【摘要】 出砂是影響油氣井生產(chǎn)的一個重要因素，它制約著油氣田的開發(fā)效果。因此，對出砂油藏開展防砂對策研究具有很重要的現(xiàn)實意義。通過對曙光油田出砂區(qū)塊出砂機理分析，開展提高固井質(zhì)量、優(yōu)化射孔技術(shù)、實施防砂措施的研究，探索適合于油藏的防砂技術(shù)?，F(xiàn)場實施效果表明：有針對性的實施防砂措施能有效解決油層出砂問題。這為同類油藏提供了很好的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】出砂 出砂機理 礫石防砂 人工井壁 壓裂防砂

曙光油田的部分油藏因埋藏淺、膠結(jié)程度差，造成地層出砂，嚴重制約了油藏的開發(fā)效果。雖然早期采取了一些防砂措施，取得了一定的防砂效果，但隨著油藏開發(fā)的不斷深入，這些防砂技術(shù)已不能適應(yīng)油藏開發(fā)的需要。本文在分析出砂區(qū)域出砂機理和油藏特性的基礎(chǔ)上，開展優(yōu)化固完井技術(shù)、礫石填充和人工井壁等多種防砂措施的研究，探討出砂油藏的有效防砂方法，為高效開發(fā)出砂油藏提供科學依據(jù)。

1 研究背景

1.1 開發(fā)中存在的問題

曙光油田地質(zhì)條件復雜、油品種類多樣。在其開發(fā)過程中，部分油藏因地層壓實作用弱、膠結(jié)程度差、地層疏松，造成油水井出砂。以曙三區(qū)為例，受地質(zhì)構(gòu)造、沉積相帶、油層發(fā)育狀況等因素影響，油水井普遍有出砂歷史，出砂嚴重井已占總井數(shù)的55.8%。其中每產(chǎn)1萬方液量累積出砂量大于4方的89口井，所占比例33.3%，出砂量在2.0～4.0方的有60口井，所占比例22.5%，在0.5～2.0方之間的81口井，小于0.5方的37口井。又如杜813興隆臺油藏，幾乎所有油井都有出砂歷史。目前出砂嚴重井為168口，已達到油井總井數(shù)的68%，個別油井累計出砂量達到8 m³以上。出砂導致套壞關(guān)井10口。

1.2 出砂機理分析

針對目前出砂區(qū)塊開發(fā)中存在的矛盾，在精細油藏研究的基礎(chǔ)上，通過分析地層砂的粒徑、分選等情況，從內(nèi)在的地層發(fā)育狀況到外在的開發(fā)狀況，綜合研究了砂巖油藏的出砂機理，出砂主要受兩方面因素影響。

1.2.1 地質(zhì)因素

由于油層埋藏淺，地層壓實作用小，膠結(jié)比較疏松，斷塊多，地層應(yīng)力場分布不均衡，地層中容易產(chǎn)生局部應(yīng)力過大，破壞巖石的原始結(jié)構(gòu)，使巖石的強度下降或由于膠結(jié)物中泥質(zhì)含量高、水敏性較強均易表現(xiàn)為地層出砂。

1.2.2 開發(fā)因素

隨著油田開發(fā)不斷進行，壓力自然下降，儲層砂體承載砂粒的負荷逐漸增加，致使砂粒間的應(yīng)力平穩(wěn)狀態(tài)被破壞，即地層應(yīng)力超過砂巖地層強度，導致了巖石顆粒的剝離；而油井放噴、生產(chǎn)時，生產(chǎn)壓差的急劇建立，流體流動過程中對砂粒的強拖曳力，以及注水開發(fā)中為了保持產(chǎn)量必定要提高采液量，大量注水造成的水敏地層巖石膨脹和泥質(zhì)膠結(jié)物強度下降，松散解體必將導致地層流體的流速增加，加大流體對地層砂的沖拽力將造成砂粒的搬運。在宏觀上表現(xiàn)為油井地層出砂，另外原油粘度高，拖曳力大也是導致出砂的重要因素。

2 防砂治沙對策研究及應(yīng)用效果

2.1 采用新技術(shù)固、完井，防止套壞發(fā)生

2.1.1 提高套管強度

根據(jù)射孔套管的抗擠強度理論，提高其抗擠毀強度減小射孔段套壞的推薦方案是增加壁厚。從套管常規(guī)性能指標看，N80、TPl00H、TP120TH套管管體組織均為回火索氏體，管體的拉伸性能、沖擊、硬度指標均滿足生產(chǎn)要求。從試驗?zāi)M結(jié)果看，TP120TH外加厚套管的抗擠毀強度不低于130MPa，較TP100H（中177.8mm×9.19mm）套管增加了2倍多，是N80（中177.8mm×8.05mm）套管的近4倍，同時材料具有良好的高溫性能，符合目前超稠油防止套壞的要求。

2.1.2 優(yōu)化射孔方式

為了增大炮眼總的流通面積，減小地層流體在炮眼內(nèi)外的壓降，降低地層流體徑向流速，減緩地層出砂。改變先前φ127型射孔槍，DP44RDX-1彈，16孔/m的射孔方式。而采用φ140型射孔槍，DP46RDX-1彈，26孔/米的射孔方式。優(yōu)化后射孔孔眼截面積增大1.6倍，增大了泄油面積，減緩了徑向流速，減少地層出砂。

2.2 開展多種防砂措施，提高油藏開發(fā)效果

2.2.1礫石充填防砂？

礫石充填防砂是將高精密濾砂管和充填裝置下至油層部位丟手后，通過壓裂車組將礫石攜帶到油層虧空處和濾砂管與套管的環(huán)形空間，在礫石的濾砂和濾砂管的擋砂作用下，形成高強度的防砂屏障，阻止地層砂向井筒內(nèi)運移，從而保證油井的正常生產(chǎn)。

2.2.2 人工井壁防砂

人工井壁采用支撐劑、膠結(jié)劑等加工成膠結(jié)砂，用攜砂液將膠結(jié)砂攜送到井底，堆積到油層虧空部位及炮眼處，固化后，形成具有很高強度及滲透率的人工井壁。具有以下特點：

（1）耐高溫。人工井壁可耐注汽溫度350℃，并且長期保持穩(wěn)定。

（2）抗壓強度高。人工井壁的抗壓強度可達20 MPa以上。

（3）滲透率高。人工井壁的滲透率可達12μm²以上。

2008年以來，曙光油田共實施人工井壁防砂實施18井次，累計增油0.21萬噸。取得了預(yù)期的防砂效果。以杜813-44-新82井為例，該井為杜813興隆臺區(qū)塊的一口井，更新前由于出砂嚴重，無法正常生產(chǎn)，2006年實施更新，在生產(chǎn)1周期后便實施了人工井壁防砂。措施后，一直生產(chǎn)正常，未發(fā)生過砂卡現(xiàn)象，作業(yè)探砂面無砂，該井累計正常生產(chǎn)652天，累計增油2865噸。

近幾年來，在曙光油田累計實施壓裂防砂42井次，主要集中在曙三區(qū)，該區(qū)塊是曙光油田出砂最嚴重的區(qū)塊之一，通過實施壓裂防砂措施，因出砂導致的檢泵作業(yè)明顯減少，2010年共實施沖檢作業(yè)60井次，對比2009年同期下降10井次，平均修井周期延長了20天。

3 結(jié)論和認識

（1）隨著油田開發(fā)歷程的不斷深入，砂巖油藏穩(wěn)產(chǎn)難度逐漸增強。通過油藏精細研究認清油藏出砂機理，有針對性的開展治砂工作，將有效的提高油藏的開發(fā)效果。

（2）通過先期外加厚套管完井，實施大孔徑、高孔密防砂射孔技術(shù)的實施，能有效地解決疏松砂巖油藏防砂難題。

（3）結(jié)合出砂區(qū)塊的油藏特性，根據(jù)各類防砂技術(shù)的特點，開展有針對性的防砂工作，能較好的解決油藏出砂問題，提高油藏開發(fā)效果。

作者簡介

郭銳，男，助理工程師，1984年4月生，2008年畢業(yè)于長江大學石油工程專業(yè)，現(xiàn)就職于中油遼河油田分公司曙光工程技術(shù)處作業(yè)一大隊。