防砂治理技術(shù)在油井提液增效中的應(yīng)用

朱益飛（勝利油田孤東采油廠）

防砂治理技術(shù)在油井提液增效中的應(yīng)用

朱益飛（勝利油田孤東采油廠）

孤東油田是國(guó)內(nèi)著名的出砂油田，主力油層館陶組含油層系形成于上第三紀(jì)的河流沉積，其埋藏淺，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松及油稠等因素造成了油層出砂嚴(yán)重。針對(duì)孤東油田傳統(tǒng)防砂工藝技術(shù)中存在的充填壓實(shí)差、易刺壞繞絲、砂卡管柱等問題，提出了改進(jìn)繞絲充填地面工藝、引進(jìn)繞絲高壓充填工藝、大修工藝技術(shù)引入到小修作業(yè)和不同采油工藝井采用不同防砂工藝技術(shù)等四項(xiàng)油水井防砂治理措施，實(shí)踐證明，這些治理措施均取得顯著效果，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

油井；繞絲充填；防砂；提液；降耗；增效

孤東油田是國(guó)內(nèi)著名的出砂油田，主力油層館陶組含油層系形成于上第三紀(jì)的河流沉積，其埋藏淺，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松及油稠等因素造成了油層出砂嚴(yán)重，經(jīng)過20多年的開采，砂害愈來愈嚴(yán)重[1]。淺層出砂油藏所占比重越來越大、傳統(tǒng)防砂措施效率降低、側(cè)鉆井地層出砂后易砂埋油層。隨著開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，孤東采油廠復(fù)雜斷塊油藏面臨的出砂問題日益突出。在孤東油田70%的油水井不經(jīng)過防砂就會(huì)砂卡，不經(jīng)過防砂原油就深藏在地下沉睡，不經(jīng)過防砂所有難采的區(qū)塊就無法開采，不經(jīng)過防砂產(chǎn)量自然遞減的狀態(tài)就無法緩解[2]。油井防砂治理已成為油田實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和提高油井系統(tǒng)運(yùn)行效率的重要手段。為此，在深入研究油藏出砂機(jī)理的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化油水井防砂工藝技術(shù)的研究與應(yīng)用，針對(duì)不同油藏分類采取針對(duì)性油田防砂措施，提高了油水井防砂成功率，取得了良好的油井防砂提液降耗增效效果。

1 傳統(tǒng)防砂工藝存在的問題

孤東油田自引入油水井傳統(tǒng)繞絲礫石充填防砂工藝以來，先后在100余口井上實(shí)施，取得了較好的效果，但是也存在一定的問題。傳統(tǒng)的繞絲地面充填工藝有兩種：使用高黏度攜砂液將充填砂配好一次頂入，多余充填砂需用水泥車配合反洗至地面，因一次配置充填砂量有限，對(duì)長(zhǎng)井段多層井需充填砂量大時(shí)，就無法施工，另外施工用車為進(jìn)口設(shè)備，成本高，出現(xiàn)問題后維修難度大，后因設(shè)備無法修復(fù)而停用；使用大型防砂車組進(jìn)行充填，這種方法雖然加砂量不受限制，但因排量大，易造成充填壓實(shí)差，并易刺壞繞絲，多余充填砂需用水泥車配合反洗至地面，費(fèi)用較高。

同時(shí)，隨著孤東油田的高速開發(fā)，油層出砂愈來嚴(yán)重，大量的機(jī)械防砂方法和化學(xué)防砂方法也應(yīng)用在孤東油田，每年處理事故井就有近200多口，這樣就出現(xiàn)了大量小修作業(yè)處理難度大的砂卡管柱、拔防砂管柱等井下事故，使小修轉(zhuǎn)大修率維持在較高的水平。小修作業(yè)處理井下事故工藝差，配套不完善，這種現(xiàn)狀不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。

2 治理措施

針對(duì)油水井防砂工藝技術(shù)中存在的問題，開展技術(shù)創(chuàng)新，提出改進(jìn)技術(shù)措施。

2.1 改進(jìn)繞絲充填地面工藝

采取的主要技術(shù)措施是用單臺(tái)400型水泥車，在上水管線端連接自動(dòng)混砂裝置來實(shí)現(xiàn)單車?yán)@絲礫石充填工藝。經(jīng)多年的實(shí)踐證明，該工藝方法簡(jiǎn)單，在排量小于300 L/min時(shí)能正常施工，攜砂比易于控制，充填壓實(shí)性好，成功率高，自動(dòng)混砂裝置加工簡(jiǎn)便費(fèi)用低，反洗井不需再增加車輛，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)限壓充填。

2.2 引進(jìn)繞絲高壓充填工藝

該項(xiàng)工藝的施工基本原理就是在井筒一定半徑范圍內(nèi)形成密實(shí)的高滲透帶，彌補(bǔ)地層虧空，提高近井地帶地層的滲透率，增加導(dǎo)油能力，降低生產(chǎn)壓差，緩解或制止地層出砂，并且形成以礫石阻擋地層砂，以繞絲管阻擋礫石的二級(jí)擋砂屏障，達(dá)到良好的防砂目的。另外，在施工時(shí)，攜砂液排量高，流速大，可有效地解除近井地帶的地層堵塞，達(dá)到油井增加產(chǎn)量的目的。其次，擠入地層的大量礫石，在彌補(bǔ)地層虧空的同時(shí)，也緩解了地層能量的損失，減少了套管受到的軸向壓力，間接保護(hù)了套管不受損傷。

繞絲高壓充填工藝技術(shù)在孤東油田推廣應(yīng)用后，成為油田開發(fā)中后期的主導(dǎo)防砂工藝技術(shù)。該技術(shù)與常規(guī)防砂技術(shù)相比，具有縮短防砂時(shí)間、提高防砂有效率、延長(zhǎng)防砂有效期、增加油井產(chǎn)量等特點(diǎn)，有效地滿足了疏松砂巖油藏開采的需求，具有廣闊的應(yīng)用推廣前景。

2.3 大修工藝技術(shù)應(yīng)用到小修作業(yè)

為提高小修井下事故處理能力，通過不斷探索，孤東油田逐漸把大修工藝技術(shù)引入到小修作業(yè)中，通過吸收消化，配套完善，形成了適用于小修作業(yè)復(fù)雜井下事故處理工藝技術(shù)。解決了小修作業(yè)處理難度大的砂卡管柱、拔防砂管柱等井下事故，提高了油水井作業(yè)成功率，減少了油水井小修轉(zhuǎn)大修率。

2.4 不同采油工藝井采用不同防砂工藝技術(shù)

針對(duì)不同油藏的砂卡推廣應(yīng)用了噴砂射孔、分層防砂工具、封上采下高充工具、井下振蕩解堵器、HY化學(xué)防砂、稠抽泵等20多項(xiàng)防砂新工藝、新技術(shù)[3]。近年來，孤東油田在現(xiàn)有防砂技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐步形成了針對(duì)直井或井斜小于45°的井高壓擠壓充填防砂、大排量小型壓裂防砂、長(zhǎng)井段復(fù)合防砂、封口擠壓充填防砂、限壓擠壓循環(huán)充填防砂等防砂技術(shù)，大跨度夾層、大斜度或水平井的逆向充填高壓擠壓充填防砂技術(shù)，積累了豐富的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)和事故處理能力，能根據(jù)不同類型的防砂施工要求采用不同的防砂技術(shù)，以達(dá)到最有效的防砂效果。

2.4.1 水平井防砂工藝技術(shù)

水平井防砂堵水技術(shù)要求高，施工難度大[4]。該項(xiàng)技術(shù)原理是依據(jù)水平井充填理論，通過研發(fā)大通徑充填工具、抗堵塞的水平井充填復(fù)合繞絲篩管以及壓差式分級(jí)充填阻流裝置，形成水平井礫石充填一體化工藝管柱，研發(fā)出中高黏脹塑型攜砂液體系攜帶的低密度支撐劑，形成多級(jí)擋砂屏障，最終達(dá)到防砂增油的綜合效果。該項(xiàng)技術(shù)較好地解決了高泥質(zhì)、粉細(xì)砂、稠油疏松砂巖油藏水平井防砂的難題。

水平井防砂工藝技術(shù)的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)分別是開發(fā)出專用工具（水平井循環(huán)充填和擠壓充填工具具有良好的水平段座封、丟手、充填轉(zhuǎn)換的功能，復(fù)合繞絲篩管可實(shí)現(xiàn)抗堵塞高精度擋砂，壓差式分級(jí)充填阻流裝置可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)井段水平井分段連續(xù)充填的功能）；研發(fā)出具有黏度可調(diào)、攜砂能力強(qiáng)、低殘?jiān)蛡Φ忍攸c(diǎn)的SPF-1型水平井?dāng)y砂液體系；研究篩選出DM-1型低密度充填支撐劑，其具有密度低、圓球度好、強(qiáng)度高、充填率高等性能特點(diǎn)；建立了水平井礫石充填數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用泡沫負(fù)壓返排技術(shù)和井筒碎屑強(qiáng)磁清理技術(shù)，形成適應(yīng)于水平井分段連續(xù)循環(huán)（擠壓）充填施工工藝。

該項(xiàng)技術(shù)將水平井技術(shù)、防砂技術(shù)及礫石充填技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，一次可完成打橋塞、充填、下生產(chǎn)封隔器三種工序，形成一個(gè)全方位復(fù)合型油水井措施，既可以起到防砂作用，又有一定的增油效果，代表著目前油水井防砂工藝措施領(lǐng)域的尖端水平，并從常溫稀油井防砂推廣到高溫稠油井防砂，成為解決油田開發(fā)中后期出砂嚴(yán)重及稠油油藏出砂問題的有效措施之一。

2.4.2 稠油注汽防砂工藝技術(shù)

該技術(shù)針對(duì)注汽高壓油井，做好高飽和地層填砂改造降壓，優(yōu)化防砂施工參數(shù)和材料投入。高飽和地層填砂油層改造范圍比氣舉、酸化、混排等工藝更深、更遠(yuǎn)，是較為有效的注汽降壓措施。但防砂材料成本投入相對(duì)較高，根據(jù)單井差異，科學(xué)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化防砂施工設(shè)備和攜砂液量是控制成本的關(guān)鍵。同時(shí)，針對(duì)多輪次注汽防砂降本工藝，做好單元示范引領(lǐng)，突出整體降耗增效。

2.4.3 后續(xù)水驅(qū)防砂工藝技術(shù)

該技術(shù)為高滲濾防砂工藝技術(shù)。隨著孤東油田的深入開發(fā)，目前，后續(xù)水驅(qū)單元油井綜合含水不斷上升，確保合理的生產(chǎn)液量才能保證高效開發(fā)。防砂工藝優(yōu)化是保證油井提液的最后一道屏障。針對(duì)目前油井防砂后產(chǎn)能迅速下降的情況，孤東采油廠工藝技術(shù)人員分析近井地帶可能存在堵塞，采用先排后填再防砂的高滲濾防砂技術(shù)工藝。

3 實(shí)施效果

1）提高油水井防砂作業(yè)成功率。繞絲充填地面工藝的改進(jìn)，解決了改進(jìn)前采用大型施工車組存在的施工排量大、施工難度大、加砂比難以控制、施工成功率低、施工費(fèi)用高等問題，提高了油水井作業(yè)成功率。

繞絲高壓充填工藝，不僅提高作業(yè)成功率，而且成為油田防砂主導(dǎo)工藝。通過完善和改進(jìn)操作方法及工藝參數(shù)，例如下繞口袋的限制、油管試壓標(biāo)準(zhǔn)的提高、優(yōu)化加砂比、防止地層砂子反吐、座封時(shí)上提一定高度管柱防止倒不開扣等工藝和參數(shù)的改進(jìn)，使這項(xiàng)工藝得到了進(jìn)一步完善，使其在孤東油田得到了廣泛應(yīng)用。幾年來共計(jì)實(shí)施5000多口井，作業(yè)成功率達(dá)98.1%，成為孤東油田防砂的主導(dǎo)工藝。

2）降低了油水井小修轉(zhuǎn)大修率。采取大修作業(yè)技術(shù)應(yīng)用到小修作業(yè)中，增強(qiáng)了小修技術(shù)能力，解決了小修作業(yè)井的技術(shù)難題，避免了小修作業(yè)處理難度大的砂卡管柱、拔防砂管柱等井下事故，減少了油水井小修轉(zhuǎn)大修率。

3）不同采油工藝井采用不同防砂工藝技術(shù)，低效井提液增效效果明顯。孤東GD9P18井投產(chǎn)中，針對(duì)篩管水平井水平段常規(guī)酸洗工藝沖洗效率低，采用全井段泡沫射流酸洗工藝，實(shí)現(xiàn)水平篩管均勻泥餅沖洗解堵，改善水平井段篩管滲流，均衡產(chǎn)液剖面，投產(chǎn)后日產(chǎn)液量22.2 m3，日產(chǎn)油10.5 t。KD18-P2井應(yīng)用水平井管內(nèi)礫石充填防砂技術(shù)，平均日產(chǎn)油18.4 t，含砂小于0.01%，實(shí)施水平井井段258.38 m，防砂一次成功率達(dá)100%，防砂有效期達(dá)2年以上。在HLKD642P43井先后試驗(yàn)了動(dòng)靜態(tài)井溫測(cè)試對(duì)比技術(shù)，找出出水井段，試驗(yàn)了強(qiáng)弱結(jié)合的高溫凝膠堵水、優(yōu)化段塞設(shè)計(jì)和注入?yún)?shù)，有效封堵出水井段，完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)注入指標(biāo)。措施后，日產(chǎn)液44.6 m3，日產(chǎn)油4.8 t，含水89.1%，累計(jì)增油144.6 t。該技術(shù)已應(yīng)用水平井防砂30口，平均單井日增油2倍左右，累計(jì)增油近30×104t，有效地解決了高泥質(zhì)、粉細(xì)砂巖油藏水平井防砂提液增油技術(shù)難題。

GOGD511X7井為稠油注汽開發(fā)油井，在防砂措施制定中，外部施工單位計(jì)劃采用排量3.5 m3/min車組，攜砂液150 m3的施工規(guī)模，防砂費(fèi)用高達(dá)15萬(wàn)元。采油廠技術(shù)人員結(jié)合該井油藏特點(diǎn)和注汽生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化降低施工規(guī)模，采用2.5 m3/min車組，攜砂液100 m3，減少防砂投入6萬(wàn)元。該井措施日產(chǎn)油10.4 t，已累計(jì)增油516 t。同時(shí)，圍繞多輪次注汽防砂降本工藝區(qū)塊示范建設(shè)，2016年孤東采油廠在孤東81-1塊成功實(shí)施多輪次注汽防砂二次轉(zhuǎn)周2井口，日增油10 t，降本增效顯著。GD81-1塊是2013年投產(chǎn)的稠油單元，油井共計(jì)11口。采油廠在推進(jìn)稠油井多輪次注汽防砂工藝實(shí)施過程中，優(yōu)選該單元作為示范區(qū)塊，目前已開展多輪次注汽防砂7口井，成功實(shí)施二次轉(zhuǎn)周6口井，累計(jì)減少防砂投入70余萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)了稠油吞吐防砂的降本增效。

二區(qū)館的GO2-23-62井在2013年10月實(shí)施高滲濾防砂，生產(chǎn)1132天，累計(jì)產(chǎn)油2683 t，成為高滲濾防砂的長(zhǎng)壽井。孤東三區(qū)GO3-17X236井，采用氮?dú)馀菽蹬沤獬貛У亩氯?，高滲濾防砂的實(shí)施方案。該井在實(shí)施過程中排出灰漿、聚合物4 m3，采用高強(qiáng)度地填砂進(jìn)行地層改造，高滲濾生產(chǎn)，防砂后，該井日產(chǎn)液由停產(chǎn)前的45 m3上升至目前的180 m3，日增油達(dá)到了3.1 t。累計(jì)生產(chǎn)410天，增油達(dá)1243 t，取得了很好的防砂提液增油效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

防砂工藝技術(shù)是油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)無可替代的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)孤東油田防砂工藝技術(shù)中存在的問題，提出了改進(jìn)繞絲充填地面工藝、引進(jìn)應(yīng)用繞絲高壓充填工藝、大修工藝技術(shù)引入到小修作業(yè)和不同采油工藝井采用不同防砂工藝技術(shù)等四項(xiàng)治理措施。不同油藏井采取不同防砂措施提高了油水井防砂成功率，取得了良好的油井防砂提液降耗增效效果。

[1]朱益飛.稠油開采節(jié)能技術(shù)的降稠方式分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2010，26（7）：56-58.

[2]霍廣榮，李獻(xiàn)民，張廣卿，等.勝利油區(qū)稠油油藏?zé)崃﹂_采技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999：20-25.

[3]史紅芳.提高稠油注汽開發(fā)質(zhì)量效果的探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2012，28（4）：32-34.

[4]王登慶.水平井礫石充填防砂工藝技術(shù)研究[D].北京：中國(guó)石油大學(xué)，2008.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.01.012

2016-11-12

（編輯 莊景春）

朱益飛，高級(jí)工程師，1989年畢業(yè)于華東石油學(xué)院（生產(chǎn)過程自動(dòng)化專業(yè)），從事油田技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督工作，E-mail：zhuyifei112.slyt@sinopec.com，地址：山東省東營(yíng)市河口區(qū)仙河鎮(zhèn)勝利油田孤東采油廠技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督中心，257237。