同心双管柱负压排砂采油技术探究

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摘要：稠油油藏以蒸汽吞吐开采为主，随着蒸汽吞吐轮次的增加，地层亏空严重，地层出细粉砂也越来越严重。为此研制出同心双管柱负压排砂采油技术，本文对这一采油技术进行了探究。

关键词：稠油 排砂 装置

稠油油藏以蒸汽吞吐开采为主，随着蒸汽吞吐轮次的增加，地层亏空严重，地层出细粉砂也越来越严重。为此研制出同心双管柱负压排砂采油技术，利用该技术将油层近井地带的游离砂逐渐排出地面，直到地层不出砂，此项技术解决了出砂严重井生产工艺问题，降低了生产费用。本文对这一采油技术进行了探究。

一、影响稠油区块开发的因素

1、与储集层物性有关。油田岩石胶结类型以泥质胶结为主，成岩作用差、胶结疏松等地质因素，是造成油井出砂的主要原因。

2、与原油物性有关。由于原油粘度高，流动时对岩石颗粒的拖拽力大，携砂能力强，是造成油井出砂的重要原因。

3、与蒸汽吞吐开发方式有关。油田采用蒸汽吞吐开发方式，一方面高强度注汽对油层产生强烈的冲刷作用，胶结物的冲刷破坏，加剧油层出砂；另外碱性蒸汽在高温高压下对地层岩石产生渐进的溶蚀作用，使井筒附近及近井地带的地层骨架遭受严重破坏，致地层出砂。

4、与油井的生产制度有关。油田部分油井采油强度高，生产压差大，造成地层激动出砂。

二、排砂采油装置结构

排砂采油装置主要由3部分组成：井口装置、井下同心管柱和双喷嘴水力喷射泵（见图1）。

1、井口装置

井口装置采用双套管大四通和常规采油树结构，外层油管利用油管挂座在下面的套管大四通上，内层油管与采油树通过丝扣连接。这套排砂采油井口装置即可满足连通井筒内动力液管，又连通油套环形空间，在油井生产过程中可起到平衡压力、正反洗井的作用。

2、井下双管柱排砂采油装置

井下双管柱排砂采油装置由两层管柱组成，外层管柱为Φ114mm油管，内层管柱为Φ73mm油管。外层油管和双喷嘴水力喷射泵用变扣连接。

3、反循环水力喷射泵

井下水力喷射泵采用反循环方式，结构见图2。动力液由双层油管环空输入井下，混合液由截面积较小的油管内输出。采用反循环水力喷射泵系统相对于常规循环水力喷射泵井下管柱，在混合液流量相同的条件下，能够大幅度提高混合液流速，从而提高携砂能力。井下反循环水力喷射泵设双向喷嘴，动力液由双管环空输入井下后分为两部分：一部分经冲砂喷嘴以高流速正向喷出，射流在井筒内呈扇形扩散，使砂充分悬浮于套管中，即可满足地层供液不足而造成的不能连续排砂，又可以避免砂在套管内沉积造成砂埋油层；另一部分经水力喷射泵喷嘴驱动井下喷射泵工作，井底形成负压，将高含砂液排出。

1.工作筒2.喉管3.高压射嘴4.吸入流道5.搅砂喷嘴

三、工艺原理及特点

1、工艺原理

排砂采油工艺是以高压水动力液驱动井下排砂采油装置（主要部件为双喷嘴水力喷射泵）工作，以动力液和采出液之间的能量转换来达到排砂采油的目的。动力液在喷嘴处由高压头转为高速头，喷射液将地层流体携地层砂从吸入通道吸入喉管，在喉管内形成混合液，地层流体由动力液获得充分的能量，混合液由速度头转为压力头，将地层流体（包括地层油、水、砂）排至地面。

双喷嘴水力喷射泵可下到油层底部或油层下部，地层流体携地层砂能够及时进入喷射泵吸入通道，不会滞留于井筒内，下部喷嘴也对沉积于套管的砂具有搅动和冲击的作用，在地层液被举升过程中，由于排砂采油装置具有阻止地层砂后沉的功能，从而保证地层流体顺利排至地面。

2、工艺特点

排砂采油工艺同水力喷射泵采油工艺相比有着本质的区别，具有独特的优越性。

（1）具有很强的携砂能力。在地层流体被举升过程中，由于排砂装置的特殊结构，使流体进入喷射泵吸入流道开始，在井筒内的任何部位上升速度都大于地层砂沉降速度的2倍。因此它具有阻止地层砂下降的功能。

（2）井壁无遮挡。油井近井地带的流砂和堵塞物随地层流体涌入井筒，从而能够很好地疏通油层和炮眼堵塞，恢复并提高了地层原有的渗透性，使油井产量得到大幅度提高。

（3）液流稳定。不像抽油泵抽汲采出液那样具有脉动，因此井底压力场相对稳定，相对减小了地层瞬时出砂量，使出砂相对稳定。

（4）井口及井下排砂装置，无运动件。现场检泵只需更换喷嘴、喉管和三个密封件即可，施工工艺简单，维护管理方便，维修费用低。

（5）双喷嘴水力泵泵挂位置可下在油层中下部，使地层出砂大部份随采出液排至地面，如果有砂埋油层现象发生，可以正反两个方向洗井。

（6）井下不设封隔器，可正常录取套压、动液面等油井动态资料，可以随时掌握井下工况。

（7）对油层无污染，施工作业简单可靠、费用低，油井免修期长，具有良好的综合经济效益。

四、结论

总之，排砂采油工艺很好地解决常规防砂技术对油层造成的污染性伤害，可以提高油井的产量。该技术还简化了出砂油井的采油工艺，降低了生产费用，提高了开发效益。

参考文献：

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