稠油开采防砂技术及相关影响因素

（胜利油田分公司滨南采油厂采油管理七区 山东 256600）

在油藏开发过程中防砂是极为重要的工作内容之一，而在疏松砂岩油藏开发过程中若想提升原油采收率需要特别重视防砂工作。疏松砂岩油藏在我国原油储量和产量中均占一定比重，广泛分布于我国各大油田，因此提升疏松砂岩油藏开采效率必须要对油井防砂技术进行深入探究和分析[1]。目前在易出砂的油气藏开采过程中已广泛运用了机械、化学等多种防砂技术，但是防砂措施的有效实施必须对流体性质、岩石性质以及相关生产制度进行综合分析。

1.稠油开采相关概念及方法

(1)稠油开采

所谓稠油就是指比重大、粘度高的原油，该种原油具有流动阻力大的特点，因此无论是从油层流入井筒还是将其从井筒送至地面都具有较大难度。一般而言，对于已经进入井筒的稠油采用稀释法或降粘法，未实施的稠油则多采用热力开采法。

(2)稠油开采方法

蒸汽吞吐法就是指将高温高压蒸汽通过管柱注入地层，随后依靠地层压力从同一井口排出油水混合物的开采方式，这一方法开始于50年代，现已在工业各个环节和阶段进行使用。将蒸汽注入油层过程中需要高压蒸汽锅炉，不仅如此，这一方法的困难之处还在于要通过隔热管柱等的使用减少蒸汽热焓值在地面和井筒中的损失[3]。另外，因井筒和井口在此过程中需要耐高温、耐高压，因此必须采用注汽井口或者注采一体井口。

①降粘法

所谓降粘法就是在水中按比例加入活性剂，其中主要是包括环氧丙烷、烷基苯磺酸钠、水溶性环氧乙烷以及十二醇醚等[2]。将配制成的活性水溶液按需求比例于井筒中注入，后使井内稠油与活性水溶液充分融合，在稠油变成粘度较低、稳定性较弱的水包油乳状液时再对其实施常规方法开采。

②电热法

电热法就是指通过对井筒或者抽油杆加热以达到稠油粘度降低的目的，但这一方法具有较大局限性，因耗电量巨大且可实施应用的油井有较大局限性，工艺同样较为复杂，因此在开采过程中的使用范围较小。

③稀释法

稀释法就是指将井筒内的稠油与定量稀油进行混合，在达到降低稠油粘度的目的后采用常规方法对稠油实施开采。这一方法在稀油资源地区更为适用，无论是降粘法还是稀释法仅在原油流入井筒这一过程中较为适用，而在稠油井筒举升至地面这一过程则无法发挥有效作用，国内多在地面集输中使用类似原理来运输原油[4]。

2.稠油开采防砂技术

(1)机械管柱防砂

防砂过程中使用的管柱均为滤砂管柱。滤砂管柱同样又可以进行细分，主要有筛管预井预防砂以及泵下悬挂滤砂管等。筛管预井预防砂与泵下悬挂滤砂管相比更为先进，因此优势也较为明显，具有成本低、操作方便、难度较低等优势，但是因其强度较低，因此无法有效治理损坏筛管[5]。泵下悬挂滤砂管可以极大降低施工难度，同时对于提升工作效率、降低花费成本也有较为明显的作用。但是这一方法也有较为明显的缺陷，即过流面积较小，因此在滤砂过程中很可能出现滤砂管堵塞这一问题，滤砂管使用周期较短。而将滤砂管悬挂于分隔器上则需要较大直径滤砂管，这一方法在一定程度上拓宽了渗流通道，但同时也加大了成本。泵下滤砂管的悬挂仅能预防泵卡，因此在一般出砂井中较为适用，这主要是因为一般出砂井油层骨架砂与其他出砂井相比更为稳定，而在分隔器悬挂滤砂管则可以有效减少滤砂管外部损坏，这在受严重破坏的骨架应力结构中更为实用。以上两种方法均主要应用于中砂岩地层。

(2)砾石充填防砂

在筛管下入井内后可使用高渗砾石实施填充，填充的主要位置为筛管和套管间，这一做法的主要目的是通过砾石的填充对于筛管形成保护屏障。这一防砂方法操作便捷、应用范围广，因此在开采作业中能够得到广泛使用。

3.稠油开采防砂相关影响因素

(1)筛管缝宽

筛管缝宽是决定防砂工作能否顺利实施的关键要素，而缝宽的选择则应以砂粒径为评判标准。工作人员不仅需要对某一处砂井粒度中值进行调查和判断，更要考虑到各个区块的情况，综合考虑全区出砂井出砂粒径，在现场防砂工作进行时全面分析粒径，以此为基础选择符合要求的最佳防砂管柱[6]。

(2)筛管过流面积

过流面积是防砂工作过程中对筛管适应性实施评判的关键指标之一，因原油粘度的不同，因此各个井区对于筛管过流面积存在各自不同的要求。过流面积较大、防砂效果较好，则在此区域中应使用大筛管以满足生产需求[7]。在高粘原油出砂井稠油开采过程中要对筛管强度予以保证，因此必须保证防砂管过滤面积较大。这也说明管体外径与长度有直接关联，防砂管的长度应与其外径成正比，防砂管过流面积越大，则在原油开采过程中油流阻力越低，进而提升防砂工作质量[8]。

(3)出砂速度

在稠油开采过程中，对于井内砂面上升速度的最直接反映便是出砂速度，若油井砂面呈现较快上涨态势，则在实施防砂管柱时应保持警惕态度，因为若出砂问题严重可能会将泵下悬挂滤砂管或者井下泵埋死，使其无法充分发挥作用[9]。对于这一情况则应采用化学防砂法或者选用大直径防砂筛管，砾石充填也可以对这一问题进行一定程度解决。

(4)防砂管设计与加工水平

影响防砂工作的一大重要原因还是防砂管设计加工水平，新时期防砂管已经在传统防砂管基础上得到了较大发展，无论是结构设计亦或是加工工艺都有了极大进步。且科学技术发展使得防砂管设计加工过程中融入了更多现代化科技，机械防砂工艺也逐步向多元化发展。以机械防砂管柱来说，在新时期已经不再以绕丝筛管为基础，而是大量使用等离子筛管、金属纤维等[10]。在防砂工艺方面也由泵挂筛管砂取代了之前的管内绕丝筛管防砂。不仅如此，各项防砂技术也得到了长足进步，因此，防砂工作无论是效率还是质量都有了极大提升。

(5)原油粘度

稠油开采防砂质量还与原油粘度有极大相关性，因为原油粘度过高将出现砂粒运移情况。一般来说，原油粘度越高，开采过程中产出液摇曳力也会随之增强。不仅如此，黏度过高会使得防砂管柱因裹挟泥沙过多而产生堵塞，影响防砂管的正常使用，甚至会造成渗流通道堵死，进而缩短防砂管柱使用寿命[11]。因此在原油开采工作进行中若粘度过高，则应以出砂情况作为评判标准，若出砂情况并不严重，则可以直接使用大直径防砂管或筛管缝中等的防砂管，同时运用多种稠油开采方法，如电加热等降低原油粘度，保证稠油开采工作顺利实施。

4.结语

稠油油藏在开采过程中因热力开采和稠油粘度较大而较易出砂，不仅如此，注蒸汽热采更是会因极高温、极高干度蒸汽而使粘土矿物遭到破坏，进而加重稠油开采时的出砂情况。因此，相关工作人员必须首先对于油井地层进行充分分析和理解，优选防砂方式，增加渗流面积，做好油层和深井管柱的双重防护。通过对于油层防砂工艺的优化降低修井次数，进而有效延长其生产寿命，为稠油开采工作提供基础保障。