提高油井防砂作業(yè)施工質(zhì)量的對策探討

1、    提高油井防砂作業(yè)施工質(zhì)量的對策探討    肖勝濱【摘 要】隨著油田開發(fā)的深入，油井出砂是油田開發(fā)中碰到的最常見的問題。而防砂作業(yè)施工質(zhì)量直接影響到油田開發(fā)的效果。本文在油井出砂原因分析的基礎(chǔ)上，介紹了油井防砂機理和油井開發(fā)中暴露出的問題，闡述了提高防砂作業(yè)施工質(zhì)量的對策?！娟P(guān)鍵詞】防砂作業(yè)；施工質(zhì)量；對策一、油井出砂原因分析1.1儲層的膠結(jié)狀態(tài)河口油田儲層的膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，膠結(jié)類型以孔隙膠結(jié)為主，膠結(jié)物含量較少，膠結(jié)疏松，尤其在油層含水后，部分膠結(jié)物質(zhì)被溶解，降低了巖石膠結(jié)強度，導(dǎo)致儲層易出砂1.2應(yīng)力狀態(tài)的變化儲層垂向應(yīng)力的大小取決于油層埋藏

2、深度和上覆巖石的密度。鉆井前砂巖油層處于應(yīng)力平衡狀態(tài)，但隨著油田開發(fā)的延續(xù)，油層壓力自然下降，儲層砂巖體承載的負(fù)荷逐漸增加，砂粒間的應(yīng)力平衡破壞，增加了地應(yīng)力對巖石顆粒的擠壓作用，擾亂了顆粒間的膠結(jié)，也易導(dǎo)致地層出砂。二、油井防砂機理2.1繞絲篩管礫石充填防砂采用下入防砂管柱（如割縫襯管、繞絲篩管、膠結(jié)成型的濾砂管、雙層或多層篩管等）后再進行充填，充填材料最常用的是礫石，還可用果殼、果核、塑料顆粒、玻璃球或陶粒等，有效地把地層砂限制在地層內(nèi)，并能使地層保持穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)。該方法對地層的適應(yīng)能力強，無論產(chǎn)層厚薄、滲透率高低，夾層多少都能有效地實施；在老井作業(yè)中，還可起到恢復(fù)地層應(yīng)力的作用，從而延

3、長生產(chǎn)周期，使出砂井能得到充分的利用。2.2涂料砂防砂將涂料砂通過管柱泵送到產(chǎn)層，并擠入套管以外的空穴中，形成密實充填，使地層恢復(fù)或部分恢復(fù)原始應(yīng)力。待這些充填材料凝固，形成具有一定強度的擋砂屏障后，再把井筒中多余的充填物鉆銑掉，使油井具備開井生產(chǎn)條件。涂料砂防砂適用于滲透率相對均勻的油層段，在粉細(xì)砂巖地層中的防砂效果優(yōu)于機械防砂。2.3復(fù)合防砂高壓予充填石英砂擠實地層大孔洞，在近井地帶形成濾砂高滲透區(qū)域，提高擋砂強度和近井地帶的泄油能力，減小管內(nèi)充填礫石層，降低井筒流阻，涂料砂在近井地帶固結(jié)為新骨架，形成新的耐沖刷、高強度的相對穩(wěn)定的擋砂屏障，起防砂和保護管內(nèi)礫石層的雙重作用，再下入金屬繞絲

4、篩管或激光割縫管、金屬棉濾砂管礫石充填，形成第三道濾砂層。復(fù)合防砂通過對地層進行高壓充填石英砂，有效阻止部分地層砂向近井地帶運移，提高近井地帶的滲流能力，起到改造地層的作用。三、油井開發(fā)中暴露出的問題3.1繞絲管防砂有效率下降在油田開發(fā)初期，防砂工藝單一，油井都采用繞絲篩管管內(nèi)礫石充填工藝防砂投產(chǎn)，取得了良好的防砂效果。但隨著油田開發(fā)時間的延長，地層虧空加大，出砂程度加劇，防砂難度增加，繞絲管防砂有效率下降，2008-2044年繞絲管防砂71井次，有效率74.6%。單一繞絲篩管防砂工藝難以適應(yīng)不同井況油井防砂的需要。3.2涂料砂防砂有效期短為便于油井后期措施的實施，從1999年開始進行常溫涂料

5、砂防砂試驗，由于常溫涂料砂最佳的固結(jié)溫度要求在60以上。同時受施工參數(shù)及部分油井層數(shù)較多的影響，涂料砂在各層段不能均勻分布，難以形成堅固的人工井壁，導(dǎo)致防砂有效期較短。3.3地層細(xì)粉砂易堵塞充填層及繞絲管復(fù)合防砂施工時，在涂料砂充填過程中，在高壓下破碎的顆粒與部分地層砂膠結(jié)并與充填砂交混，形成混砂帶，如果混砂帶距套管較近，會產(chǎn)生地層堵塞；同時油井長期生產(chǎn)，外來顆粒及地層微粒運移也會產(chǎn)生堵塞。高壓充填改造后，初期會取得一定效果，但隨著生產(chǎn)時間的延長，堵塞顆粒不能排出地層，導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。同時由于儲層巖性主要為細(xì)-粉細(xì)砂巖，施工時部分地層細(xì)粉砂回吐，堵塞防砂管柱的縫隙或孔隙，防砂后油流阻力增大，

6、造成油層供液能力下降。四、提高防砂作業(yè)施工質(zhì)量的對策4.1優(yōu)化施工設(shè)計（1）充填施工在口袋內(nèi)形成虧空事實存在，解決這一問題有兩個辦法，一是下繞前不留口袋，繞絲直接下在砂面上，但是，油田出砂較重，繞絲往往下不到位，造成工序浪費，作業(yè)隊對這一辦法不容易接受，也不容易實施。另外一種方法就是采用托砂工具，充填時促使砂橋形成，充填施工在高壓下進行，為保證施工中皮碗不受力損，在皮碗下部設(shè)計0.3mm割縫數(shù)條，充填施工時，皮碗上下壓力平衡，皮碗不受力，又保證充填砂不能通過割縫。（2）重新評價地層砂，對不同區(qū)塊地層砂進行篩分析，得出粒度中值、不對稱性、均勻系數(shù)等資料，根據(jù)有關(guān)公式，重新設(shè)計充填砂體系。（3）提

7、高砂比與施工排量，改進攜砂液性能.只有攜砂液得到改進，才能有效地提高攜砂比，提高攜砂一方面能提高地層裂縫的鋪砂濃度，形成有效支撐，同時還可以減少攜砂液用量，減少地層污染，縮短大型施工時間，減少設(shè)備磨損.普通的攜砂液體系，如田莆攜砂液，價格低廉，傷害小，可以在我廠應(yīng)用。4.2完善和配套復(fù)合防砂工藝（1）解堵與復(fù)合防砂配套。在復(fù)合防砂施工中，為達到溶解破碎的涂料砂，排出堵塞顆粒，疏通地層的目的，采用了先解堵后防砂的方法：即對近井地帶存在堵塞的井，防砂前先采用濃度為1-2%的稀鹽酸解除地層堵塞，混氣水排出反應(yīng)生成物，疏通地層，提高近井地帶滲透率，然后進行防砂施工。（2）多層合采井，加強改造低滲透層。

8、對于層數(shù)多、滲透率差異大的井，進行全井一次性充填，不可避免地存在充填砂在各層分布不均的現(xiàn)象，滲透率高的層充填砂進入多，而滲透率低的層進入少，從而影響防砂增油效果。2006年對林樊家油田東部新井進行了多次射孔、多次充填防砂試驗，即將油井滲透率相近的小層組合到一起，分2次或3次射孔充填，然后全井進行繞絲管防砂，加強對低滲透層的動用。4.3加強一次性高壓充填防砂工藝試驗針對復(fù)合防砂工序較煩瑣、占井時間長的情況，2007年9月開始試驗一次性高壓充填防砂工藝：將防砂管柱及充填工具一次性下入井內(nèi)，使地層預(yù)充填和管內(nèi)礫石充填一次完成施工。其主要優(yōu)點是：將地層預(yù)充填和繞絲管充填兩道工序合二為一，減少了施工工序

9、和作業(yè)占井時間，單井施工周期平均比復(fù)合防砂縮短58天。4.4做好地面施工準(zhǔn)備在大型防砂施工過程中，初期控制攜砂比，使用較小的攜砂比加砂，到了中后期，為達到在井筒周圍形成較好的擋砂屏障，往往使用大的攜砂比，對初期水壓形成的小裂縫進行充填，在這過程中如果因水泥車故障等非人為因素導(dǎo)致施工中斷，使油管內(nèi)的砂子迅速沉積，砂埋油層或是堵油管，導(dǎo)致防砂失敗。要在平時的防砂施工中不但要注意各種施工參數(shù)的監(jiān)控，對于一些影響施工的細(xì)節(jié)方面同樣不能放過，必須嚴(yán)格按照要求，達到事半功倍的效果。4.5加強施工過程控制現(xiàn)使用的繞絲篩管對于循環(huán)充填井井筒的處理要求較高，在施工過程中我們也要求作業(yè)隊進行刮管熱洗，因為井筒處理不干凈就可能下入繞絲后灰漿及地層砂堵塞繞絲管縫隙，導(dǎo)致完井供液差。繞絲篩管堵塞在施工中最直接的表現(xiàn)就是循環(huán)帶壓。對于施工中一些不正常的細(xì)節(jié)不要抱有僥幸心理，出現(xiàn)這些狀況都是有原因的，如果不去分析造成的后果不僅浪費了作業(yè)成本，更對整個作業(yè)質(zhì)量造成很壞的影響。五、結(jié)束語油井防砂作業(yè)要從精細(xì)管理防砂施工細(xì)節(jié)入手，精心做好設(shè)計方案，應(yīng)用合理的防技