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油井出砂原因与治理措施

2020-01-14

化工设计通讯 2020年3期
关键词:防砂砂石油井

冯 斌

(中油辽河油田分公司辽兴油气开发公司,辽宁盘锦 124010)

在我国的部分油田中,受到多种因素的影响,油井会出现出砂问题,当油井出砂问题十分严重时,油井将无法进行正常的生产作业,这会给油田企业带来巨大的经济损失。另一方面,尽管我国油田企业都使用了防砂工艺,但是由于不同油田出现出砂问题的原因各不相同,因此防砂工艺仅仅会发挥一定的效果,并不能完全解决油井的出砂问题[1]。针对该种状况,本文首先对出砂问题的原因进行全面分析,在此基础上,提出多种类型的防砂工艺措施,为保障油田的正常生产作业奠定基础。

1 油井出砂原因分析

1.1 地质因素

地质因素主要指的是油田的地质条件,例如油田所处区域的胶结类型以及地质年代等。一般情况下,如果油田的地质年代相对较晚,则地层中的胶结矿物质的含量就越低,砂粒之间的胶结能力就差,此时在油井生产作业的过程中出砂问题就相对较为严重;另一方面,油井的出砂问题主要是由地层的胶结能力以及颗粒之间的摩擦力所决定,根据地层的胶结能力,可以将地层分为3种类型,分别是流砂地层、部分胶结地层以及脆性砂地层。流砂地层主要指的是地层并没有胶结能力,地层中的砂石之间并没有胶结物存在,地层中的砂石在一定条件下可以流动,在对该种类型的地层进行生产作业的过程中,油井的出砂问题相对较为严重,同时,在钻井作业的过程中还非常容易出现卡钻问题。在部分胶结地层中,胶结物的含量相对较少,部分砂石处于胶结状态,但是胶结能力相对较差,强度也相对较低,处于该种类型的油井在一定程度上会出现出砂问题。在脆性砂地层中,胶结物的含量相对较高,砂石之间的胶结力相对较强,地层的强度也相对较高,处于该种类型地层的油井在生产作业时出现出砂问题的概率相对较低,出砂问题也相对较轻[2]。

1.2 开采因素

开采因素主要指的是进行原油开采的速度以及速度变化情况,在进行原油开采作业时,液体的渗流能力会对地层中的砂石拖曳力产生一定的影响,最终对出砂问题产生严重影响,在生产条件基本相同的前提下,如果地层中的生产压差相对较大,则地层中液体的渗流能力就越强,此时地层中的液体会对地层产生一定的冲刷力,进而使得油井的出砂问题相对较为严重。在另一方面,在生产作业的过程中,地层中出现出水问题以后,地层中的黏土在水的作用下将会变得十分松散,地层砂石之间的胶结强度也会严重下降,砂石颗粒之间会产生一定的位移,进而引发油井出砂问题。同时,如果油井的开采速度产生严重的变化,则会对油层产生极大的破坏,进而使得油井出砂问题严重。

1.3 人为因素

人为因素主要会对低渗透油田的出砂问题产生严重影响。对于低渗透油田而言,其自身并没有自然产能,该种类型的油田必须进行压裂改造,此时油井才能具有生产能力。在对油田进行改造的过程中,井壁的岩石在外力的作用下会受到严重的破坏,同时,在压裂作业时,很多油井在裂缝并没有完全闭合的前提下就进行排液,此时裂缝中的砂石会随着排液一起进入到井底之中,进而使得油井出现严重的出砂问题。在另一方面,在进行压裂作业的过程中,如果压裂液的黏度相对较低,压裂液也会随着原油进入到井底,在进入井底的过程中,压裂液会携带裂缝中的砂石,进而使得井底的砂石数量增加,油井的出砂问题将变得十分严重[3]。

2 油井出砂治理措施

2.1 建立出砂模型

为了解决油井的出砂问题,首先需要建立合理的出砂模型,进而对油井的出砂问题进行一定的预测,在出砂问题预测的基础上,工作人员才能根据相关要求制定防砂方案。在建立出砂模型的过程中,工作人员需要对油藏的情况进行全面分析,分析的目标包括油藏内的地质条件以及砂石之间的胶结强度,通过全面的油藏分析还可以为原油的开采奠定基础。在油藏分析以后,工作人员需要对油田的现场资料进行全面的收集,这主要是因为不同的油藏具有不同的特点,通过收集现场的资料,有利于提高工作人员对开发现场的认识,一般情况下,收集的资料越全面,则建立的出砂模型就越合理。最后,工作人员可以根据收集到的相关资料,建立出砂预测模型,目前最常见的出砂模型有三种,分别是应力应变模型、冲蚀模型以及虹蚓洞模型,工作人员可以根据现场的情况对模型进行合理的选择。

2.2 生产状况监控

在上文分析中指出,油井的出砂问题受到多种因素的影响,这些因素部分属于可控因素,但是仍然有部分因素属于不可控因素,因此,在油井生产的过程中,对其生产状况进行严格的监控也十分重要。地层中的状况相对较为复杂,工作人员难以全面掌握地层中的相关信息,通过对生产状况进行严格的监控,有利于工作人员对井下的状况进行合理的判断,以便工作人员调整生产状况,进而防止出现出砂问题,这是防止油井出现出砂问题的根本方法。目前,对于存在出砂问题的油田而言,都十分重视油井的生产监控工作,生产监控主要是对油井的出砂问题进行地面监控。

2.3 试井完井技术优化

为了全面防止油井出现出砂问题,油田企业也需要对试井完井技术进行全面的优化,通过试井可以对会出现出砂问题的地层进行合理的评价,并可以对油井的生产状态进行动态的测试,进而获取地层中的压力以及储层物性等相关信息,有利于油田提前制定合理的防砂方案。在进行完井作业的过程中,油田需要根据油井产量的不同,选择合理的油井类型,根据地层的基本特点,选择合理的完井方案,在进行完井作业时,需要尽可能降低对地层产生的损害,同时,工作人员也需要根据油田相应的开发方案,对油管的尺寸以及套管的尺寸进行合理的选择。

2.4 两步法防砂

如果油井可能会出现严重的出砂问题,则油田企业可以采取两步法的防砂方案。首先,工作人员需要在油层的上方位置安装带有封隔器的防砂油管,同时需要向油井周围的地层中注入一定量的高密度石英砂,尽可能提高该区域的充实程度,防止油井周围地层中的砂石进入到油层之中。其次,工作人员需要在防砂层内安装绕私筛管,在筛管内注入一定量的陶粒砂,采用该技术方案可防止地层中的砂石出现迁移问题。在使用两步法防砂技术的过程中,需要遵循三大原则。首先,工作人员需要在注重防砂效果的前提下,选择最合理的防砂技术,也需要对油井的生产工艺以及相关参数进行合理的设计;其次,防砂过程中需要选择最先进的工艺,进而防止出砂问题对油井的生产作业产生严重的影响;最后,工作人员需要根据经济效益,尽可能提高防砂施工的质量以及防砂施工的成功率。

3 结语

通过本次研究可以发现,油井的出砂问题会对油井的生产产生严重影响,一般情况下,油井的出砂问题受到多种因素的影响,主要的影响因素有地质因素、开采因素以及人为因素,因此,油田企业需要根据自身的实际情况,合理应用建立出砂模型、生产状况监控、试井完井技术优化以及两步法防砂四种油井出砂治理技术,全面防止油井出现出砂问题。

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