对油井出砂规律和防砂问题的认识.doc

对萨中地区油井出砂规律和 防砂问题的认识 景岚翠 何光中 莫淑杰 张新民 （大庆油田有限责任公司第一采油厂） 摘要 随着开发时间的延长，油田出砂问题不可避免。出砂井的分布范围越来越广、有成片出现的倾向、出砂往往伴随着套损、偏磨等复杂现象的发生、压裂加剧出砂倾向是萨中油田出砂的特点。发生出砂的主要因素是压差、化学剂等因素的影响。防砂一是要减少游离砂产生的机会；二是要防止砂的产出；三是尽量减少已经产出的砂造成的危害。要从管理上采取措施。筛选了一种化学防砂方法在现场应用，证明是一种行之有效的好方法，应该在适合的井上扩大推广应用，以减少出砂机会和出砂造成的危害。同时，随压裂规模的扩大，压裂后出砂造成卡泵的井数逐渐增加，为此开展了电泵机械防砂装置研制和尾追核桃壳压裂防砂工艺试验，取得较好效果。 主题词 出砂 防砂 防砂剂 最近几年，我厂在现场作业和正常生产过程中发现的出砂井数越来越多。这给生产带来了严重的危害，使得生产管理难度加大，作业工作量增大，生产成本上升。本文试就这一问题产生的原因和预防方法做一分析。 萨中地区出砂井的特点 这几年，在生产和井下作业过程中，萨中地区每年大约要发现60口以上的出砂井。这种现象严重影响原油生产，造成卡泵、烧电机、作业返工，使生产成本上升，效益下降；严重的迫使油井停产。在这些出砂井中，有约一半井是压裂后出砂，另一半井则是地层出砂。下面重点讨论地层出砂。从现场发现的出砂井情况看，地层出砂表现出以下几个特点。 1.1出砂井的分布范围越来越广 目前萨中地区各个矿（大队）都发现有出砂井；不仅水驱井有，聚驱井也有；不仅抽油机井有，电泵井也有；不仅采油井有，注水井也有；从开发层系来讲，不仅萨葡井有，高台子井也有。 1.2出砂井有成片出现的倾向 根据调查了解，虽然出砂井分布在全厂的各个地区，但在某些地区有成片出砂的倾向，例如二矿北八队的高111-54、高107-52井组,北六队的高112-40、高112-41井组，四矿中十二队的高113-51、高113-55井组,北十一队东3-新1、东3-新2、东3-新3等区块，都是同时发现若干口井出砂。出现区块性出砂，可能是与地层性质和区块措施有关。 1.3出砂往往伴随着套损、偏磨等复杂现象的发生 例如西丁4-5井，该井出砂严重，同时伴随的是多次作业发现抽油杆严重偏磨。又如高1133-24井，该井多次因砂卡检泵，2002年6月管杆断脱作业，结果发现套管变形。 1.4压裂加剧了某些井的出砂倾向 例如高107-52井，2001年11月作业时冲砂，砂柱高45.62m，随后压裂，2002年3月砂卡，作业时发现砂柱高85.3m。又如北1-61-斜521井， 1999年5月检泵，探砂面无砂，2000年1月压裂，自2000年9月发生卡泵至2002年6月共因砂卡检泵9次。这说明，对某地层，压裂、转强抽和其他外力很可能成为出砂的诱因。 萨中地区出砂原因探讨 根据现场调查资料，结合文献资料分析，发生出砂的主要原因是压差、化学剂等因素的影响。 研究表明，油层出砂可分为充填砂和骨架砂。当流体的流速达到一定值时，首先使得油层孔道中的未胶结的砂粒发生移动，井开始出砂，这时的流速称为油层的门限流速VS。随着流速的增加，井的受力发生变化，出砂量增加。当流体的流速达到某一个值时，对油层发生剪切破坏，造成岩石结构损坏，使骨架砂变为自由砂，被流体带着移动引起出砂，这时的流速称为临界流速VL。因此，近几年油井出砂现象明显多于以前，主要原因是：（1）生产压差放大，流速增大。油田开发经过了自喷转抽，三次采油等重大措施的转变。自喷转抽，生产压差是一次显著的增加；三次采油的实施，由于粘度增加的原因，也使生产压差进一步加大。生产压差的显著增加，都使得VS 和VL有可能降低，出砂机会增加。（2）化学剂的应用使得地层骨架破坏。酸化、三元液、解堵剂等化学剂的普遍应用，不可避免地使得油层骨架有一定程度的破坏，自由砂增加。这已为许多井的取样分析资料所证实。（3）其它原因的影响。如配制聚合物使用低矿化度的清水，长期注入地下，使得油层中水的矿化度降低，而注入聚合物溶液又使油层中水的粘度升高，这些因素都使VS 和VL有可能降低，产出液的携带能力增强。 3 防止采油井出砂的措施探讨 如上文所述，油层出砂首先是油层中有游离砂，在此基础上，由于门限流速VS的降低和实际流速的升高，使得砂产出。 理论上，门限流速VS的计算公式如下： R2S（DG+FA-FD）COSα VS= ——————————————————————--—————————— 9πμRS AS（H+1）[F1（H）sinθsinαRS+R