稠油水平井防砂工艺

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【摘要】由于稠油油层一般有胶结较疏松，油层易出砂的特点，所以须进行防砂工艺设计。本文针对稠油油藏的地质以及开采因素等方面。简要对稠油井的完井方式、防砂工艺进行了优选。结合传统的防砂技术以及完井方式，优选出了以精密滤砂筛管砾石充填防砂技术为主要防砂工艺。该工艺在油田的现场生产实践中得到了验证与推广，对于稠油水平井的防砂工艺设计具有指导意义。

【关键词】稠油 防砂工艺 完井方式 精密滤砂管分段完井

1 防砂技术分类

根据防砂原理及工艺特点，目前主要防砂方法主要有以下几种方法。

1.1 机械防砂

机械防砂方法可以分为两类，第一类是仅下入机械管柱的防砂方法，如绕丝筛管、割缝筛衬管、各种滤砂管等。这种方法简单易行，施工成本低。缺点是防砂管柱容易被地层砂堵塞，只能阻止地层砂产出到地面而不能阻止地层砂进入井筒，有效期短，只能适用于中、粗砂岩地层。第二类机械防砂方法为管柱砾石充填，即在井筒内下入精密滤砂筛管、绕丝筛管或割缝衬管等机械管柱后，再用砾石或其他类似材料充填在机械管拄与套管的环形空间内，并挤入井筒周围地层，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的。这类方法设计及施工复杂，成本较高；但挡砂效果好，有效期长，成功率高，适用性广，可用于细、中、粗砂岩地层，垂直井，定向井，热采井等复杂条件。

1.2 化学防砂

化学防砂是向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层、提高地层强度的目的。化学防砂主要分为人工胶结地层和人工井壁两种方法。人工胶结地层是向地层注入树脂或其他化学固砂剂，直接将地层砂固结；人工井壁是将树脂砂浆液、预涂层砾石、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥等挤入井筒周围地层中，固结后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁。

2 防砂完井方式

考虑到稠油粘度大和开采后期气驱阶段防汽窜措施的实施，完井方式共考虑了以下三种：

（1）全井段固井射孔-管内冲填防砂完井的优点在于能有效进行井段分离，避免层段之间的窜通。可以进行有效的生产控制并且工艺成熟：缺点在于完井成本高。储层受水泥浆的损害，降低了表皮系数，且射孔作业易对油层造成二次污染，影响油井生产。

（2）全井段精密滤砂管裸眼防砂完井与固井射孔-管内防砂完井相比较的优势在于能延长防砂有效期及防砂效果，并能获得较高的表皮系数。完井费用低且工艺成熟，可满足均匀注气的技术要求。劣势在于无法实现分段生产。

（3）精密滤砂管分段完井不但能有效的进行井段分隔，可以分段控制生产。 而且能延长防砂有效期及防砂效果，并能获得较高的表皮系数。尽管精密滤砂管分段完井中用的热采管外封隔器是一种新工具，技术性能指标有待验证。但是已经在部分油田进行了相关实验，实验效果良好。满足生产一线现场要求。

3 防砂方法选择

从现有防砂技术的特点和实际应用的经验和效果可以确定，机械防砂对稠油地层有较好的适应性。主要原因是储层岩石胶结强度低，抗压强度底，不能承受较大的应力，在正常生产条件下就会出现地层骨架破裂而出砂。因此保持地层应力稳定，是防止油井出砂，长期保持稳产、高产的重要措施。从现有防砂技术的发展来看，精密滤砂筛管砾石充填可以很好的保持地层应力稳定状态。因为被充填的砾石砂体可以作为岩壁的依托，减小井筒径向应力差。

上述分析表明，对稠油区块疏松砂岩精密滤砂筛管砾石充填防砂技术有较好的适应性，优选该技术为本块水平井的防砂工艺，施工管柱见（图1）。

滤砂管的防砂精度直接决定筛管防砂效果，它有2 个设计原则： 对出砂严重的井以完全阻挡地层砂为原则； 若出砂不严重，使用筛管进行防砂时以形成稳定、渗透率高、流动能力好的“砂桥”为原则。

根据地层砂粒的粒度中值和分选系数来确定精密滤砂管的防砂精度。其中：

（1）粒度中值（Md ）是表示碎屑沉积物粒度粗细的参数。它是指累积曲线上与累积含量百分数为50%处相对应的粒径。

（2）分选系数（ SD ）是用来表征碎屑沉积物颗粒均匀性的参数。根据特拉斯克的主张， 分选系数是累积曲线上与累积含量百分数为25%、75%相对应粒径的比值， 即SD=D25 /D75 （D为粒径， mm）。

精密复合滤砂管规格 需满足要求为滤砂粒度≥0.07 mm地层砂粒；耐温480 ℃；耐酸碱pH = 3～13； 管柱内外可承担最大压差，内压24MP，外压35MP。

最优的挡砂精度选择不仅能成功地阻挡地层砂的产出，而且还应该使作业后油井的经济指标提高，在注重挡砂效果的同时必须以经济效益为最终目的。最终得出精密复合滤砂管相关参数

参考文献

[1] 李颖川.采油工程[M].石油工业出版社，2008

[2] .精密复合滤砂管防砂完井技术[J].石油机械，2008