浅谈林樊家油田防砂工艺

刘滨

一、 防砂工艺现状

林樊家地区因油层出砂严重，油井必须进行先期防砂才能投产，自开发以来先后采用过绕丝管管内砾石充填防砂、涂料砂防砂和复合防砂工艺，取得了一定效果。但由于储层岩性主要为细-粉细砂岩，颗粒直径最小只有0.05mm，防砂困难，防砂后渗流阻力增大，油层供液能力下降。

（1）出砂原因分析

造成油井出砂的因素分析有以下几点：

①储层的胶结状态

林樊家油田储层的胶结物以泥质为主，胶结类型以孔隙胶结为主，胶结物含量较少，胶结疏松，尤其在油层含水后，部分胶结物质被溶解，降低了岩石胶结强度，导致储层易出砂

②应力状态的变化

储层垂向应力的大小取决于油层埋藏深度和上覆岩石的密度。钻井前砂岩油层处于应力平衡状态，但随着油田开发的延续，油层压力自然下降，储层砂岩体承载的负荷逐渐增加，砂粒间的应力平衡破坏，增加了地应力对岩石颗粒的挤压作用，扰乱了颗粒间的胶结，也易导致地层出砂。

③细粉砂影响

部分油井地层压力较高，进行绕丝管充填防砂充填施工时，地层细粉砂回吐进入充填层，致使砾石层不致密，生产过程中地层砂就容易进入井筒，造成油井出砂。

⑵防砂技术的分类

可分为绕丝筛管砾石充填防砂、涂料砂防砂、复合防砂。

⑶存在的问题

由于地层状况的不断变化，各种防砂工艺的缺点也逐渐暴露出来，主要表现在三个方面：

①绕丝管防砂有效率低

②涂料砂防砂有效期短

③复合防砂易造成地层细粉砂易堵塞充填层及绕丝管

二、改善防砂工艺

针对以上问题，立足林樊家油田地质特点，在完善和配套复合防砂工艺的基础上，将防砂、治砂与改造地层和排砂相结合，加强一次性高压充填、压裂防砂、水力噴射排砂采油等新工艺的试验。

⑴完善和配套复合防砂工艺

①解堵与复合防砂配套

在复合防砂施工中，为达到溶解破碎的涂料砂，排出堵塞颗粒，疏通地层的目的，采用了先解堵后防砂的方法：即对近井地带存在堵塞的井，防砂前先采用浓度为1-2%的稀盐酸解除地层堵塞，混气水排出反应生成物，疏通地层，提高近井地带渗透率，然后进行防砂施工。

②选用不同粒径的石英砂进行两段塞充填施工

在施工中，先充填0.4-0.8mm石英砂作为挡砂层，然后充填0.8-1.2mm石英砂作为排砂层，达到排出地层细粉砂，提高近井地带渗透率的目的。为了阻止大部分地层砂的运移并排出少量的细粉砂，将两种石英砂的充填比例定为2：1，同时对环空充填也采用大粒径的0.8-1.2mm石英砂。

③多层合采井，加强改造低渗透层

2017年对林樊家油田东部新井进行了多次射孔、多次充填防砂试验，即将油井渗透率相近的小层组合到一起，分2次或3次射孔充填，然后全井进行绕丝管防砂，加强对低渗透层的动用。

⑵加强一次性高压充填防砂工艺试验

针对复合防砂工序较烦琐、占井时间长的情况，2015年9月开始试验一次性高压充填防砂工艺：将防砂管柱及充填工具一次性下入井内，使地层预充填和管内砾石充填一次完成施工。

一次性高压充填防砂工艺从2015年9月至2016年3月在林樊家油田共施工14口井，防砂成功率78.6%，有效率63.6%，防砂效果并不理想。

⑶试验水力喷射排砂采油工艺

2015年初突破出砂油藏常规观念，试验水力喷射排砂采油工艺技术，其工艺原理是：以高压水为动力液驱动井下喷射泵机组工作，将地层含砂液体吸入喉管的负压腔，然后同动力液一起（称为混合液）排出地面。工作原理见图3-2。

采用该工艺后，出砂井不用防砂就可以直接生产，为出砂油藏的开采提供了一条新途径。

⑷试验压裂防砂工艺

从2016年8月开始，在林樊家油田进行了压裂防砂工艺试验，将油层改造与防砂相结合，提高林樊家油田防砂效果。

①压裂防砂工艺的技术特点

1、采用了能产生短、宽裂缝的端部脱砂（TSO）压裂技术。

在胶结疏松的中、高渗透出砂油藏中，需要进行压裂产生短、宽裂缝，提高导流能力。端部脱砂（TSO）压裂技术是达到这一目的的关键技术。

2、压裂防砂技术具有防砂及改造地层的双重作用。

地层经过压裂造缝后，地层流体流动状况发生改变，由压裂前的径向流模式变成“双线性流动模式”（图3-5）。

②采用高砂比充填提高缝内铺砂浓度和导流能力

地面砂比在30-45分钟内由12%提高到100%，平均铺砂浓度10-15kg/m2，最高铺砂浓度达到20kg/m2，导流能力达到3000md·m左右，为原油流动提供了良好通道。

③压裂防砂主要施工工艺

1、老井重复射孔提高炮眼处渗流面积，避免高砂比压裂时在射孔孔眼处发生砂堵。

2、酸洗管柱，清除油管及套管壁的脏物。

3、压裂防砂施工：

向井内注入完井液，取得地层吸水状况，裂缝延伸压力、延伸排量等资料。

4、释放封隔器，反洗井，正转丢手。

5、下铅封封隔器，封隔环空。

参考文献

[1]姜红金，《防砂工艺技术》，1998，15（1），-28～30；

[2]赵福麟，张贵才等，《油田防砂技术》，1991，8（3），-200～204；