摘 要:油井出砂是影响油井正常生产的主要因素之一,油井出砂会造成抽油泵、油管或者套管等井下设备与工具的损坏,严重时会造成油井无法正常生产或者油井报废。本文主要对油井出砂原因及危害进行了分析,并提出了有针对性的防砂措施,以期为提高油井出砂防砂技术质量和水平奠定基础。
关键词:油井出砂;原因;防砂技术;措施
1 油井出砂的危害
随着油田的不断开发,地层能量不断降低,油井套变、出砂等矛盾日趋突出,油田稳产基础异常薄弱、出砂严重。由于地层出砂进入井筒,造成油井砂埋、砂堵卡泵、泵损坏使油井停产;同时出砂严重给后续开发生产带来困难,直接影响油田最终采收率。其危害具体表现在以下三方面:①出砂日趋严重,油田稳产基础异常薄弱;②出砂停产井多是造成油井维护工作量大的主要因素;③抽油泵类型单一,不能满足出砂井举升需求。通过以上分析,研究油井“防、携、排”一体化防砂技术,对降低停产井次、挖掘出砂井生产潜力具有重要意义。
2 油井出砂原因分析
2.1 油井内岩层的自然因素
当油井在开采过程中,外力强度过大会导致岩层松动,进而脱落诱发出砂现象。在导致油井出砂的主要因素上,应力状态是一个重要因素。应力状态是岩层保持平衡状态时维持岩层稳定的一个指标。油井深度增加,导致采油时压力增大,采油设备承受岩层的压力越来越大。若油井内射孔层附近的岩石承受的应力状态不再分散,反而集中起来破坏岩层内的平衡结构,致使油井出砂。
2.2 岩石的胶结状态导致的油井出砂
岩石胶结状态是指岩层连接部分胶质物的强度,岩层胶结状态是导致油井出砂的主要因素。胶结状态直接影响岩层的整体强度和承力程度,经过研究发现,岩层胶结物质越多,岩层强度就越高,反之,岩层承力程度就低,显得易脆。此外,胶结状态、胶结方式和胶结物质的不同都可影响岩层强度。接触式胶结状态最容易导致油井出砂,这是由于这种胶结状态的胶结物质粘性不高,在连接方式上,胶结物质比较少,含泥沙量比较大,且这种胶结状态下的岩层缝隙大,对泥沙容易渗透。
2.3 外力因素导致的油井出砂
外力因素导致的油井出砂是指油井的开采状态。因为油井开采时会对油井岩層状态造成一定的破坏,使油井岩层承受一定的力度,随着油井采油深度的加深,生产压差逐渐加大,导致采油设备承受的压力逐渐增加,原油的流动速度加快,致使原油对岩层的冲刷力加大,岩层的胶结状态被打破,岩层开始变得脆弱,井筒就会出现出砂现象。在采油过程中,违规操作或不顾生产指标随意更改生产参数,也会导致出砂现象。
3 油井防砂措施研究
3.1 机械防砂技术
机械防砂就是在抽油管内增加机械部件,对开采出的原油进行防砂处理。目前常用的是防砂管柱技术,即在采油泵的下端挂接一些防砂设备,如多层筛管、绕丝筛管以及割缝衬管等,将地层砂阻挡开来,使其隔离在采油泵之外。该技术应用起来操作方便,在防止中粗砂岩层的出砂问题时有明显的效果,但是容易导致细砂井堵塞,并且会影响采油泵的使用寿命。一般情况下使用椰果壳、小石块或是陶粒作为补填物品,这种升级技术已经取得了良好的社会效益。
3.2 化学防砂技术
该防砂技术主要是向地层中注入一定数量的化学剂或是砂浆与化学剂的混合物,有针对性的提高地层的强度,以起到固结地层的作用。包括人工胶结地层法和人工井壁法两种,前者是指向地层中挤入树脂等化学防砂剂,从而有效的固结地层;后者则是在井筒的周围地层中注入水泥砂浆、树脂砂浆、乳化水泥、水带干灰砂以及顶涂层砾石等物质,固结后就会形成一个具有较好渗透性和较高强度的井壁,从而起到防砂的作用,这一方法不受套管的限制,并且对于因为出砂而造成的亏空井有非常好的防砂效果。在应用化学防砂技术时,必须保证固井具有较好的质量,严禁出现套管外串的现象,在具有较均匀渗透率的薄层段地层防砂工作中更适合应用化学防砂技术。
3.3 复合防砂技术
该技术是将机械防砂技术和化学防砂技术的优点有效的结合,首先是利用化学防砂技术在油井地层的周围形成一个具有较好渗透性的人工井壁,然后利用机械防砂技术再形成一个二次挡砂屏障,从而起到双保险的防砂效果。这一防砂技术的防砂效果更好,使用时间更长,适用性强,在任何复杂条件下的油井中都可以采用复合防砂技术,但是与单一的机械防砂技术和化学防砂技术相比,其施工成本较高,并且工艺较为复杂。
4 结束语
综上所述,本文主要对油井出砂的危害、油井出砂的原因以及防砂技术进行了详细的分析。油井出砂的原因主要有自然因素、岩石的胶结状态和外力因素等三个方面,在原油开采的过程中,需要根据油井出砂的具体原因,采取有针对性的治理措施,切实做好防砂固砂工作,从而充分地保证油井的防砂效果。
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