排砂采油工艺技术简介

合集下载

砂岩油藏排砂采油工艺研究

砂岩油藏排砂采油工艺研究【摘要】我国的砂岩油藏储量大、分布广，是重要的油藏产出类型，在砂岩油藏中，油井出砂问题严重的影响到了油井的产量和油井生产设备的寿命。

疏松砂岩的油藏深度较浅，含有很大比例的泥质，遇水后性质变化大，具有较大的开发难度。

许多油井最初不会出现出砂现象，但是随着油井含水量的上升，油井的出砂现象不断的加剧，严重的影响到了油井的高效生产。

文中通过调研研究，分析了砂岩油藏出砂机理及防砂技术现状，提出了一种利用水力喷射泵排砂采油的技术工艺，通过现场试验验证了该工艺技术的可行性和有效性。

通过研究为砂岩油藏排砂采油提供了技术支持。

【关键词】砂岩油藏排砂采油机理水力喷射泵疏松砂岩油藏的地层的埋藏深度不深，储层岩石的强度较低，随着生产时间的增长，油井出砂的现象越来越严重。

通过防砂措施来防治油井出砂，已经在各大油田应用。

随着防砂新技术、新工艺的不断出现，油井防砂的措施也有了较大的发展，现场应用的效果也较好。

但是常规的防砂工艺对于颗粒较大的砂粒具有较好的防治效果，但是对于粒径较小的砂粒则防治效果不好，而且粒径较小的砂粒容易堆积在井筒附近，阻碍了原油进入到井筒中的通道，井筒附近地层的渗透率越来也低，严重的影响了油井的产液量，导致油井的减产。

因此开展新型的砂岩油藏排砂采油技术研究，对于保持油井高产，保护油井生产设备具有重要的意义。

1 油井出砂机理分析油井出砂的影响因素很多，地层岩石的性质、孔隙度、胶结情况、储层的深度、储层压力、油井产液量、储层流体的物性等都会影响到油井的出砂。

在油井生产的过程中，随着地层流体的不断流向井筒，当井筒附近的地层结构受到破坏时，就容易出现油井出砂的现象，这种现象在强度低、胶结差的地层中会更加普遍，在这些地层中，一旦井筒附近的地层发生破坏，破坏产生的砂粒就会随着地层流体流向井筒，随着流向井筒的砂粒越来越多，井筒附近岩石的强度也在逐渐降低，进而会导致附近地层结构的破坏，这样流向井筒中的砂粒会越来越多，油井出砂现状更加严重。

油井出砂和出砂油井的采油方法

油井出砂和出砂油井的采油方法油井在生产过程中，有些油井在产油的同时，往往会有地层的砂子随油产出，石油工作者称此为油井出砂。

凡是出砂的油井其产油层都是砂岩。

砂岩是由砂粒经粘土、碳酸钙及其他物质在高温高压下粘结而成的岩石。

易出砂的砂岩一般都成岩差，胶结强度低，地下产出油的拖曳力就足以破坏砂粒之间的粘结，使砂子随油流出。

还有，易出砂的地层，粘结砂粒的主要成分之一是粘土，一但油井见水，粘土易膨胀，岩石受到破坏，油井出砂将更为严重。

油井生产过程中，地层产出的砂如果不能全部被带至地面，部分砂会沉入井底，日积月累，将会砂埋油层，致使油井停产。

因此对这类井必须采用特殊的采油方法。

目前成熟的方法有两种，一种是防砂采油，即用人工方法将砂阻隔在油井以外，不让油井出砂，其专业用语叫防砂；另一种方法是排砂采油，即不控制地让地层在生产过程中自然出砂，并使地层产出的砂随油流采至地面进行处理。

目前使用范围最广的是防砂采油。

防砂的方法很多，归纳起来为两大类：一类是化学防砂，指用化学方法，向地层挤注可使地层砂粘结在一起的各种液体化学物质，在井筒周围形成一道坚固的人工井壁，将可移动的砂阻隔在油井以外。

新形成的人工井壁有比地层大得多的强度，可抗住油流的冲刷，从而达到防止地层出砂的目的；另一类方法为机械防砂，这一方法是在油层部位设置一个可挡住地层砂通过的网状工具，通常使用绕丝筛管，并在工具以外填充砾石，见砾石充填防砂示意图。

这些工具耐冲刷强度远大于地层，又有着允许油通过的极好能力，可达到防砂采油的目的。

最近几年又发展了一种压裂防砂工艺，这种方法将压裂和防砂相结合，不但可防止油井出砂还可提高油井产量。

排砂采油：排砂采油的关键是采用耐砂磨的抽油泵，让油井以最大能力产油，将地层产出砂带至地面。

有资料报道，一口井在生产期出砂可达千方以上，大量砂的采出，使近井地带油流通道增大，原油产量可数倍于防砂采油（见防砂采油和排砂采油日产对比表）。

排砂采油初期，油井出砂有个上升期，然后就逐渐降低，然后维持在一个轻微出砂情况下生产。

排砂采油工艺在金9块的应用

水力喷射泵（见图１。）
厂＿ｒ一一］
１．
鼬 ■ ｎ－
具有密度大、粘度大、低凝固点、低含硫的特点。地层水矿化度较低，一般为３Ｏ左右，ＯＯ水型为ＮＨ３和ＣＣ２ａＯ￣ａＩ型。地层压力系数为１，．油层中部温度４℃，０ｌ为常温常压系统。该区油藏具有以下几个特点：油层埋藏浅；油层主要分布在构造高部位；单层厚度小只有ｌｒ６平均３５属于ｒ￣ｍ，ｒ．ｍ，薄互层，为受断层控制的岩性层状不整合油藏。区块含油面积２４ｍ，层叠和平均有效厚度．ｋ２油
维普资讯
江汉石油职工大学学报
２０年００６７月
ＪｕｎｌｆｉｇａｅｒｌｍＵｎｅｓｙｏｔｆａｄＷｏｋｒｏｒａｏａｈｎＰｔｏｕｉｒｉｆａｒｅｓＪｎｅｖｔＳｆｎ
第ｌ卷９
第４期
排砂采油工艺在金９块的应用
王苏峰
（胜利油田井下鲁胜石油开发有限责任公司，山东东营２７０）５００
［摘要］排砂采油工艺以水动力液和采出液之间的能量转换来达到排砂采油的目的。该工艺能将油层近井地带的散砂排出地面，解决了定向斜井的生产工艺问题，降低了生产费用。在采用该项工艺时，注意解决六个方面的问题：、要ｌ混
石为主，占ｌ。地面原油密度（．６４．８９）／，ｏ９０￣０９６ｇＱ地面原油粘度（６￣２０ｍＰ．，固点一ｌ～ｌ含硫ｏ３，．８，１２２２）ａｓ凝６ ℃，．９～ｏ３６

水力喷射泵(排砂采油工艺)在营27区块的应用

平均为１３８８×１０ｍ，含油饱和度为４０．５％，属油井生产周期，降低了油井的维护费用；同时利用加
于中孔中渗油藏。原始地层压力１１．７３ＭＰａ，压力系温后的地层水作动力液，循环过程中提高了地层温
数１．０，油层中部温度５７℃ 。营２７区块油层物性统度，对稠油起到降黏功效的同时增加了近井地带油
Ｎｇ３—５含油，储层孔隙度为１３．９～１７．６，平均在的砂埋油层、井筒砂堵、井下及地面设备磨蚀、砂
为１４．９，空气渗透率为（７７８￣２１０９）×１０ｐ．ｍ。，卡等突出矛盾，简化了出砂油田的采油工艺，延长了
水力喷射泵是通过地面增压泵将动力液加压，施，效果均不理想，也曾采取过热采吞吐注汽，投产高压动力液沿井下油管输送至井下喷嘴，通过喷嘴初期效果较为明显，但受出砂及强边水等影响，措施
计见表１。
表１营２７区块油层物性统计
层渗透率，从而大幅度提高了油井的产能。
井号层位
，三泥量３营２７区块生产情况
截至液量１．４ｔ／ｄ，油量０．７ｔ／ｄ，含水率５Ｏ，其余４口井都因高含水或供液不足停井，区块采出程度低，
（３）原油黏度较高，常规防砂效果成功率不高；产能较低，峰值产液低，具有一定的风险性。

柔性金属抽油泵排砂采油工艺

封，将普通泵柱塞与泵筒之间的硬性间隙变为弹性间隙，当砂粒进入柱塞与泵筒之间并形成卡泵趋势
时，柱塞可以产生一定的弹性变形，避免卡泵，并可以避免砂粒对泵筒及柱塞外表面的损伤，延长检泵周期。多级密封单元结构允许将单元结构上端设计为锐角，起刮砂作用，能够最大限度减少沉降砂
柔性金属泵结构如图１示。所
１２３４５６７８９
（）设法阻止或减少砂粒进入柱塞与泵简之１
间的密封间隙，以避免或减小砂卡泵的可能性。此种设计目前应用较多，但井液含砂悬浮于液体中，
随液体运动，柱塞与泵筒之间是间隙密封，密封间隙必然存在液流，所以砂不可避免地进入柱塞与泵筒之间的密封问隙，此设计方法只是在一定程度上
缓解砂卡泵的问题，不能根本解决问题。
该泵采用多级密封结构，单级密封单元采用非接触式弹性间隙密封，密封单元结构短，短柱塞本身具有不易砂卡的特点，采用非接触式弹性间隙密
粒进入密封间隙的可能性。
（）采用软密封的设计方法。其设计原则是２
允许砂粒进入泵内任何空间，并具有漏失量小、泵
效高等特点，可以彻底解决砂卡泵的问题。但此设计柱塞密封件与泵筒之间始终处于磨损状机
械
２００７年

水力喷射泵强制排砂采油技术

试验、改进后可以适应。
埋，不能正常生产，严重影响产量，并且综合开采成本居高不下。采用水力喷射泵强制排砂采油技术，可以达到对出砂油井综合治理、大幅度降低综合开采成本的目的。该技术属于配套短期措施，主要经
济效益为间接经济效益，措施后累计增油４５００ｔ，折合３８０万元，考虑节省作业费等综合因素，综合经济
压力ＰＩ、流量９：的高压动力液从喷嘴喷出后，形成高速射流，使压力Ｐ３的地层液进人射流周围（吸人
室）。由于射流质点的横向紊动，２种液体发生混掺作用，流量为９３的地层液不断地被卷人射流中一起流人喉管，并逐渐与之充分混合和获得能量，随着扩散管截面积的逐渐扩大，两者混合液的流动速度不
万方数据
石油钻采工艺２００４年１０月（第２６卷）增刊
３主要技术参数及适用范围
（１）适应油井含砂小于３％（体积比）。锦１６－２０一４２１井及锦４５一０１４一２５Ｃ井现场试验时最高含砂量均高于３％（体积比），目前全系统经过研究、
增压部分增压后输人井下，驱动井下泵工作。１．１．２水力泵混合液地面综合处理装里水力泵混合液地面综合处理装置为立式综合功能罐，其功能包括电加热、油水分离、液固分离、动力液过滤、短
了显著的效果，为出砂井及严重出砂井的石油开采
提供了一种全新的、合理的采油工艺方法及短期强制排砂人工举升方法。
ＭＰａ，额定排量１２ｍ３／ｈ。具有防腐蚀、耐高温的性
作者简介：高兰，１９６９年生。１９９１年毕业于西安石油学院机械系，现从事来油设备研究工作，工租师。电话：０４２７－７８２１２２７．

排砂采油工艺技术2010[1].5.28

主要参数-流体性质 Y8-X62井的原油粘度
KD191区块原油粘度 7500mPa〃S， 6000 mPa〃S，平均单井日液24.2吨，日冷采成功为什么适合高凝油、稠油油藏开发？油15.4吨。

动力液的加入使混合液中的各种物质浓度大幅降低井下采出液在喷嘴喉管处，通过动力液的高速运动而将井下液体喷射为雾滴状，然后两者混合进入混合液管，这样混合液中的油水混合就更加均匀（易形成水包油乳化液）。

二、排砂采油工艺特点及主要参数
主要参数-配套设备

套管——平行管柱要求内径大于152mm,同心管柱要求内
径大于116mm。

油管——平行管柱要求外径48mm油管和外径73mm倒角
油管，同心管柱要求外径88.9mm油管和外径48mm油管。

动力——泵出口压力20MPa，变频控制。
地面流程——1口井需5m3除砂分水缓冲罐一座，或50m3
取资料录
二、排砂采油工艺特点及主要参数
主要参数-自动计量
动力液通过高压水表连续计量、混合液量及含水利用油、气、水自动分离计量装臵计量。
生产数据的录取及计算: 1）动力液流量Q1 2）混合液量Q2 3）混合液含水Ｂ２４）产气量q ５）油井产液量Ｑ３（计量装臵显示）６）产液含水Ｂ（计量装臵显示）７）油井产油量Ｑ（计量装臵显示）８）井口油压Ｐ１９）井口回压Ｐ２１０）动力液温度１１）混合液温度１２）动液面１３）含砂量
概
述
排砂采油技术适应性
适应于疏松出砂油层和丛式井组的开发
排砂采油技术特点
1、将油层近井地带的悬浮堵塞物、游离砂排出地面 2、增加近井地带渗透性 3、井筒举升无运动部件 4、管理方便，维护费用低廉 5、地面设施成套配臵，最适宜平台井开发 6、受地层压力、温度、矿化度、原油粘度等影响较小

同心双管柱负压排砂采油技术探究

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，
ｌ、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。
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Ｉ
。
图１排砂采油装置结构图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，外层管柱为中ｌｌ４ｍｍ油管，
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
中国化工贸易
ＣｈｉｎａＣｈｅｍｉｃａｌＴｒａｄｅ
曼
～
同心双管柱负压排砂采油技术探究
刘晓成
胜利油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。
［１］王苏峰．排砂采油工艺在金９块的应用［Ｊ］．江汉石油职工大学
学报．２００６（０４）［２］陈海．水力排砂泵工艺原理及特点［Ｊ］．科技致富向导．
２０１ｌ（１８）

同心双管柱负压排砂采油技术研究

洗井的作用。
度、高密度、低含蜡量的普通稠油。
２影响区块开发的因素
影响小洼油田区块开发的因油田岩石胶结类型以泥质胶结为主，岩作用差、结疏松等地质因成胶
３排砂采油装置结构
排砂采油装置主要由３部分组成：口装置、井井下同心管柱和双喷嘴水力喷射泵（图１。见）
３１井口装置．井口装置采用双套管大四通和常规采油树结构，层油管利用油管挂座在下面的套管大四通上，外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，连通油套又环形空间，油井生产过程中可起到平衡压力、反在正
３３反循环水力喷射泵．
－
收稿日期：０９１ — ２２０— １８作者简介：刚．宁铁岭人，工作于辽河油田钻采工艺研究院。王辽现
关键词：洼油田；砂采油；小排负压；油油藏稠
中图分类号：Ｅ３５Ｔ５
文献标识码：Ａ
文章编号：Ｏ６７８（００Ｏ一Ｏ１一Ｏ１０— ９１２１）２１０３
小洼油田是ｌ９９２年投人开发的稠油油田，井油出砂一直是困扰该区块原油生产的主要问题之一。随着油田开发，井出砂造成的地层亏空日趋严重。油蒸汽吞吐轮次的增加以往的防砂技术不再适应使与现在的油藏状况，种防砂效果均不明显。别是各特１９９９年以后新调的ｄ１层的油井，３油油层薄、出砂粒径小、出砂量大，井防砂难度大，油出砂严重制约了小洼油田的开发。对小洼油田出砂严重的特点，针研

疏松砂岩油藏排砂采油工艺探讨

疏松砂岩油藏排砂采油工艺探讨在对疏松砂岩进行油气开采的过程中，因为油藏的出砂，不仅影响了油藏开采的效率，还影响了经济效益。

本文对疏松砂岩油藏的出砂原理进行了分析，并讨论了我国目前的防砂技术。

探讨了出砂提高我国油井产的因素，希望对我国油藏开采的排砂采油提高产油质量具有借鉴意义。

标签：油藏疏松砂岩排砂采用工艺技术在油气开采位置选择上，一般将疏松砂岩作为主要目标。

因为疏松砂岩油藏具有较高的储油含量，油气分布范围也较广。

但是在实际开采的过程中，因为油井出砂情况发生，对油井开采的有效运行带来了重大影响。

本文对出砂生产在疏松砂岩油藏中的利弊进行了分析，选择适度出砂的开采方式，保证油井产量和出砂量能够最大化，使经济效益全面提高。

一、油层出砂的主要原理关于油层出砂的主要原因可以分为三大类，分别是地质、完井和开采。

就完井和开采来说，这两大类因素在某种意义上具有相似性，因为在开采过程中开采条件改变，例如油层压力、液流速度、含水变化、毛细管作用、多相流动及相对渗透率等，从而导致地层出砂。

就地质因素来说，主要是地层和油藏性质的影响，例如岩石颗粒大小、胶结物胶结程度以及构造应力等。

出砂程度会受到岩石和流体的影响从而发生改变。

关于油层出砂原理，主要受地层压缩和胶结程度影响，另外原始渗透率、油藏压力和深度、流体的种类和流速等也是主要影响因素。

如果井底岩层结构受到破坏，会导致油层出砂，如果油层的胶结程度较弱，其出砂概率更高，主要是因为其生产压差大。

如果井底岩层结构被破坏，井底周围地层也会随之破坏，从而加大地层出砂的严重程度。

二、我国目前油层防砂的技术现状油井出砂是疏松砂岩油井开采中最主要的矛盾，不仅会对油井开采设备产生磨损，还会导致生产管柱被卡，进而掩埋油层，油井的出油量也会深受影响。

油井防砂工艺主要分为化学、机械以及化学机械联合应用的三种主要方式。

关于化学防砂主要有酚醛树脂溶液、水带干灰砂和地下合三种方式。

机械防砂技术目前广泛应用的是金属绕丝筛管砾石充填技术，其有着适应能力强和防砂效率高的主要特点。

排砂采油技术在煤层气开发中的应用201301方案

8.0
20.4
1.8 81.85
232.22
9.8
25.2
2
92.7
263.55
11.2
28.6
对应排量m3/d
内径
内径
φ38.87mm φ58.68mm
0.16
0.37
0.61
1.39
1.4
3.19
1.8
4.10
5.3
12.1
9.2
20.9
11.9
27.1
19.3
43.9
23.8
54.2
27.0
61.6
二、排砂采油工艺技术简介
工艺特点
排砂能力强
井口井下设备无运动件特殊材质及流道设计
地层砂含量小于10% 砂子粒径小于2mm
不会卡泵、埋油层
吸入口位于油层下界之下
吸入口有绕丝筛管保护
保证排砂采油生产
无偏磨问题
井口井下设备无运动件
适应斜井、水平井
维护方便，作业免修期长
无需动管柱液力起下检泵井下工具维护点少
2012年1月1日
动液面深度m 2011年7月31日 2011年8月14日 2011年8月28日 2011年9月11日 2011年9月25日 2011年10月9日 2011年10月23日 2011年11月6日 2011年11月20日 2011年12月4日 2011年12月18日
2012年1月1日
生产日期
日产液量变化曲线 9 8 67 5 4 3 2 1 0
动液面变化曲线
600 500 400 300 200 100
0
日产液量m3/d 2011年7月31日 2011年8月14日 2011年8月28日 2011年9月11日 2011年9月25日 2011年10月9日 2011年10月23日 2011年11月6日 2011年11月20日 2011年12月4日 2011年12月18日

采油工程(砂、水)

1、选择性的堵水所选的化学堵剂只会遇水起作用，而不与油作用；只堵水层，而不堵油层；可改变油、水、岩石之间的界面张力，降低水相渗透率，只起堵水而不堵油的作用。（1）油基水泥浆堵水（2）活性稠油堵水（3）稠油固体粉末堵水（4）泡沫水泥堵水（5）部分水解聚丙烯酰胺（6）松香皂（松香钠皂）堵水
采油工程
（防砂、堵水工艺）
石油工程科
王淑娟
防砂工艺
一、概述 1、出砂危害 1）设备磨损，产量下降，修井作业费用上升。 2）砂埋产层，堵油管、地面管汇以及储油罐内积砂，被迫停井维修，正常生产难以维修。 3）地层坍塌，套管损害，油井报废。 2、出砂原因地层因素（砂岩油层胶结强度）；认为开采因素（油井出砂的诱发因素）。 1）流砂地层 2）部分胶结地层 3）脆性地层
二、机械堵水借助于井下工具将高含水层或水淹层封隔关闭，同时让其他层继续生产，以达到控制稳定油量的目的。（活堵）工具：封隔器和配产器 1、自喷井堵水管柱 2、机械采油井堵水管柱三、化学堵水指向出水层位挤入化学堵剂，降低近井地带的水相渗透率，以减少油井出水，稳定和提高产油量的堵水方法。分为选择性的堵水和非选择性的堵水
二、防砂方法
1、砂供防砂 2、机械防砂 3、化学防砂
（1）水泥砂浆人工井壁（2）水带干灰砂人工井壁（3）柴油乳化水泥浆人工井壁（4）树脂核桃壳人工井壁（5）树脂砂浆人工井壁（6）预涂层砾石人工井壁（7）酚醛树脂胶固砂岩（8）酚醛溶液地下合成胶固砂岩
2、非选择性的堵水（1）水基水泥浆堵水（2）水玻璃绿化钙堵水（3）硅土胶泥堵水（4）酚醛树脂堵水（5）甲醛交联部分水解聚丙烯酰胺（F-HPAM）堵水（6）PR-8201堵水四、调剖堵水在注水井中通过注入化学堵剂的方法降低高吸收层段的吸收量，同时相应提高注入压力，就能达到提高中低渗透率层吸水量，人为调整吸水剖面（简称调剖）从而降低油井出水的目的。