出砂冷采技术
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稠油出砂冷采技术研究
的泡 沫油 流动 。
１ １ 大 量 出砂 形 成 蚯 蚓 洞 网 络 ．
油 层 大 量 出 砂后 ， 蚓 洞 在沿 射 孔 孔 道 末 端 的 蚯 高 孔 隙度 区域 形成 并 延 伸 ， 随着 大 量 砂 子 的 不 断 产 出， 井筒 周 围应力 发 生 了不 同程 度 的变 化 ， 油层 呈现
降 趋势 。
１ ２ 稳 定 泡沫 油流 动 ．
出砂冷 采 井 中的稠 油通 常 都溶 解 一定 量 的天 然
气 。 当对油 井 进行 强采 时 ， 天然 气 将从 原油 中析 出 ， 但 是 这些 气 体 不 会 马 上聚 集 形 成 连 续 的 气相 ， 在 而 向井筒 流动 的过 程 中 以气 泡的形 式 存 在 。当压 力不 断 下 降 时 ， 泡 不 断 变 大 ， 时 这 些 气 泡 形 成 一 个 气 这
砂冷 采 是使 油层 大 量 出砂 形 成蚯蚓 洞 网络 和形 成稳 定泡 沫 油 而获得 较 高的原 油产 量 。能 否应 用这 一技 术进 行 开 采主要 取 决 于储层 及 原 油性质 等 因素 ， 以及配 套 的工 艺技 术 。
关键 词 ： 油 ； 稠 出砂 ； 采 冷
２ 纪８ ｏ世 ｏ年代 中期 ， 随着 国际 油价 的下跌 和 轻 重 油 差价 的 扩大 ， 油 注 蒸汽 开 采 等 方 法 面 临 着经 稠 济 上 的严重 挑 战 。 了降低 采 油成 本 ， 高 稠油 开采 为 提 的 经济效益 ，ｏ ８ 年代末 ９ 年代初 ， ｏ 加拿大的一些小 石 油公 司率 先 开展 了 稠油 出砂 冷采 。 主要 作法 是 ， 其
不注 蒸 汽 ， 也不 采取 防砂措 旋 ， 射孔 后直 接 应用 螺杆 泵进 行开 采 ， 场实 旋取 得 了意 想不 到 的效 果 ， 矿 产油 量得 到 了大 幅度 的 提高 。“ 出砂 冷 采” 一 概念 正是 这 在这 种情 况 下建 立起 来 的 。
１ １ 大 量 出砂 形 成 蚯 蚓 洞 网 络 ．
油 层 大 量 出 砂后 ， 蚓 洞 在沿 射 孔 孔 道 末 端 的 蚯 高 孔 隙度 区域 形成 并 延 伸 ， 随着 大 量 砂 子 的 不 断 产 出， 井筒 周 围应力 发 生 了不 同程 度 的变 化 ， 油层 呈现
降 趋势 。
１ ２ 稳 定 泡沫 油流 动 ．
出砂冷 采 井 中的稠 油通 常 都溶 解 一定 量 的天 然
气 。 当对油 井 进行 强采 时 ， 天然 气 将从 原油 中析 出 ， 但 是 这些 气 体 不 会 马 上聚 集 形 成 连 续 的 气相 ， 在 而 向井筒 流动 的过 程 中 以气 泡的形 式 存 在 。当压 力不 断 下 降 时 ， 泡 不 断 变 大 ， 时 这 些 气 泡 形 成 一 个 气 这
砂冷 采 是使 油层 大 量 出砂 形 成蚯蚓 洞 网络 和形 成稳 定泡 沫 油 而获得 较 高的原 油产 量 。能 否应 用这 一技 术进 行 开 采主要 取 决 于储层 及 原 油性质 等 因素 ， 以及配 套 的工 艺技 术 。
关键 词 ： 油 ； 稠 出砂 ； 采 冷
２ 纪８ ｏ世 ｏ年代 中期 ， 随着 国际 油价 的下跌 和 轻 重 油 差价 的 扩大 ， 油 注 蒸汽 开 采 等 方 法 面 临 着经 稠 济 上 的严重 挑 战 。 了降低 采 油成 本 ， 高 稠油 开采 为 提 的 经济效益 ，ｏ ８ 年代末 ９ 年代初 ， ｏ 加拿大的一些小 石 油公 司率 先 开展 了 稠油 出砂 冷采 。 主要 作法 是 ， 其
不注 蒸 汽 ， 也不 采取 防砂措 旋 ， 射孔 后直 接 应用 螺杆 泵进 行开 采 ， 场实 旋取 得 了意 想不 到 的效 果 ， 矿 产油 量得 到 了大 幅度 的 提高 。“ 出砂 冷 采” 一 概念 正是 这 在这 种情 况 下建 立起 来 的 。
稠油开采技术
稠油开采技术如何降低成本，最大限度地把稠油、超稠油开采出来，是世界石油界面临的共同课题。
稠油由于粘度高，给开采、集输和加工带来很大困难，国内外学者做了大量研究工作来降低稠油的粘度。
我国稠油开采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱，采收率能达到30%左右。
深化热采稠油油藏井网优化调整和水平井整体开发的技术经济研究，配套全过程油层保护技术、水平井均匀注汽、热化学辅助吞吐、高效井筒降粘举升等工艺技术驱动，保障了热采稠油产量的持续增长。
目前提高稠油油藏产量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏渗透率、增大生产压差，主要成熟技术是注蒸汽热采、火烧油层、热水＋化学吞吐、携砂冷采，等等。
1、热采技术注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性，高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作用、溶解气驱作用。
关于稠油的蒸馏、热裂解和混相驱作用，原油和水的蒸汽压随温度升高而升高，当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时，混合物将沸腾，使原油中轻组分分离，即为蒸馏作用。
蒸馏作用引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通孔隙中转移，从而提高驱油效率。
高温水蒸气对稠油的重组分有热裂解作用，即产生分子量较小的烃类。
在蒸汽驱过程中，从稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的轻烃进入热水前沿温度较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释，降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驱。
注蒸汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中，蒸汽前沿的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳化液，这种乳化液比水的粘度高得多。
在非均质储层中，这种高粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体积。
热采井完井时的主要问题是，360℃高温蒸汽会导致套管发生断裂和损坏。
为此，采用特超稠油HDCS技术，将胶质、沥青质团状结构分解分散，形成以胶质沥青质为分散相、原油轻质组分为连续相的分散体系。
特超稠油HDCS强化采油技术已在胜利油田成功应用。
稠油出砂冷采后VAPEX提高采收率技术的可行性研究
极 为相似 ，但 比蒸 汽 泄 油 和 注 Ｃ 高 采 收 率 技 Ｏ 提
术 优 点 多 ，具 有 很 开 采 技 术 ， 是 上 世 纪 ８ ０
年代柬 ９ Ｏ年 代 初 在 加 拿 大 率 先 发 展 起 来 的
一
１ 注 Ｃ 高 采 收率 技 术 Ｏ 提
开 发 稠 油 油藏 ，提 出 了笔 者 的 建 议 。
步 的解 决 。 储 层 中 注 入 Ｃ 提 高 采 收 率 的 机 理 主 要 表 现 Ｏ：
１ １ 注 Ｃ 提 高 采 收 率 机 理 ． Ｏ：
关键 词 驱
稠 油 出砂 冷 采 Ｃ 驱 蒸 汽 Ｏ： 可 行 性
在 ：降低原 油黏 度 ，增 加原 油的膨胀 ，降低 界面 张 力 ，溶解气 驱 的作 用 ，改善 流度 比 ，以及提 高储层
为 了 有 效 地 提 高 稠 油 出 砂 冷 采 后 的 采 收 率 ，笔
难 实现 注气 采 油 的 。国 内 注 Ｃ ） 提 高 采 收 率 技 术 （。
发 展 较 晚 的 最 根 本 原 因 是 Ｃ 气 源 不 足 ， 不 像 国 Ｏ。
外 （ 主要 是美 国 、加 拿大等 围）在 油 田附近就有 大
渗 透 率 等 ，都 使 得 原 油 黏 度 大 幅 度 降 低 ，从 而 使 原
油 流 动 性 增 强 ，达 到 驱 油 的 目的 。
溶剂 蒸气抽 提
Ｄ ： １ ， ９ ９ Ｊ １ Ｉ． ０ ２～６ １ ０ ０ １ ． ０ ０ｌ ０ ３ ６ ／ ．Ｓ ＇ １ ０ ＳＩ ４ Ｘ ２ １．００ ３
后 可 行 的 技 术 主 要 有 两 大 类 ：热 采 （ 要 是 注蒸 汽 主 技 术 ） 和 冷 采 （ 要 是 注 Ｃ 和 ＶＡＰ Ｘ 技 术 ） 主 Ｏ。 Ｅ 。 在 我 国 热 采 技 术 比较 成 熟 ，应 用 也 比较 广 泛 ，但 是
稠油冷采技术
1
加围压
700
280
25
24.7
2
刚性岩心夹持器
700
280
9
8.3
生产机理分析
➢ 对于这种稠油，常规PVT 测试与非常规PVT测试结 果有很大的差别，特别 是泡沫油的泡点压力
➢ 通常，非常规PVT分析得 到的拟泡点压力值较小， 主要原因是油相中滞留 有气体
Conventional Non Conventional
中更有代表性，更能反映泡沫油的特性
生产机理分析
溶解气驱（泡沫油）
➢ 由于泡沫油的作用，使得Orinoco重油带的稠油产油速度 高、一次开采采收率高、地层压力下降缓慢
➢ 研究与油田生产表明，由于泡沫油的作用，一次开采原 油采收率能够达到5％～10％左右
生产机理分析
岩石压实作用
➢ 研究表明，Orinoco稠油带油藏岩石的压缩系数比较 大，一般在50～105×10－6 1/psi
5
0
0
500
1000
1500
2000
Average Pressure, psia
生产机理分析
4、实验围压
在加围压和不加围压的两个实验中，两个实验结果差别 较大。主要表现在原油产出量及临界气饱和度。
实 验
实验情况
临界 过饱和压力
（psi）
最大过饱和 压力 (psi)
采收率 （％）
临界气饱 和度
（％）
3-当压力 < 300 Psia，完全成为 自由气的流动。
生产机理分析
Oil Recovery, % OOIP
3、原油性质（包括原油组成及原油粘度）
50
45
MO-1, o=220 cp, q=0.0035 PV/h MO-1, o=220 cp, q=0.035 PV/h
稠油开采的主流选择—出砂冷采
一
④清 除 钻 井 伤 害 ：钻 井泥 浆 和颗 粒 可 能 形成 井 筒和 砂 面 堵 塞 。近 井 出砂 是 清 除伤 害 颇 为 有效 的方 法 。 验 表 明 ． 经 蚯 蚓 洞 常 存 在 于 油 层 深 部 ． 与 裂 缝 不 同 的 是 ． 并 不 总 是 直 的 。 力 瞬 变 与 井 间 示 它 压 踪 剂 分 析 表 明 ．蚯 蚓 洞 长 度 超 过 ４ ０ｍ。 ０
般 一 次 采 油 机 理 外 ．还 存 在 特 殊 的 采 冷 采可 以产 生 非常 高 的速 度 和 生 产
油 机理 。
常规 方 法开 采 稠 油 的 采 收 率 一般 在
－ Ｏ 蚯 蚓 洞 可 使 产 量 比 理 论 计 算 结 果 高 ５ １ ５ １ ％ 之 间 。 而 一 些 公 司 预 测 冷 采 采 收 ～ Ｏ 倍 ． 可 能 是 蚯 蚓 洞 孔 隙 度 ． 表 皮 效 应 率 在 １ －２ 这 负 ０％ 之 间 是 可 能 的 ． 于 非 胶 结 ５ 由 动 态 ． 不 易 用 传 统 的油 藏 理 论 来 解 释 这 地 层 出砂 会 导 致 水 平段 堵 塞 ，且 没 有足 以 及 由泡 沫 油 引 起 的 粘 度 降 低 造 成 的 。 因此 ， 了 了解矿 场 观 测 到 的速 度 和采 收 为 够 的压 力梯 度 来 清 除砂 堵 。另 外 也 不清 （ ２）泡 沫 原 油 和 泡 沫 溶 解 气 驱 率 提 高 ， 采 的油 藏 机 理是 工业 和 研 究部 冷 人 们 发 现 ．加 拿 大西 部 的几 个 油 藏 楚 水 平 段 内是 否 有足 够 的压 降来 诱 发 蚯 门 广 泛 研 究 的 课 题 。 虽 然 对 实 际 过 程 中
不 含 自由水 和 气 区 ；初 始 油藏 压 力越 高 或 者 初始 压 降越 适 宜 ．油 井被 清 洗程 度 越 高 （ 更 多 的 砂 将 随 油 产 出 ） 即 。 （）生 产 特征 ５
④清 除 钻 井 伤 害 ：钻 井泥 浆 和颗 粒 可 能 形成 井 筒和 砂 面 堵 塞 。近 井 出砂 是 清 除伤 害 颇 为 有效 的方 法 。 验 表 明 ． 经 蚯 蚓 洞 常 存 在 于 油 层 深 部 ． 与 裂 缝 不 同 的 是 ． 并 不 总 是 直 的 。 力 瞬 变 与 井 间 示 它 压 踪 剂 分 析 表 明 ．蚯 蚓 洞 长 度 超 过 ４ ０ｍ。 ０
般 一 次 采 油 机 理 外 ．还 存 在 特 殊 的 采 冷 采可 以产 生 非常 高 的速 度 和 生 产
油 机理 。
常规 方 法开 采 稠 油 的 采 收 率 一般 在
－ Ｏ 蚯 蚓 洞 可 使 产 量 比 理 论 计 算 结 果 高 ５ １ ５ １ ％ 之 间 。 而 一 些 公 司 预 测 冷 采 采 收 ～ Ｏ 倍 ． 可 能 是 蚯 蚓 洞 孔 隙 度 ． 表 皮 效 应 率 在 １ －２ 这 负 ０％ 之 间 是 可 能 的 ． 于 非 胶 结 ５ 由 动 态 ． 不 易 用 传 统 的油 藏 理 论 来 解 释 这 地 层 出砂 会 导 致 水 平段 堵 塞 ，且 没 有足 以 及 由泡 沫 油 引 起 的 粘 度 降 低 造 成 的 。 因此 ， 了 了解矿 场 观 测 到 的速 度 和采 收 为 够 的压 力梯 度 来 清 除砂 堵 。另 外 也 不清 （ ２）泡 沫 原 油 和 泡 沫 溶 解 气 驱 率 提 高 ， 采 的油 藏 机 理是 工业 和 研 究部 冷 人 们 发 现 ．加 拿 大西 部 的几 个 油 藏 楚 水 平 段 内是 否 有足 够 的压 降来 诱 发 蚯 门 广 泛 研 究 的 课 题 。 虽 然 对 实 际 过 程 中
不 含 自由水 和 气 区 ；初 始 油藏 压 力越 高 或 者 初始 压 降越 适 宜 ．油 井被 清 洗程 度 越 高 （ 更 多 的 砂 将 随 油 产 出 ） 即 。 （）生 产 特征 ５
稠油出砂冷采中的完井与引流技术
ｌ 完 井技 术
１ １ 沉 砂 口 袋 ．
１３ 射 孔 ． １３ １ 射 孔 方 式 ．．
油层 大量 出 砂形 成 高 渗 透 的 。 蚓 洞” 蚯 网络 是 对直 井 、 井 、 向井来 说 ， 射孔 段 之 下 留一 稠 油出砂 冷采的重 要 开采 机理 ， 斜 定 在 也是 该技 术 成功 的 段沉 砂 口袋 是 必 要 的 。许 多 公 司在 冷 采 井 中使 用 前提 条件 。与此相适 应 ， 油出 砂 冷 采井 必 须采用 稠
关 ｔ 词 ： 油 ； 采 ； 孔 ； 杆 泵 ； 筲 降 粘 稠 冷 射 螺 井 中 圈 分 类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ３５ 文献标识 码 ： Ａ
稠油冷 采是 一种 非加热 一 次采 油 方式 ， 稠 油 在 精 良的螺 杆 泵 系统 采 油 。近年 来 在 加 拿 大 稠 油储
（ ｏ ） 大减少 了开井 失败 的次数 。 ）ｌ ｒ 大 ｅ
要： 冷采被 用作 一种新 的采油 工 艺可 以成功地 用于 未胶 结砂 岩 中的稠 油。采 用太孔 径 、 穿 深
透 、 密度 射 孔技 术对稠 油出砂 冷 采 是 必须 的 ； 用适 应 高舍 砂 量 和 高原 油粘 度 的 高转速 螺 轩 高 采 泵 ． 螺轩 泵下入 油层 底部 等引流 技术措 麓 对出砂冷采 是 十分 有利的 。 且
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新 疆 石 油学 院学 报
２Ｏ 拒 Ｏ２
长距离 蚯蝴洞 。 外形成 稳 定 的 砂 桥 ， 利 于 砂 子 产 出和 “ 蚓 洞 ” 的大 直 径 、 不 蚯
． ２ 的形成 ； 当孔 径大 于储 层颗 粒粒 径 的 ６倍 时 ， 难 １ ３． 射 孔 炮 弹 则
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第 １卷 第 １ ４ 期
稠油出砂冷采矿场操作技术策略
的抽油泵来说 ， 油杆下 落时间达 １ 抽 ０～１ ， ５Ｓ 致
使 泵 速受 到严 重 限制 ， 分钟 只有 几 个 冲次 （ 如 ， 每 例 加拿 大劳 德 明 斯 特 北 部 地 区 ， 见 的 原 油 粘 度 约 常
１ ０ Ｐ ・ ， 次 为 ２—３次／ ｉ ） 因此 ， 年来 ００ ０ｍ ａ Ｓ 冲 ｍｎ 。 多
终 速度 只 有 ０ ２～０ ６ｍ ｓ 因此 ， 于 冲 程 为 ２～３ ． ． ／ ， 对
ｍ
上 ， 合 河南 油 田稠油 油 藏特 点 及开 发 过 程 中存 在 结
的问题 ， 时提 出将 该 技术 作 为 重要 储 备 技术 开 展 及 攻 关 研究 ＿ 。 １９ ２ ９ ６年 河 南 石 油 勘 探 局 正 式 向原 中 Ｊ
程 等 方 面 的技 术人 员 ， 开展 了稠 油 出砂 冷 采 技术 机 理 研 究 、 励地 层 出砂 技 术研 究 、 下 管 柱研 究 、 激 井 井 筒 降 粘 工艺 技 术研 究 、 砂液 处 理技 术 研 究 等八 项 混 专 题 攻 关 。经 过 ４年 多 的不 断探 索 和 刻苦 攻 关 ， 河
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第 ９卷 第 ４期
２０ ０ ２年 ８月
文 章 编 号 ：１０ —５ ５ ２ ０ ） ４ ０ ６ ．３ ０ ６ ６ ３ （ ０ ２ ０ ．０ ３０
特 种 油 气 藏
Ｓ ｅ ｉｌＯｉ ａ ｄ Ｇａ ｓ ｒ ｏｒ ｐ ｃａ ｌ ｎ ｓＲｅ ｅｖ ｉ ｓ
口， 采 产 量 占稠油 总 产量 的 ６ ％ 以上 … 。 冷 ０ 在 对 稠 油 出 砂冷 采 技 术进 行 广 泛 调 研 的 基 础
在抽 油 杆 下落 速 度 的 问 题 。一 般来 说 ， 油 杆 （ 抽 不
稠油油藏出砂冷采技术实践
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２０ ０６年 ４月
阎静 华等 ：稠 油油藏 出砂 冷采技 术 实践
・
７３ ・
砂冷采前 ２个月 内，产 出液含砂量达到 ２ ％ ～ ０ ０ ６％
（ 体积 比） ，经过 ０５～ｌ ． ａ时间 后 ，含砂 量 降到 ５ 以 ％
增加到 ２ ～ ２ ｍ， ８ ３ 孔／ 采用携砂 能力 强的进 口螺杆泵 采油 ， 展先导 试验 ， 到 了 良好 的效果 。但 由于 螺杆 开 见 泵排量小 ， 螺杆泵下在油层 中部 ， 射孔孔径小及老井生 产一段时间后 ， 油层含油饱和度和地层压力降低等原
２ １２ 原 油在 地层 中形成稳 定 的 泡沫 油 ．．
１ 国内外 的应用 现状
１ １ 国外 应 用情 况 ．
随着孔隙压力的降低 ，地层原油中产生大量微气 泡形成泡沫油流动 ，气泡不断膨胀 ，而且长时间保持 稳定 ， 从而为原油的流动提供了驱动能量。另外 ，泡 沫油的存在大大降低 了砂子在原油中的分散程度 ，使 高黏度稠油的携砂变得更容易。据套保油田出砂冷采 井产出液分析 ， 气泡体积 占３ ％ 一 ０ 。 ０ ５％
吸取教训的同时，积极地进行国内外稠油开采技术调 研 ，针对套保油田油藏特点 ，论证出砂冷采技术适合 于套保油 田，在套保油 田陆续开展出砂冷采试验 ，结 合油 田地质特点，摸索出一套适用于套保油田的增产 和稳产采油工艺的关键技术 ，出砂冷采技术在套保油
田获得 了工业化 应用 。
出砂冷采井大量出砂形成蚯蚓洞网络，提高油层 的渗流能力。随着砂子从油层中采出，油层中产生不 断向外扩展的高渗透带，使流入井筒的混合液的流速 大大增加 ，保持油井高产。
井水 淹 。为 了经 济有 效地 开发 套保 油 田 ，在 总结 经验
套保稠油油藏出砂冷采技术研究
冷采 产量 的 ｌ ０ ～２ ０倍 。 关键 词 ： 出砂 冷采 ； 稠油 ； 疏松 砂 岩 ； 泡沫 油 ； 蚯 蚓洞 ； 套保稠 油油藏 中 图分类 号 ： ＴＥ ３ ５ ５ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ～０ １ １ １ —０ ２
井 累计 产 砂 ４ Ｏ ｏ ～６ ０ ０ ｍ ） ， 形 成蚯 蚓 洞 网络 ， 提高 了 油 层 的渗流 能力 。 随着 砂 子从油 层 中采 出 ， 油 层 中产 生不 断 向外 扩展 的高 渗 透 带 ， 使 流 入 井筒 的 混合 液 的流速 大 大增加 ， 从 而保 持油 井高 产 。 １ ． １ ． ２ 原 油在 地层 中形 成稳 定 的泡沫油 随着 孔 隙压 力 的降 低 ， 地层 原 油 中产 生 大量微 气泡 ， 形 成 泡沫 油 流动 ， 气 泡不 断 发生 膨 胀 ， 而且 气 泡长 时 间保 持稳 定 ， 从 而为 原油 的流 动提 供 了驱 动 能量 。 另外 ， 泡沫 油 的存在 大 大降 低了砂 子在原 油 中 的分散程 度 ， 使 高粘 度稠 油 的携砂 变得更 容易 根 据 套 保油 田出砂 冷采 井 的产 液分 析 ， 气 泡体 积 占 ３ Ｏ
２ ０ １ ３ 年第 ３ 期
内蒙 古 石 油 化 工
１ １ １
套 保稠油 油藏 出砂冷采技术研究
杨 立 博
（ 中油 吉 林 油 田 分公 司 英 台 采 油 厂 ， 吉 林 白城 １ ３ ７ ０ ０ ０ ）
摘
要： 套 保 油 田为 普通 稠 油油 藏 ， 开发过 程 中表现 为 ： 常规 冷采产 能低 、 递 减快 ； 蒸汽吞 吐 开采 ， 注
入 压 力过 高， 破 坏 隔层 ， 导致底 水 上 窜 ； 注入 压 力过 低 。不能保 证 开采效 果 。通过 开展 出砂 冷采试 验 ， 形 成 了较 完善 的配 套 工 艺技 术 ， 现 场应 用 后 收到 了较 好 的效 果 ， 白９ ２块单 井 日产 油 达到 １ Ｏ ～３ ０ ｔ ， 为常规
井 累计 产 砂 ４ Ｏ ｏ ～６ ０ ０ ｍ ） ， 形 成蚯 蚓 洞 网络 ， 提高 了 油 层 的渗流 能力 。 随着 砂 子从油 层 中采 出 ， 油 层 中产 生不 断 向外 扩展 的高 渗 透 带 ， 使 流 入 井筒 的 混合 液 的流速 大 大增加 ， 从 而保 持油 井高 产 。 １ ． １ ． ２ 原 油在 地层 中形 成稳 定 的泡沫油 随着 孔 隙压 力 的降 低 ， 地层 原 油 中产 生 大量微 气泡 ， 形 成 泡沫 油 流动 ， 气 泡不 断 发生 膨 胀 ， 而且 气 泡长 时 间保 持稳 定 ， 从 而为 原油 的流 动提 供 了驱 动 能量 。 另外 ， 泡沫 油 的存在 大 大降 低了砂 子在原 油 中 的分散程 度 ， 使 高粘 度稠 油 的携砂 变得更 容易 根 据 套 保油 田出砂 冷采 井 的产 液分 析 ， 气 泡体 积 占 ３ Ｏ
２ ０ １ ３ 年第 ３ 期
内蒙 古 石 油 化 工
１ １ １
套 保稠油 油藏 出砂冷采技术研究
杨 立 博
（ 中油 吉 林 油 田 分公 司 英 台 采 油 厂 ， 吉 林 白城 １ ３ ７ ０ ０ ０ ）
摘
要： 套 保 油 田为 普通 稠 油油 藏 ， 开发过 程 中表现 为 ： 常规 冷采产 能低 、 递 减快 ； 蒸汽吞 吐 开采 ， 注
入 压 力过 高， 破 坏 隔层 ， 导致底 水 上 窜 ； 注入 压 力过 低 。不能保 证 开采效 果 。通过 开展 出砂 冷采试 验 ， 形 成 了较 完善 的配 套 工 艺技 术 ， 现 场应 用 后 收到 了较 好 的效 果 ， 白９ ２块单 井 日产 油 达到 １ Ｏ ～３ ０ ｔ ， 为常规
稠油出砂冷采技术研究
１ 引言
稠 油 出砂 冷 采 是 一种 非 加 热 一次 采 油 方 式 ， 在 稠 油储 集 层 中它允 许 产砂并 依 靠强 力射 孔技 术和 设 计 精 良的螺杆 泵 系统 采油 。稠 油 出砂冷 采是 近年 来 从加 拿大 兴起 的一 项 稠油 开 采新技 术 。 Ｏ年 代 中后 ８ 期， 随着 国 际油 价 的下跌 和轻 重油 差价 的扩 大 ， 稠油 注 蒸汽 开 采等方 法 面 临着经 济上 的严 峻挑 战 。为 了 降低采 油 成本 ， 高稠 油开 采经 济效 益 ， 提 加拿大 的 一 些 小石 油公 司 率先 开 展 了稠 油 出砂冷 采 的探索 性 矿 场 试验 践表 明 ， 实 稠油 冷采 井 的产 量是蒸 汽吞 吐 井 的４ Ｏ倍 ， 采 成本 比蒸 汽吞 吐 降低 ４ ％左 右 。 Ｏ ～１ 开 Ｏ ９ 年代 中期 ， 油 出砂 冷采 技术 已成 为热 点 ， 稠 除众多 小 石油 公 司外 ， 一些 大 石油 公司 也纷 纷涉 及这 一领 域 。 ２ 稠油 出砂 冷采 的 机理 稠 油 出砂 冷 采 之 所 以能 够 大 大 地 提 高 单 井 产 量 ， 要依 赖 以下 机理 ． 主 ： ① 大 量 出砂 形 蚯 蚓 洞 网 络 ”储 层 孔 隙 度 从 ， ３ 提 高 到 ５ 以上 ， 透 率提 高几 十倍 ， 相 当于 Ｏ ｆ， ｊ６ ９ 渗 这 有大 量 水 平井 和 分 枝 水平 井 向油 井供 液 ， 大 地 提 极 高 了稠油 在 油层 中的 渗流 能力 ； ② 出砂 冷 采井 中的 稠油 通常 都溶解 一 定量 的天 然 气 。当对 油 井进 行 强 采 时 ， 然 气将 从 原 油 中析 天 出。 但是 这 些气 体不 会 马上聚 集 形成连 续 的气相 ， 在 向井筒 流动 的过 程 中它 们 以气泡 的形 式存 在 。当压 力 不 断下 降时 ， 泡不 断变 大 。这 时 ， 气 这些 气 泡形成 个“ 内部驱 动力 ” 驱 动 砂浆 由地 层 向井 简 流动 。 ， 稳 定 的泡 沫 油还 使 原 油 密 度变 得 很 低 ， 而 使粘 度 很 从 大 的稠油 得 以流 动 ； ③ 由于油 层 中产 出大 量砂 粒 ， 油 层 本身 的 强 使 度降 低 ， 在上 履地 层 的作 用下 ， 层将 发生 一定程 度 油 的 压实 作用 ， 使孔 隙压力 升高 ， 动能 量增 加 ； 驱 ④远 距 离 的边底 水 可 以提供 一 定的驱 动能 量 。 国 内外 实践 经 验 表 明 ， 油 冷 采成 功 与 否 的先 稠 决 条 件 是 油层 能 否大 量 出砂 形 成“ 蚯蚓 洞 ” 网络 ， 因 此 除 油 藏条 件 外 ， 孔 和 采油 工 艺 技 术显 得 尤 为 重 射 要 ， 稠油 冷 采取 得成 功 与高效 的两 个关 键技 术 。 是 一 般 情 况 下 ， 孔 通 常 采 用大 孔 径 、 穿透 、 密度 射 射 深 高
稠 油 出砂 冷 采 是 一种 非 加 热 一次 采 油 方 式 ， 在 稠 油储 集 层 中它允 许 产砂并 依 靠强 力射 孔技 术和 设 计 精 良的螺杆 泵 系统 采油 。稠 油 出砂冷 采是 近年 来 从加 拿大 兴起 的一 项 稠油 开 采新技 术 。 Ｏ年 代 中后 ８ 期， 随着 国 际油 价 的下跌 和轻 重油 差价 的扩 大 ， 稠油 注 蒸汽 开 采等方 法 面 临着经 济上 的严 峻挑 战 。为 了 降低采 油 成本 ， 高稠 油开 采经 济效 益 ， 提 加拿大 的 一 些 小石 油公 司 率先 开 展 了稠 油 出砂冷 采 的探索 性 矿 场 试验 践表 明 ， 实 稠油 冷采 井 的产 量是蒸 汽吞 吐 井 的４ Ｏ倍 ， 采 成本 比蒸 汽吞 吐 降低 ４ ％左 右 。 Ｏ ～１ 开 Ｏ ９ 年代 中期 ， 油 出砂 冷采 技术 已成 为热 点 ， 稠 除众多 小 石油 公 司外 ， 一些 大 石油 公司 也纷 纷涉 及这 一领 域 。 ２ 稠油 出砂 冷采 的 机理 稠 油 出砂 冷 采 之 所 以能 够 大 大 地 提 高 单 井 产 量 ， 要依 赖 以下 机理 ． 主 ： ① 大 量 出砂 形 蚯 蚓 洞 网 络 ”储 层 孔 隙 度 从 ， ３ 提 高 到 ５ 以上 ， 透 率提 高几 十倍 ， 相 当于 Ｏ ｆ， ｊ６ ９ 渗 这 有大 量 水 平井 和 分 枝 水平 井 向油 井供 液 ， 大 地 提 极 高 了稠油 在 油层 中的 渗流 能力 ； ② 出砂 冷 采井 中的 稠油 通常 都溶解 一 定量 的天 然 气 。当对 油 井进 行 强 采 时 ， 然 气将 从 原 油 中析 天 出。 但是 这 些气 体不 会 马上聚 集 形成连 续 的气相 ， 在 向井筒 流动 的过 程 中它 们 以气泡 的形 式存 在 。当压 力 不 断下 降时 ， 泡不 断变 大 。这 时 ， 气 这些 气 泡形成 个“ 内部驱 动力 ” 驱 动 砂浆 由地 层 向井 简 流动 。 ， 稳 定 的泡 沫 油还 使 原 油 密 度变 得 很 低 ， 而 使粘 度 很 从 大 的稠油 得 以流 动 ； ③ 由于油 层 中产 出大 量砂 粒 ， 油 层 本身 的 强 使 度降 低 ， 在上 履地 层 的作 用下 ， 层将 发生 一定程 度 油 的 压实 作用 ， 使孔 隙压力 升高 ， 动能 量增 加 ； 驱 ④远 距 离 的边底 水 可 以提供 一 定的驱 动能 量 。 国 内外 实践 经 验 表 明 ， 油 冷 采成 功 与 否 的先 稠 决 条 件 是 油层 能 否大 量 出砂 形 成“ 蚯蚓 洞 ” 网络 ， 因 此 除 油 藏条 件 外 ， 孔 和 采油 工 艺 技 术显 得 尤 为 重 射 要 ， 稠油 冷 采取 得成 功 与高效 的两 个关 键技 术 。 是 一 般 情 况 下 ， 孔 通 常 采 用大 孔 径 、 穿透 、 密度 射 射 深 高
稠油出砂冷采对射孔技术的要求
加 拿 大 稠 袖 出砂 冷 采 井 普 遍 地 采 用 ３ ｇ以 上 ２
的聚能射 孔 弹 ， 径 为 ２ ｍｍ， 孔 ５ 射孔孔 密一 般 太于 ４ ０孔 ／ 最高 时 超 过 ６ ￣／ 目前 所 采 用 的孔 ｍ， ０＂ ｍ， Ｌ 密 大致 为 ５ ０孔／ ｍ ． 见表 ２ 。
表 ２ 加 拿 大 稠 油 出 砂 冷 采 矿 场 实 际经 验
河南古 城 油 田 Ｇ ９ ６井 为 中 等 埋 深 稠 油 出 ４０ 砂冷 果 试 验 井 ， 采用 的 射 孔 密 度 为 ３ 所 ２孔／ ｍ。 由 于 储层 为 细粉 砂 岩 ， 粒较 细 ， 本 上 不 古 平 均 粒 度 中值 为 粗 ．１ 其
大已有 ２ ０多家石 油公 司 采用这 项开采 技术 ， 油 稠 冷 采并超过 ６ ０ ０ ０口井 ； 单井 日产油 一般 在 ３ ０ ～５ ｔ
之 间 ， 收 率 达 ８ ～ ２ ％ 。 Ｈｕｋ 采 ０ ｓ ｙ石 油 公 司
１９ ９ ８年 有 冷 采 井 １ ０ １ ０多 口， 采 产 量 占稠 油 总 冷
产 量 的 ６ 以 上 。 稠 油 出 砂 冷 采 的 重 要 开 采 ０
图 １ 射 孔孔 暇 大 小 对 出 砂 的 影 响
机理 之一是油 层 大量 出砂形 成高渗 透的“ 蚓洞 ” 蚯
阿络 。与此相 适 应 ， 油 出砂 冷 采井 必须 采 用 大 稠 孔径 、 高孔密 射 孔 技术 。下 面 就稠 油 出砂 冷 采 中 的射孔 技术作 一探讨
０ １５ ． ２ ｍｍ， 射孔 孔径 约 １ ｍｍ 的条 件 下 ， 径 在 ２ 孔 大于最 大粒径 的 ６倍 ， 不易形成 砂 桥 ， 以该井 试 所 验取得 了 良好 效 果 。产 出液 含 砂 量 一 直 维 持 在 ２ 以上 ， 存在 眼 砂堵 迹 象 ， 不 Ｌ 产油 量 呈 稳 中有 升趋 势 ， 呈现 出出砂冷 采井 的典 型 开采特 征 ， 而河 南 新庄 油 田储 层 以砾 状砂 岩 和 含砾 砂 岩为 主 ， 已 投 产层位 的最 大粒 径达 ７ ｍｍ 以上 。在 １ ｍｍ 孔 ２ 径下 ， 易 形 成砂桥 ， 塞 射孔 孔 道 ， 利 于 大量 极 堵 不
的聚能射 孔 弹 ， 径 为 ２ ｍｍ， 孔 ５ 射孔孔 密一 般 太于 ４ ０孔 ／ 最高 时 超 过 ６ ￣／ 目前 所 采 用 的孔 ｍ， ０＂ ｍ， Ｌ 密 大致 为 ５ ０孔／ ｍ ． 见表 ２ 。
表 ２ 加 拿 大 稠 油 出 砂 冷 采 矿 场 实 际经 验
河南古 城 油 田 Ｇ ９ ６井 为 中 等 埋 深 稠 油 出 ４０ 砂冷 果 试 验 井 ， 采用 的 射 孔 密 度 为 ３ 所 ２孔／ ｍ。 由 于 储层 为 细粉 砂 岩 ， 粒较 细 ， 本 上 不 古 平 均 粒 度 中值 为 粗 ．１ 其
大已有 ２ ０多家石 油公 司 采用这 项开采 技术 ， 油 稠 冷 采并超过 ６ ０ ０ ０口井 ； 单井 日产油 一般 在 ３ ０ ～５ ｔ
之 间 ， 收 率 达 ８ ～ ２ ％ 。 Ｈｕｋ 采 ０ ｓ ｙ石 油 公 司
１９ ９ ８年 有 冷 采 井 １ ０ １ ０多 口， 采 产 量 占稠 油 总 冷
产 量 的 ６ 以 上 。 稠 油 出 砂 冷 采 的 重 要 开 采 ０
图 １ 射 孔孔 暇 大 小 对 出 砂 的 影 响
机理 之一是油 层 大量 出砂形 成高渗 透的“ 蚓洞 ” 蚯
阿络 。与此相 适 应 ， 油 出砂 冷 采井 必须 采 用 大 稠 孔径 、 高孔密 射 孔 技术 。下 面 就稠 油 出砂 冷 采 中 的射孔 技术作 一探讨
０ １５ ． ２ ｍｍ， 射孔 孔径 约 １ ｍｍ 的条 件 下 ， 径 在 ２ 孔 大于最 大粒径 的 ６倍 ， 不易形成 砂 桥 ， 以该井 试 所 验取得 了 良好 效 果 。产 出液 含 砂 量 一 直 维 持 在 ２ 以上 ， 存在 眼 砂堵 迹 象 ， 不 Ｌ 产油 量 呈 稳 中有 升趋 势 ， 呈现 出出砂冷 采井 的典 型 开采特 征 ， 而河 南 新庄 油 田储 层 以砾 状砂 岩 和 含砾 砂 岩为 主 ， 已 投 产层位 的最 大粒 径达 ７ ｍｍ 以上 。在 １ ｍｍ 孔 ２ 径下 ， 易 形 成砂桥 ， 塞 射孔 孔 道 ， 利 于 大量 极 堵 不
出砂冷采地面除砂工艺与关键技术
工 艺 中的技 术难 点 。分析稠 油除砂 所 面临的 问题 以及 现有 工 艺存在 的 问题 ，针 对稠油 的特性 和各 种除砂技 术 的优缺 点 ，设 计 了掺 热 水 、掺 降黏 剂、沉 降分 离、 自动 清砂 、旋 流分 离以及 洗砂 净化
等工 艺流程 。该流程 具有 分 离效率 高、不停 产作 业 、适 用性 强 、节能和 环保 的特 点 ，并对该 工艺
除砂工 艺 首先要 降低 稠油 的黏度 ，从 而保证 原油较
好 的流动性 和较 小 的液 面 张力＿ ；其次是 要保证 不 ７ 同粒径 大小 的砂 能够从原 油 中分离 彻底 。针对稠 油
油气 田地 面 工 程 第 ２ ９卷 第 ６期 （ ０ ０ ６ ２１． ）
４ １
的特 点和 集 输Байду номын сангаас要 求 设 计 了一 套 稠 油 除砂 工 艺 系统
防砂措施 ，但仍 有 出砂 现 象 。近年 来 随着稠 油油 田
开发 理论 与实践 的发展 ，人们 逐渐 认识 到过度 防砂
对 油井近 井地带 的 伤 害和 产 能 损失 影 响 的严 重 性 ，
提 出并 采用 了出砂 冷 采 和适 度 出砂 的生 产 方 式口 ， ］ 这样地 层砂 随油流进 入地 面流程 就不 可避 免 。如套 保 油 田采用 出砂 冷 采 ，最 高含 砂 比达 到 ２ ；苏 ３ 丹 Ｆ ｌ 田适 度 出砂 量控 制 在 １ 。稠油 开采 过 ｕａ油 ５ 程 中 ，出砂 问题 对地 面设 备的影 响相 当严重 ：输油
（ 图 １ ，并 针 对 不 同粒 径 的 砂 粒 ，通 过 化 学 一 水 见 ）
以 上 的 砂 粒 可 以 清 除 ，对 于 直 径 在 ５ 肚ｎ 以 下 的 ０ ｒ 细 小 砂 粒 ，需 要 进 行 二 级 分 离 。二 级 分 离 采 用 旋 流 分 离 ，其 中人 料 口压 力 为 ０ ５ ～ ０ ６ Ｐ ， 底 流 ． ５ ． ５Ｍ ａ
出砂冷采技术
二、出砂矿场试验情况
（一）完成情况及评价
1、97年6月--98年12月 完成G4906井先导试验； 2、98年7月--2000年7月 完成22口井推广应用； 3、单井采收率12.7%; 4、累计采油1.75万吨。
回提纲
1、按冷采筛选标准油井评价 （１）G4906井基本数据
区块 冷采层位 有效厚度/砂厚( m/m) 溶解气油比(m3/t) 油层中深(m) 油层温度下脱气原油粘度（mPa.s） 孔隙度(%) 渗透率(um2) 含油饱和度(%) 地层压力(MPa)
稳； 4、不宜规模化应用。
3、表外油藏类油井评价
表外油藏技术指标： 地层温度下原油粘度 油层厚度
＞20000mP.s ＜5m
（1）新庄油田油藏及原油物性概况
胶质、沥青质 含蜡量 原油粘度 孔隙度 渗透率 溶解气油比
30—45% 15—20% 1500—2000map.s（ 50℃）
30% 2.0μm2 10m3/t
47
32 14.2 11 2-10
（4）井下工艺配套
1）深穿透加密射孔技术； 2）井筒降粘技术； 3）油管锚定技术； 4）抽油杆防脱、防倒技术； 5）空心杆泵上冲洗技术； 6）井底冲砂技术。
旋转密封器
驱动头
空芯抽油杆 油管 单流阀 井下螺杆泵
（5）地面系统工艺:
储油罐 循环 热水
二级除砂罐 螺杆泵
（3）参数调整
G4906井参数调整统计表
阶段
第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段
累计生产 理论 平均产量 天数(d) 排量 液 油
(t/d) (t/d) (t/d) 30 12-28 19.4 19.2
含砂 (%)
0-4
63.6
套保稠油油藏出砂冷采后提高采收率技术
蹭 油
Ｄ Ｉ１． ９９ ｊｉ ｎ １０ ６ ３ ．０ ２ ０ ． １ Ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ６— ５ ５ ２ １ ． ４ ０ ６ ｓ
譬１ ９● 簟 ４ — ２ １ 年８ ０２ 月
套 保 稠 油 油 藏 出 砂 冷 采 后 提 高 采 收 率 技 术
谷 武， 林雨凤 ， 李旭 东， 涛 ， 杨 邓 刘
特 种 油 气 藏
第１ ９卷
３ 转火驱提高采收率可行性研究
３ １ 油藏 条件 有利 于火驱 试验 ．
层 连通 系数 在 ８ ％ 以 上 ， 利 于提 高 火 驱 采 油 的 ５ 有 波及 系数 ； 向上 各 小 层 间 有较 稳 定 的 隔 层分 布 ， 纵 隔层 厚 度为 ２～５ ｍ， 够 确 保 注 入 的 空 气 在 产层 能 中燃 烧 ， 免 纵 向上 气 窜 ， 于 维 持 高 温 燃 烧 模 避 利
收 稿 Ｅ期 ：０ ２ １ ０ 改 回 日期 ：０２ ２ ５ ｔ ２ １０ ３ ｉ ２ １０ １ 基 金项 目： 中国石油天然气股份有 限公 司“ 复杂稠油油藏开发新技术研究与应用” 部分研究成果 （０ ８ ２ ０ Ｂ一１ ３ ０ ） ０ 作 者简介 ： 谷武 （ ９ １ ， ， １７ 一） 男 高级工程 师 ， ９ １ ４年毕业 于大庆石油学 院石油地质勘查 专业， ９ 现从事油 田开发工作。
方 式开 发 。 国内外 调 研资料 表 明 ， 目前稠 油热 采方
式 主要有 蒸 汽吞 吐 、 汽 驱 、 Ａ Ｄ和 火烧 油 层 ， 蒸 ＳＧ 将
２０ ０３年 ， ９ 白 ２块油藏 出砂冷采井 平均单井 日产
油均在 ３ｔｄ以上 ， 块 最 高 日产 油 达 到 １０ ｔｄ ／ 区 ９ ／ 。
油 层筛选 标 准 与 白 ９ 油层 条件 及 开发现 状进 ２块 行对比， 确定 白 ９ ２块 油 藏 出砂 冷 采 后 更适 合 转 为
Ｄ Ｉ１． ９９ ｊｉ ｎ １０ ６ ３ ．０ ２ ０ ． １ Ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ６— ５ ５ ２ １ ． ４ ０ ６ ｓ
譬１ ９● 簟 ４ — ２ １ 年８ ０２ 月
套 保 稠 油 油 藏 出 砂 冷 采 后 提 高 采 收 率 技 术
谷 武， 林雨凤 ， 李旭 东， 涛 ， 杨 邓 刘
特 种 油 气 藏
第１ ９卷
３ 转火驱提高采收率可行性研究
３ １ 油藏 条件 有利 于火驱 试验 ．
层 连通 系数 在 ８ ％ 以 上 ， 利 于提 高 火 驱 采 油 的 ５ 有 波及 系数 ； 向上 各 小 层 间 有较 稳 定 的 隔 层分 布 ， 纵 隔层 厚 度为 ２～５ ｍ， 够 确 保 注 入 的 空 气 在 产层 能 中燃 烧 ， 免 纵 向上 气 窜 ， 于 维 持 高 温 燃 烧 模 避 利
收 稿 Ｅ期 ：０ ２ １ ０ 改 回 日期 ：０２ ２ ５ ｔ ２ １０ ３ ｉ ２ １０ １ 基 金项 目： 中国石油天然气股份有 限公 司“ 复杂稠油油藏开发新技术研究与应用” 部分研究成果 （０ ８ ２ ０ Ｂ一１ ３ ０ ） ０ 作 者简介 ： 谷武 （ ９ １ ， ， １７ 一） 男 高级工程 师 ， ９ １ ４年毕业 于大庆石油学 院石油地质勘查 专业， ９ 现从事油 田开发工作。
方 式开 发 。 国内外 调 研资料 表 明 ， 目前稠 油热 采方
式 主要有 蒸 汽吞 吐 、 汽 驱 、 Ａ Ｄ和 火烧 油 层 ， 蒸 ＳＧ 将
２０ ０３年 ， ９ 白 ２块油藏 出砂冷采井 平均单井 日产
油均在 ３ｔｄ以上 ， 块 最 高 日产 油 达 到 １０ ｔｄ ／ 区 ９ ／ 。
油 层筛选 标 准 与 白 ９ 油层 条件 及 开发现 状进 ２块 行对比， 确定 白 ９ ２块 油 藏 出砂 冷 采 后 更适 合 转 为
稠油出砂冷采完井技术
径 为 １９ ７ ｍ 有效泄 流 面积分 别大 ２％ 和 １％ 。 ３ ．ｍ １ ４
１２ 井身结构 ．
冷采井 要 求 井身 结 构平 直 ， 因为稠 油 出砂冷 采 技术 实施 的主要 设 备 是螺 杆 泵 。该 泵运 转 过 程 中， 抽 油杆与油 管之 间不 可避 免地 发 生 摩擦 ， 别是 当 特 螺 杆泵在斜 井或 井 身结 构 较差 的井 中高 速 运转 时 ， 这 种摩擦力 是相 当大的 。
河南油 田分公司勘探 开发研究院
摘要 ： 狰呆作 为一种新 的呆油二艺 ， 已成功地用亍未菇 结砂岩 审的稠油开采。采用 犬孔径、 深穿透 、 密度 射孔进 高
行捌 诂 出砂 垮采时对射孔压 力和射ｊ 井段有特殊的要求 ， 要隶平直的井身结构 和犬垂管完 井。 且 关键 词 ： 稠油 出矽净采 ； 井身结构； 射孔技术； 完井技术 中图分类号 ：Ｅ ４ Ｔ ３５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０９— ６ ３ ２ Ｏ ）２— ０ ３— ３ １０ ９０ （Ｏ ２ ０ ０ ８ ０
一
口， 采产 量 占稠 油 总产量 的 ６ ％ 以上 。 冷 ０
段沉砂 口袋是 必要 的 。在 冷采 井 中使用 １ ２ ｍ ０～ ０
的沉积 管做沉 砂 口袋 ， 可在 生 产 初期 或 重 新 启 动 冷
１ 套管尺寸与井身结构
１ １ 套 管 尺寸 ． 现 场 上 Ｈ砂 冷采 井 一 股适 用 １７８ ｍ 大 套管 ｊ ７．ｒ ａ 完 井 。采用 大套 管 完井具 有 以下三方 面 的优点 。 第一 ． 稠油 出砂冷 采 一 般需 采 用 高转 速大 排量
验表明， 眼直径小于储层颗粒粒径 ４倍时， 当 Ｌ 砂粒 容易在 ７ Ｄ Ｆ Ｌ￣ 形成 稳 定 的砂 桥 ， 利 于 砂 子产 出和 不
边底水稠油油藏有限出砂冷采技术
砂冷采矿场试验 ， 在单井 矿场试验成功的基础上 ， 全区块 的生产井采用有限出砂冷采 方式开发 ， 对 并取 得 了很好 的 开发效果 ， 该技术对 国内类似油藏 的开发具有一定借鉴意义 。 关键词 ：稠油 ；防砂 ；出砂冷采 ；地质建模 ； 数值模拟
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ Ｅ３ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ ７ ８ ２０ ０ ０ ６— ６ Ｘ（０ ７）４—０５ ０ ０ ６— ３
作者简介： 彬（９ 一 ， ０年毕业于中国石油大 现为中国 吴永 １２ ）２ ５ ８ ０ 学， 石油勘探开发研究院 在读硕士生， 主要从事稠油开采实验及数值稹
拟研究。地址 ： １０ ８ ） （０ ０ ３ 北京市 ９ ０ ， １ 电话 ：０ ０ ６ ０ ８ １ ， （ １ ） ２９ ３４ Ｅ—ｍａｌｗ ｙｎｂｎ ｅｒｃｉａ ｔｍ．ｎ ｉ：ｕ ｏｇｉ＠ｐ ｔ ｈｎ ．ｏ ｃ ｏ ‘
稠油油 藏 出砂井 的开采 方式 通 常分 为防砂 开采 和出砂 冷采 。 防砂 开采 方法 把一 般 只用于 低粘度 的
二次 方下 降 ， 即细 粒砂 堆 积 形 成 的小 孔 隙 使 原 油 的 渗流 速度 降低 较大 。 因此应 在原 油流 动速 度超 过油 层临 界速度 的范 围 内 ， 靠 稠 油 携 砂 能 力 从 近井 眼 依 地带 中排 走油 层细粒 砂 ， 改善 近 井地带 油 层物性 。
一
流 体粘度 ；Ｐ 孔 隙两 端 压差 ；一 孔 隙长度 。 △一
由式 （ ） 知 孔 隙 直 径 减 小 ， 油 流 动 速 度 呈 １可 原
收稿 日期 ：２０ ０ ０ ７— ２—０ ８
管 强度 要求 下 ， 割缝 筛 管 与 井 壁 或 者 油 套之 间充 满
基金项 目：国家“ ７ ” 目“ ９３ 项 大幅度提高原油采收率基础研究” Ｇ１９０ ２ １ ）和国家 自然科学基金项 目（ （ ９９ ２ ５ ０ 编号 ５ ３ ００） ４ ０ ４ ５ 资助。
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ Ｅ３ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ ７ ８ ２０ ０ ０ ６— ６ Ｘ（０ ７）４—０５ ０ ０ ６— ３
作者简介： 彬（９ 一 ， ０年毕业于中国石油大 现为中国 吴永 １２ ）２ ５ ８ ０ 学， 石油勘探开发研究院 在读硕士生， 主要从事稠油开采实验及数值稹
拟研究。地址 ： １０ ８ ） （０ ０ ３ 北京市 ９ ０ ， １ 电话 ：０ ０ ６ ０ ８ １ ， （ １ ） ２９ ３４ Ｅ—ｍａｌｗ ｙｎｂｎ ｅｒｃｉａ ｔｍ．ｎ ｉ：ｕ ｏｇｉ＠ｐ ｔ ｈｎ ．ｏ ｃ ｏ ‘
稠油油 藏 出砂井 的开采 方式 通 常分 为防砂 开采 和出砂 冷采 。 防砂 开采 方法 把一 般 只用于 低粘度 的
二次 方下 降 ， 即细 粒砂 堆 积 形 成 的小 孔 隙 使 原 油 的 渗流 速度 降低 较大 。 因此应 在原 油流 动速 度超 过油 层临 界速度 的范 围 内 ， 靠 稠 油 携 砂 能 力 从 近井 眼 依 地带 中排 走油 层细粒 砂 ， 改善 近 井地带 油 层物性 。
一
流 体粘度 ；Ｐ 孔 隙两 端 压差 ；一 孔 隙长度 。 △一
由式 （ ） 知 孔 隙 直 径 减 小 ， 油 流 动 速 度 呈 １可 原
收稿 日期 ：２０ ０ ０ ７— ２—０ ８
管 强度 要求 下 ， 割缝 筛 管 与 井 壁 或 者 油 套之 间充 满
基金项 目：国家“ ７ ” 目“ ９３ 项 大幅度提高原油采收率基础研究” Ｇ１９０ ２ １ ）和国家 自然科学基金项 目（ （ ９９ ２ ５ ０ 编号 ５ ３ ００） ４ ０ ４ ５ 资助。
稠油出砂冷采技术在河南油田的应用
此外 ， 集 层 本 身 的 弹 性 膨 胀 和 上 覆 远 距 离 边 底 水 的 存 在 ， 为 出 砂 冷 采 提 供 了 也
部 分驱动能量 。
１ ２ 稠 油 出 砂 冷 采 工 艺 技 术 要 求 ．
１． １射 孔 技 术 ２．
由于 需 要 油 层 形 成 高 渗 透 蚯 蚓 洞 网络 ， 此 ， 砂 因 出 冷采井 必 须 进 行 大孔 径 （５ ２ ｍｍ ） 高 能 大 炮 弹 深 穿 透 、 （ 于 ５０ 大 ０ ｍｍ ） 高 密 度 （ 般 大 于 ４ 、 一 ０孔 ／ 射 孔 。 大 ｍ） 孔 径 射 孔 的 目 的 是 防 止 孔 眼 被 砂 桥 堵 塞 ， 于 蚯 蚓 洞 利 形 成 和延 伸 。 室 内 实 验 表 明 ， 有 射 孔 孔 径 大 于 储 集 只 层 颗 粒 粒 径 的 ６倍 才 不 会 形 成 砂 桥 。 深 穿 透 射 孔 的 目
稠 油 出 砂 冷 采 技 术 在 河 南 油 田 的 应 用
胡 常 忠 ， 新 福 ， 志 斌 ， 晓 喜 刘 杨 陈
（ 国石 化河 南 油 田） 中
基 金 项 目 ： 国 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司“ 五 ” 技 攻 关 项 目（ ６１ ５ — ） 中 九 科 ９ —０ １１ 摘 要 ： 油 出 砂 冷 采 是 使 油 层 大 量 出砂 形 成 蚯 蚓 洞 和 形 成 稳 定 泡 沫 油 而 获 得 较 高 的 原 油 产 量 。 通 过 稠 油 出 砂 冷 采 领 域 的 稠 攻 关 研 究 ， 南 油 田形 成 了普 通 稠 油 出 砂 冷 采 开 采 技 术 ， 功 地 将 稠 油 难 采 储 量 投 入 开 发 。 第 一 口稠 油 出 砂 冷 采 先 导 试 河 成 验 井 日产 油 量 是 常 规 试 油 产 量 的 ８倍 以 上 、 蒸 汽 吞 吐 产 量 的 ４倍 以 上 ， 采 成 本 比 蒸 汽 吞 吐 降 低 ４ ％ 。 已 成 功 地 将 出 是 开 ７ 砂冷 采 技 术应用 于 普通 稠 油低 周期 蒸汽 吞 吐井 中， 日产 油 提 高 １ ～３倍 。 图 ２参 ４ 胡 常 忠 摘 ） （
稠油出砂冷采工艺技术
稠油出砂冷采工艺技术作者：何术华姚宏斌来源：《石油知识》 2014年第2期何术华姚宏斌稠油出砂冷采技术的基本原理，即不注热量、不防砂，利用螺杆泵将原油和砂一起采出。
包括两个最重要的开采机理，一个是形成“蚯蚓洞”，即通过此种方式使砂子大量的产出，油层中产生“蚯蚓洞”，使得孔隙度和渗透率大幅度提高。
二是形成泡沫油，随着溶解气与原油成泡沫油状同时产出，既可以保持“蚯蚓洞”的稳定，避免了底层原油脱气，延长稳产时间，溶解气又给原油提供了内部驱动力量，降低了原油的粘度，更有利于原油流动。
稠油出砂冷采技术的适用条件稠油出砂冷采技术较适用于胶结疏松的稠油油藏，此油藏的物性是油层胶结疏松，原油粘度高，高粘度的原油可以将疏松的砂子一起携带出来，形成“蚯蚓洞”，增加油层孔隙度和渗透率。
选用稠油出砂冷采技术一般取决于以下几个方面的条件：（1）油藏埋深。
油藏埋深应大于300米，油层太浅就会能量不足；而上限的标准主要取决于举升技术的水平，如果应用井下驱动螺杆泵会对油层深度上限放宽要求。
（2）油层厚度。
出砂冷采的油层厚度应大于3米，油层太薄既不利于经济效益的最大化，也不利于蚯蚓洞网络的形成。
（3）油层压力。
由于出砂冷采技术利用了地层能量，所以初始油层压力不应太低，压力越高越易造成较大的压力下降，这对出砂以及泡沫油的形成有利。
（4）原油粘度与密度。
原油粘度与原油携砂能力以及泡沫油的稳定性有关，粘度越高其携砂能力越强，所形成的泡沫油越稳定，目前证明的采用此技术的最好的粘度大致在1000~50000mPa.s，脱气原油密度为0.92~0.98g/cm3。
（5）原始溶解气油比。
出砂冷采的稠油油藏应含有一定的溶解气量，因为溶解气能使地层中形成稳定的泡沫油，使原油膨胀，不但可以提供驱动力量，而且可以提高采收率。
（6）粘土胶结物含量。
粘土胶结物含量越少，油层胶结越疏松，更容易造成出砂。
（7）初期含水量与底水。
初期含水量要小于40%，含水越高，携砂采油的能力越低；底水的存在有两种影响，一方面它为原油提供内部驱动力量，另一方面如果底水一旦进入井筒，出砂冷采就无法进行。
稠油出砂冷采技术研究与应用
稠油出砂冷采技术研究与应用摘要：稠油是重要的能源资料，我国是稠油资源法国，采用有效的稠油出砂技术，能够增强稠油的利用率，对于我国的资源发展具有重要的意义。
本文对于稠油出砂冷采技术进行探讨，分析稠油出砂冷采技术的开采优势以及应用现状。
关键词：稠油出砂冷采应用一、前言稠油是21世纪重要的资源，对于我国的发展而言，稠油资源的开发利用对于未来的原油短缺具有战略意义，当前用于稠油开采的主要方式是主蒸汽等人才技术，但是面临着菜油成本高、油层出砂等技术难题。
稠油出砂冷采技术是20世纪80年代发展起来的一种稠油开采技术，通过采用螺杆泵进行开采，具有操作成本低的特征[1]。
与热采技术相比，稠油出砂冷采技术能够减少浅、薄、散的稠油油藏污染，能够有效的提升开采效率，可用于一般的稀油油藏和已经热采过的稠油油藏。
二、稠油出砂冷采技术意义我国陆上稠油约战石油资源的20%，至今已经发现了70多个稠油油田，具有丰富的储量对于我国的石油资源具有重要的意义。
但是因为部分油田的由于油层薄、厚度比低或者原油粘度太高，仍有相当数量的稠油资源无法投人开发，采用蒸汽热的方式进行开采，对于稠油的开采利用具有严重的限制意义。
采用稠油出砂冷采技术，具有操作成本低、开采效率高以及开采污染少的特点，而且可以作为热采的后续开采方式，对于提升我国稠油开发利用具有重要的意义。
三、稠油出砂冷采适用条件与技术原理1.稠油出砂冷采适用条件虽然当前并没有形成统一的稠油出砂冷采技术地质筛选标准，但是就当前的稠油出砂冷采技术使用实践而言，稠油出砂冷采技术主要适用于以下地质条件：（1）油层的胶结状况，稠油出砂冷采技术适用于交接程度较低、泥沙含量较低的地层结构，而且需要油层疏松，具有较好的流动环境；（2）油层孔隙度、渗透率和饱和度，稠油出砂冷采技术适用的油层一般要求渗透率大于0.5，孔隙率大于30%，含油饱和度高于60%；（3）油层厚度，稠油出砂冷采技术的油层厚度不能太低，一般至少需要在3m以上，对于油层厚度太薄的油田而言，稠油出砂冷采技术的出啥量与油井产能会受到影响；（4）原油粘度和密度适中，原油的年度越高，携砂能力越强，但是流动性能差，原油粘度太低会影响其携砂能力。
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（4）新庄油田规模试验效果评价
完善配套了井筒降粘技术 1）井筒化学降粘技术； 2）井筒电加热技术。
完善配套了地面集中处理集输技术
日产油 0.2--1.0t ↑5.0-8.0t
冷采技术在新庄油田成功应用，提高了区块稠油资源利用率。
（５）稠油冷采技术扩展应用
一：在油藏条件符合冷采要求但已注汽的稠 油油井开展冷采技术；
井筒沉砂冲洗工艺），完善冷采工艺。
谢谢大家 ！
二、出砂矿场试验情况
（一）完成情况及评价
1、97年6月--98年12月 完成G4906井先导试验； 2、98年7月--2000年7月 完成22口井推广应用； 3、单井采收率12.7%; 4、累计采油1.75万吨。
回提纲
1、按冷采筛选标准油井评价 （１）G4906井基本数据
区块 冷采层位 有效厚度/砂厚( m/m) 溶解气油比(m3/t) 油层中深(m) 油层温度下脱气原油粘度（mPa.s） 孔隙度(%) 渗透率(um2) 含油饱和度(%) 地层压力(MPa)
内容提纲
一、概要
（一）稠油出砂开采特点 （二）稠油出砂技术条件 （三）稠油出砂油藏条件
二、出砂冷采矿场试验情况
（一）完成情况及评价 （二）解决的技术关键 （三）应用前景
三、存在问题及下步建议
（一）存在问题 （二）建议
ห้องสมุดไป่ตู้ 一、概要
（一）稠油出砂开采特点
1、高粘原油携带砂粒被采出，在油层中产生“蚯 蚓洞网络”；
（三）油藏条件
1、油藏深度 2、油藏厚度 3、脱气原油粘度 4、孔隙度 5、渗透率 6、含油饱和度 7、原油重度 8、气油比 9、地层压力 10、油层温度
< 800 m 5-30m 600-16000mPa·s 30-40% 0.5-10μm2 67-80% 9.5-14API 0-10m3/m3 2 .7-5.9MPa 16-21 ℃
B125 IV9 8.6/12 约10 491.8 6689 33.98 2.65 64.8 4.5
转筛选标准
（2）先导试验生产概况
97年6月14日进入矿场试验。截止到98年12月30日, 该井共生产161天, 累计产液3100.6吨,产油2461.3吨,累 计产砂165方,平均日产油14.8吨，产出液中含砂最高 达20%。
2、热采转冷采油井评价
该类油井在注汽阶段由于出砂严重而影响正常 生产，如G4911、L132、L7310等。
通过冷采开发恢复了油井正常生产。
7 6 5 4 3 2 1 0
G4911
L709
L7408 L7310
L132
之前 之后
热采转冷采油井生产特征
1、初期含砂高、时间短，随后急剧下降； 2、吞吐区块压降较大，产量也逐步递减； 3、受临井注汽、生产等影响较大，生产不平
稳； 4、不宜规模化应用。
3、表外油藏类油井评价
表外油藏技术指标： 地层温度下原油粘度 油层厚度
＞20000mP.s ＜5m
（1）新庄油田油藏及原油物性概况
胶质、沥青质 含蜡量 原油粘度 孔隙度 渗透率 溶解气油比
30—45% 15—20% 1500—2000map.s（ 50℃）
30% 2.0μm2 10m3/t
2、稠油中少量溶解气逐渐分离出来，为开采原油 提供气驱动力；
3、地层出砂冲刷掉井底附近油层沥青质沉淀，减 小了流动阻力。
机理
（二）稠油出砂技术条件
1、稠油在油层内有一定流动能力； 2、油层为粘土或原油胶结、非钙质胶结； 3、泥质含量小于10-15%； 4、原油含少量溶解气； 5、油层中无大量可流动水； 6、夹层油藏先开下部后开上部; 7、主要采油设备为螺杆泵； 8、新井出砂开采成功可能性更大。
2、应用规模：通过部分低周期吞吐出砂严重油井 转冷采进一步提高油井利用率。
三、存在问题及下步安排
一、存在问题 1、冷采机理、油藏筛选标准有待深入研究，统一认识； 2、冷采配套工艺技术尚需配套完善。 二、建议 1、立足稠油难采井、难动用储量，扩大应用规模； 2、加强配套技术研究及现场应用工作，（如复合射孔、
47
32 14.2 11 2-10
（4）井下工艺配套
1）深穿透加密射孔技术； 2）井筒降粘技术； 3）油管锚定技术； 4）抽油杆防脱、防倒技术； 5）空心杆泵上冲洗技术； 6）井底冲砂技术。
旋转密封器
驱动头
空芯抽油杆 油管 单流阀 井下螺杆泵
（5）地面系统工艺:
储油罐 循环 热水
二级除砂罐 螺杆泵
（6）4906井先导试验结果
稠油冷采技术在G4906井取得了初步成功，主要体现在：
该井油藏条件适合冷采要求，出现了泡沫油及产出液高含 砂等冷采特征； 该井日均产油量14.8t，远高于同区块临井日均产量（如 4907井 ５t／d），增油效果明显； 配套完善了井下举升工艺和地面高含砂液的除砂集输工艺； 为进一步规模化试验，积累了现场管理经验。
（二）解决的关键技术
1、配套深穿透加密射孔工艺，达到了激励油层出 砂之目的；
2、配套适应强扭矩的井下工具、优选螺杆泵，携 砂能力达到20%；
3、建立地面两级沉砂除砂系统，70%产出液含砂 被除去；
4、筛选系列降粘剂，满足了冷采井筒降粘需要。
（三）应用前景
1、应用方向：难动用储量、难采井，进一步提高 资源利用率；
二：在冷采筛选条件表外稠油油藏开展冷采 技术；
(6)L八区先导试验认识
楼八区的L118井，地层原油粘度8万mP.s，远高于筛 选标准，无法实现冷采开发。
1、浅、薄层特超稠油临界出油关无法突破； 2、化学辅助降粘只能进行井筒解堵，无法改善特、 超稠油在地层的流动性能； 3、严格冷采筛选标准，减少风险投入。
（2）新庄油田试油情况
试油情况
井号
产油(t)
B167
0.2—1
XQ25
0.2—1
热采情况（总注汽量1174t）
井号
产油(t)
油汽比
XQ24
98
0.09
达不到生产条件，未投入开发。
（3）新庄油田稠油冷采现状
新庄油田利用冷采技术，投入规模试验。
油层 井下 地面 规模 产油
深穿透、加密射孔 采油工艺配套 集中除砂、集输工艺 14口井 7800吨（累计）
（3）参数调整
G4906井参数调整统计表
阶段
第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段
累计生产 理论 平均产量 天数(d) 排量 液 油
(t/d) (t/d) (t/d) 30 12-28 19.4 19.2
含砂 (%)
0-4
63.6
40 23.0 20.1 4-8
19.2
87 31.2 15.7 10-20