不鉆塞人工井壁防砂技術(shù)在淺層稠油井中的應(yīng)用

【摘要】克拉瑪依稠油區(qū)塊屬砂巖油藏，由于長(zhǎng)期的蒸汽吞吐造成地層出砂嚴(yán)重，在多年的生產(chǎn)中由于出砂造成九區(qū)大量油井減、停產(chǎn)，產(chǎn)生大量修井費(fèi)用，對(duì)整個(gè)油田的開(kāi)采效果造成嚴(yán)重影響，針對(duì)九區(qū)稠油區(qū)塊嚴(yán)重出砂的躺井，對(duì)不鉆塞人工井壁防砂工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化?，F(xiàn)場(chǎng)施工達(dá)到了恢復(fù)了躺井的產(chǎn)能，提高了生產(chǎn)時(shí)率的目的取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】淺層稠油；不鉆塞；防砂

1、前言

克拉瑪依油田六-九區(qū)齊古組稠油油藏的巖性以泥質(zhì)膠結(jié)的灰-灰褐色細(xì)砂巖為主，油層平均中不埋藏深度260m，油層有效厚度5-20m，平均孔隙度30%，原始含油飽和度64.4%，滲透率平均為2μm2，地層壓力2.03MPa，油層中部溫度19.3℃，原始密度0.92-0.96g/cm3，20℃時(shí)地面脫氣原油粘度在5000-100000mPa.s，粘度反應(yīng)敏感，原始溶氣比小，適合熱力采油。齊古組油層最顯著的特點(diǎn)是：膠結(jié)疏松，在油層部位取出的巖心幾乎全部為散砂。巖心以鈣泥質(zhì)為主，多呈空隙—接觸式，膠結(jié)成分主要為方解石、高嶺石，其次為綠泥石、伊利石和蒙脫石。泥質(zhì)成分中以高嶺石為主占56%，蒙脫石很少，占12%。

六-九區(qū)齊古組稠油油藏油層出砂嚴(yán)重。全區(qū)四分之一以上的采油生產(chǎn)井出砂，出砂直接影響稠油井的正常生產(chǎn)，造成油井吞吐周期縮短，產(chǎn)量快速下降，嚴(yán)重時(shí)甚至造成油井砂埋關(guān)井。此外，油井出砂還能使井下及地面設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重腐損，縮短生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重制約油田的高效生產(chǎn)。

目前，六、九區(qū)嚴(yán)重出砂井396口，一般出砂井369口，出砂狀況非常嚴(yán)重。出砂井主要分布在六東區(qū)、九6區(qū)北、九7+8區(qū)、九淺41井區(qū)及J230井區(qū)。各區(qū)塊的出砂率分別為六區(qū)15.9%，九6區(qū) 18.04%，九7+8區(qū) 25.1%，九9區(qū) 9.31%，J230 17.36%，九淺41 19.91%，九7+8區(qū)出砂尤為嚴(yán)重。自投產(chǎn)以來(lái)，汽竄、出砂一直是困擾本區(qū)油井正常生產(chǎn)的一個(gè)問(wèn)題，截止目前累積發(fā)生汽竄干擾646口，累積汽竄1784井次，而且汽竄干擾方向沒(méi)有規(guī)律，汽竄同時(shí)往往造成出砂。

2、出砂情況及原因分析

2.1 九7+8井區(qū)出砂情況

九7+8區(qū)自投產(chǎn)以來(lái)，汽竄、出砂一直是困擾本區(qū)油井正常生產(chǎn)的一個(gè)問(wèn)題，而且汽竄干擾方向沒(méi)有規(guī)律，汽竄同時(shí)往往造成出砂。

九7+8區(qū)油井出砂具有普遍性，井口取樣分析80%以上原油攜砂，修井證實(shí)出砂井共603口，占總井?dāng)?shù)的62%。一次沉砂厚度平均45m，最高達(dá)到125m。經(jīng)過(guò)抽樣化驗(yàn)分析，出砂粒徑在0.4—0.7mm之間。

2.2 出砂原因分析

（1）齊古組儲(chǔ)層巖性以中細(xì)砂巖為主占，膠結(jié)程度疏松，主力含油層系大都是疏松砂巖，油層膠結(jié)疏松，水敏礦物含量高，非均質(zhì)嚴(yán)重，注蒸汽熱采中，蒸汽對(duì)地層具有沖刷作用，降低了地層膠結(jié)程度，引起井底周?chē)貙庸羌芙Y(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，造成在注汽和采油過(guò)程中的顆粒運(yùn)移，引起出砂。

（2）油井出砂井主要分布在主河道區(qū)域。河道上油層連通性好，油井間易發(fā)生汽竄，汽竄時(shí)高速流動(dòng)的汽體對(duì)油層沖涮破壞較強(qiáng)。

（3）在注蒸汽開(kāi)采條件下，首先注入的蒸汽加熱油層，原油粘度急劇降低，瀝青質(zhì)及泥質(zhì)膠結(jié)物遭到破壞，砂巖結(jié)構(gòu)變?yōu)樗缮顟B(tài)，此外高溫蒸汽與巖石顆粒的表面接觸，加上稠油儲(chǔ)層膠結(jié)疏松、孔滲高、比表面大，蒸汽中的液相與巖石礦物發(fā)生水巖反應(yīng)，造成礦物的大量溶解，使儲(chǔ)層更加疏松，細(xì)小顆粒更易剝離母巖并參與運(yùn)移，堵塞孔喉，造成儲(chǔ)層傷害； 注汽結(jié)束回采時(shí)，一般生產(chǎn)壓差較大，排液速度成數(shù)十倍地增加，甚至油井自噴，這樣極易引起油層出砂。

（4）汽竄嚴(yán)重是影響出砂的重要因素，有汽竄記錄井中出砂井429口，占汽竄井的67%。這一數(shù)據(jù)有力地證實(shí)了汽竄對(duì)油層沖刷引起出砂的可能性。另外油井發(fā)生汽竄時(shí)井筒內(nèi)溫度、壓力升高，為防止井噴及高速油流刺穿輸油管線強(qiáng)迫停井，油井竄關(guān)后，井內(nèi)油管中攜砂原油由于溫度升高、粘度降低，對(duì)砂子的粘滯力降低，砂子就會(huì)在重力作用下沉降到柱塞上（汽竄井一般至少關(guān)井5天），造成泵卡。

3、不鉆塞人工井壁防砂技術(shù)

3.1 不鉆塞人工井壁防砂技術(shù)的原理

不鉆塞人工井壁防砂屬人造井壁（巖層）防砂技術(shù)。該工藝是針對(duì)礫石充填工序多、施工占井周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、套變井無(wú)法施工等問(wèn)題而研制開(kāi)發(fā)出的一種新型防砂工藝。施工時(shí)利用泵車(chē)將防砂劑擠入套管外虧空區(qū)域與炮眼，在地層溫度和水環(huán)境下發(fā)生水化、固結(jié)等一系列的化學(xué)反應(yīng)，72小時(shí)后即可形成具有高強(qiáng)度、高滲透的人工井壁，從而達(dá)到改造地層和防砂的目的。

3.2 不鉆塞人工井壁防砂的工藝

（1）沖凈井筒內(nèi)地層砂， 使炮眼暢通。

（2）擠防砂劑（擠入量以作業(yè)累計(jì)出砂量計(jì)算）。要求壓力平穩(wěn)，排量500L/min以上時(shí)，開(kāi)始加砂。砂比控制在每分鐘3%～5%，若泵壓超過(guò)穩(wěn)定值的50%，立即停止加砂。

（3）沖凈井筒內(nèi)地層砂。

（4）關(guān)井候凝72h。

（5）注汽，投入生產(chǎn)。

4、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

2011年10月在九7+8井區(qū)共實(shí)施了22口井次的不鉆塞人工井壁防砂，有效16井次，措施有效率73%。截止到2013年3月，防砂有效期最長(zhǎng)超過(guò)500天，已累計(jì)增油4188噸；2012年共實(shí)施不鉆塞人工井壁防砂53井次，有效48井次，有效率高達(dá)90.6%，截止2013年3月，已累計(jì)產(chǎn)油3955噸，平均日產(chǎn)油能力為0.73t/d；2013年共實(shí)施不鉆塞人工井壁防砂45井次，有效45井次，達(dá)到防砂增產(chǎn)的目的，并產(chǎn)生了良好得經(jīng)濟(jì)效益。

5、結(jié)論和認(rèn)識(shí)

（1）不鉆塞人工井壁強(qiáng)度達(dá)到3MPa以上，對(duì)滲透率影響較小，耐酸、抗沖蝕，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用受溫度、填砂量、采液強(qiáng)度等影響， 適用于有一定虧空的地層。

（2）固砂劑防砂后井壁強(qiáng)度更高，受溫度影響，對(duì)地層滲透率影響小， 適用于早期防砂，應(yīng)用效果較好。

（3）現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單、安全可靠，固化時(shí)間長(zhǎng)，施工完對(duì)井筒進(jìn)行沖凈即可，無(wú)需鉆塞作業(yè)。

（4）工序簡(jiǎn)單，可在套變不大的油井進(jìn)行施工。

（5）防砂劑可以與地層固結(jié)形成新的人工井壁，對(duì)改造地層結(jié)構(gòu)具有一定的意義。

（6）針對(duì)稠油汽竄嚴(yán)重的地層，建議提高填注砂量，保證固砂質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]王慶生.樹(shù)脂液固砂技術(shù)研究[D].大慶石油學(xué)院，2007.

[2]耿娜娜.稠油熱采井高溫防砂技術(shù)研究[D].中國(guó)石油大學(xué)，2007.

[3]邵國(guó)峰.低溫固化覆膜砂防砂技術(shù)研究與應(yīng)用.東北石油大學(xué)，2011.5.