可以濾砂的屏障，進(jìn)而發(fā)揮較好的擋砂作用，其中使用的填充物質(zhì)包括果殼、陶粒以及礫石等。相對而言該種技術(shù)運(yùn)用時間比較長久，技術(shù)比較成熟，能夠在粗、中、細(xì)砂巖地層中運(yùn)用且達(dá)到較好的防砂效果。

另外，根據(jù)其適用的完井方式，可將機(jī)械防砂技術(shù)分為裸眼井和套管井礫石填充兩種方法，即將割縫管或篩管下放到防砂的位置，然后將選擇好的合適粒徑的礫石填充到油層與管道之間，形成厚度適中的隔離層，經(jīng)過自然堆積后會在隔離層外部一個由粗到細(xì)的砂拱，不但能夠起到較好的防砂效果，而且還具有較好的流通性能。另外，為了進(jìn)一步提高防砂效率，可以將該技術(shù)與大直徑高孔密射孔技術(shù)配合使用。總之，使用該種技術(shù)能夠不但能起到較好的防砂效果，而且施工成功率高，該種技術(shù)的不足之處是不適合在細(xì)粉砂地層中使用，并且施工結(jié)束后會殘留一些物件。整體來看機(jī)械防砂技術(shù)的適應(yīng)范圍相當(dāng)廣泛，即不論夾層數(shù)量多少、滲透率高低均可使用，將其運(yùn)用到老油井中還能恢復(fù)地層的原有應(yīng)力，從而延長采油周期。

2 化學(xué)防砂技術(shù)

化學(xué)防砂技術(shù)指向防砂地層中添加特殊性能的化學(xué)試劑，使其與地層中的砂漿混合物融合在一起以達(dá)到提高地層強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)防砂的目的。根據(jù)使用的化學(xué)試劑以及運(yùn)用的位置不同可將化學(xué)防砂技術(shù)分為人工膠結(jié)地層和人工井壁兩種方法，其中人工膠結(jié)地層法是向地層中直接添加化學(xué)防砂劑或樹脂，以達(dá)到固結(jié)地層的目的，而人工井壁法則將水泥砂漿、乳化水泥、水帶干灰砂等添加到井筒附近的地層位置，當(dāng)這些物質(zhì)固結(jié)后就能形成具有一定強(qiáng)度的人工井壁，從而實(shí)現(xiàn)防砂的效果。該種方法應(yīng)用在虧空井防砂中受套管的影響較小，因而防砂效果非常顯著。

運(yùn)用化學(xué)方法進(jìn)行防砂時油水井的質(zhì)量應(yīng)非?？煽?，即不能有套管外串槽情況的發(fā)生，還應(yīng)保持射孔炮眼順暢。另外，該技術(shù)較適合在滲透率相對較均勻的地層中使用，如果厚層間差異較大，則向其中注入化學(xué)試劑時容易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，影響地層的固結(jié)效果。除此之外，與其他防砂方法相比，化學(xué)防砂方法施工過程中不會殘留其他物件，并在高壓地層的防砂工作中同樣適用。不過適用該種防砂方法重復(fù)施工時會給地層的滲透率產(chǎn)生影響。

3 復(fù)合防砂技術(shù)

復(fù)合防砂技術(shù)充分利用了機(jī)械與化學(xué)防砂技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因此在施工中不但能夠在防砂位置形成滲透性良好的人工井壁，而且借助機(jī)械防砂管柱，能夠形成性能良好的防砂屏障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最佳的防砂效果。除此之外，復(fù)合防砂技術(shù)的應(yīng)用范圍最為廣泛，它可以用在任何地質(zhì)狀況下的進(jìn)行防砂操作，且能取得較好的防砂效果。不過復(fù)合防砂技術(shù)涉及的施工工藝比較復(fù)雜，施工成本比較高，因此只有單一防砂技術(shù)效果不佳時才考慮使用，尤其在滲透性能弱或粉細(xì)砂巖中使用效果較好。

三、防砂新技術(shù)介紹

隨著科技的發(fā)展新防砂工藝與防砂材料不斷出現(xiàn)，為油水井防砂工作開展奠定了堅實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，促進(jìn)了新防砂技術(shù)產(chǎn)生。目前新的防砂技術(shù)主要有射孔與充填一體化防砂技術(shù)、壓裂充填防砂技術(shù)等。

1 射孔與充填一體化防砂技術(shù)

射孔與充填一體化防砂技術(shù)將射孔與填充操作融合在一起，實(shí)現(xiàn)防砂目的，即只需下一趟管道到需防砂處理的地層中，進(jìn)行射孔、填充礫石操作，很顯然該技術(shù)將施工過程變得簡單化，提高了施工效率，給地層帶來的影響非常小。另外，該技術(shù)在水平井防砂工作中也取得較好效果。

2 壓裂充填防砂技術(shù)

壓裂充填防砂技術(shù)主要應(yīng)用在滲透性較強(qiáng)的油水井中防砂工作中。因?yàn)殡S著采油工作的不斷深入，滲透性較強(qiáng)的地層中的膠結(jié)物不斷減少，穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，而此時為了保證采油量會提高采油的速度，進(jìn)而使地層出砂的可能性大大提高。為了避免上述情況的發(fā)生，通常使用壓裂充填防砂技術(shù)進(jìn)行處理，其中壓裂操作能夠使油層內(nèi)形成寬而短的導(dǎo)流裂縫，以此減少油層流動的阻力，進(jìn)而提高采油生產(chǎn)能力，而充填礫石形成的支持帶又具備多級分選過濾功能，從而達(dá)到較好的防砂效果。

結(jié)語

經(jīng)過大量的實(shí)踐和探索，油水井防砂技術(shù)理念逐步得到完善，防砂技術(shù)也越來越純熟，尤其在當(dāng)今科技發(fā)展的今天，新的防砂工藝與材料不斷應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)活動中，使油水井的防砂效果得到顯著的提高，極大的促進(jìn)了地層中油田的開采，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。

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