克拉玛依浅层稠油藏防砂对策和防、排砂技术

新 疆 石 油 科 技
２１ ０ ２年 第 ３期 （ ２ 第 ２卷 ）
． １． ３
克 拉 玛依 浅 层 稠 油藏 防砂 对 策 和 防 、 砂 技 术 排
吴 军 ① 阮 林 华
新 疆 油 田公 司 重 油 开发 公 司 ， ８ ４０ 新 疆 克拉 玛依 ３００
黄 卫 红
新 疆 油 田 公 司 采 油 一厂
井 次 。浮环 泵 可有 效 防止泵 卡 ， 但应 用在 出砂 严 重 的
砂 埋计 关井 上效 果不 理想 ：
（ ）安 东 特种抽 油泵 。 中了大流 道高 效抽油 泵 ３ 集
和长 柱塞 泵 的优 点 ， 且采 用 了特种 耐 磨 、 高 温 的 并 耐 新材料 。 六 、 区超 稠油 出砂井 上应 用 ７井次 ． 在 九 有效
（ ）出砂 与 Hale Waihona Puke Baidu窜干 扰关 系密 切 。严 重 出砂 井 多发 ６ 生在 汽窜 干扰集 中地 带 ；
区平 均 粒度 中值 为 ０２ ４５ ｍ。各 区块 中 ， 辐粒 径 ．８ ｒ ａ 九
中值 ｄ ∞最 大 ，达 ０４ ｍ；其 余 区块 粒 径 中值 ｄ ．ｍ 卯在
０２ ０３ ｍ 之 间 。 由于 出砂 粒 径 较 小 ， 小 砂 粒极 易 ．～ ．ｍ 细 被油 流携 入 泵筒 中造成 井 下泵 泵卡 ． 响 油井 正 常生 影
形 成防砂 砂拱 ， 阻止骨 架砂 的排 出。优 点是渗 流 面积
大， 对高粘 原 油生 产影 响不 大 ， 效期 长 ； 点是 筛管 有 缺
损 坏 后 处 理 难 度 大 。在 九 ， 幅区超 稠 油 新 井 应 用 ２ １
克拉 玛依 浅层稠 油藏 防砂 对 策和 防 、 砂技 术 排
． ３． ３
绕 丝 筛 管
１８ ～ ９４ ９ ９ １ ９
８
效果 差
早 期 绕 丝 筛 管 缝 隙 精 度 差
泵 下 悬 挂 滤 砂 管
陶 瓷 滤 砂 管
防砂 器
７
７
普 通， 稠 油 区 块 应 用 效果 好 特
口。 投产 ２年 时 间 内 ． 在 仅有 ６次 泵 卡记 录 ， 而周 围邻 井多达 ｌ ５次 ，并 且 日均 产油 量 也 与周 围邻 井 大致 相 当 。 据对 比表 明筛 管完 井先 期 预 防砂技术 具 较好 的 数 防砂效 果 ， 并且 这种 完 井方 式对 于产 油量 影 响不大 ： （ ）封 隔器悬 挂 大直径 滤砂 管一 管 内绕 丝筛 管 ３ 防 砂 。用 耐热 封 隔器将 ５英 寸 或 ５ 英 寸 大直径 滤砂
稠 油生 产井 上应 用 的 ３ ５井 次 ，统 计 表 明长柱 塞热 采
般 出砂井 的排 砂生产 。 似于 防 、 类 排砂 泵 ． 控 制油 不
层 出砂 。 具有 施工 简单 、 价格低 廉 的优 点 ， 点是过 流 缺 面积 小 ， 高粘原 油 裹胁 泥砂 易将 筛管 糊死 ， 效期 短 。 有 适用 于 中 、 粗砂 岩 地 层 （卯 Ｏ１ ｍ） 不适 用 于 出 泥质 ｄ ＞ ．ｍ ， 细粉 砂 的出砂井 和 高粘 出砂井 。该 工艺应 用 了 ４类 ６ 种滤 砂管 。其 中金 属纤维 管 （ ２种 ） 陶瓷管 、 、 割缝 筛管 （ ２种 ） 用效 果 较好 ， 较好 地 满 足该 工艺 排 砂 的需 应 可 要 。滤砂 管应 用情 况见表 ３ ： （ ）筛管 完井 预 防砂 。是钻 井时 用套 管悬 挂器将 ２ ７英 寸 防砂 筛管 正对 油 层挂 接 在套 管上 ． 是一 种 先期 防砂 技术 。 这种 防砂 工艺适 应 了超稠 油生产 井早 期 出 砂严 重 ，随着 吞 吐轮 次增 加 出砂逐 渐减 弱 的特 点 ， 因 此， 一般 应用 于超 稠 油新井 上 。防砂 机 理是 在 筛管 外
一
浮环 泵 、 安东 特种 防砂泵 、 杆泵 四种 防 、 螺 排砂 泵 。 （ ）长柱 塞热 采泵 。特点 是长柱 塞 ， １ 短泵筒 ， 注采 两用 。由于柱 塞 长 ， 筒短 ， 砂埋 的情 况下 ， 泵 在 柱塞较 易 拔 出泵筒 ， 有一 定 的防砂 卡作 用 。但 是大 粒径 的 具 砂 粒 容易 在 泵 的余 隙容 积堆 积 ．导 致 固定 凡 尔 关 不 严 。而且 防冲距 过大 ， 受气 体影 响较 大 。该泵 在特 、 超
随着注 汽 轮次 的增 多 。 近井 流砂 和从 岩 层剥 离 的砂粒
均 中部 埋 藏深 度 ２ ０ 油层 有效 厚度 ５ ２ ｍ． 均孔 ６ ｍ。 ￣０ 平 隙 度 ３ ％ ，原 始 含 油 饱 和 度 ６ ． ，渗 透 率 平 均 ０ ４４ ％ ２ ｍ ，油层 中部 温度 １ ．℃ ，Ｏ ９３ ２ ℃时地 面 脱气 原 油 粘 度 在 ５０ ０ １ ０ ０ ｍＰ ．． 温反 应 敏感 ， 始 溶 气 ０ ～ ００ ０ ａ 粘 ０ ｓ 原
２０ ０ ９年 近 ２ ０年 所 采 用的 １ ８类 防 、 砂 技 术 进 行 了对 比研 究 ， 防 、 砂 技 术 进 行 优 选 ． 选 一 套 满 足 六 、 区 生 产 需要 的 防 、 砂 排 对 排 优 九 排
技 术 ， 稠 油 的 中长 期 开发 提 供 技 术 支持 。 为
摘
要 克拉玛依六、 九区稠 油区块属砂岩 油藏 ， 类油藏 油层埋藏 浅， 结疏松 ， 砂 。通过对六、 区稠油油藏 出 该 胶 易出 九 砂特征和 出
砂 规 律 的 分 析 ， 据 油 井 出砂 程 度 的 不 同 ， 照 防 、 结 合 的 原 则 ， 定 了 出砂 井 的 防砂 对 策 。 并 对 六 、 区 浅 层 稠 油藏 从 １ ８ ～ 根 按 排 确 九 ９９
成 功率 １ ０ ０ ％。
４２ 机 械 防 砂 ．
机 械 防砂 根 据 悬 挂方 式 和 防砂机 理 的不 同可 分 为 ４种 机械 防砂 方 式 见 表 ２ ４种 机 械 防砂 方 式 是 机 ，
械防砂 的重 要组 成部 分 ， 可满 足油 井不 同 出砂 阶段 防
砂 的需 要 。
（ ）出砂 与热采 周期 存在 一 定 的联 系 。 ２ 一般 普通／ 特 稠油 生 产 井 单 井 出砂 率 总 体 上 呈 现 两低 一 高 的特
① 作者简介 ： 高级 工程 师，９ ３ ０ １９ ～ ７毕业于江汉石 油学院采 油工程专业
・
３ ２・
新 疆 石 油 科 技
（ ）因每轮 有 新 的 出砂井 发 现 ， 计 的出砂 井 是 ７ 累
逐轮 增加 的 。
产。
３ 防砂 对 策
六 、九 区疏 松 的 砂岩 储 层 要 达 到理 想 的开 发 效 果 ．在 采 取 防砂措 施 时必须 坚 持 防 、排 结合 的原则 。
即 ： 油层 骨 架砂 拱 稳 定 的前 提 下 ， 行 适 度 的 排砂 在 进 生产 ． 以保 证油 流通 道 的畅 通 ， 减少 油 流阻力 ； 油层 在
管 悬挂 固定 在 油层 部 位 ． 将流 体 中 的砂粒 阻 挡在 滤砂 管 外 ． 滤 砂管 和 套管 之 间形 成 由粗砂 到 细砂 的滤砂 在
２１ ０ ２年 第 ３期 （ ２ 第 ２卷 ）
油井 出砂程 度现 场判 定依据 ： （ ）一 般 出砂井 。修井 证 实 出砂 ， 底砂 面 低 于 １ 井 ３ ｍ， 修 井 证 实 的 出砂 次 数 低 于 ２次 ， 油 井 生 产 ０ 或 对 影 响不大 ， 尚能正 常生产 ； （ ）严 重 出砂 井 。修 井证 实 出砂 ， 底 砂 面较 高 ２ 井 （ 于 ３ ｍ）出砂 次数 在 ２次 以上 ，油井 不 能正 常 生 高 ０
出砂井 主 要沿 主 河道 方 向分 布 ， Ｇ ２沉 积 时 ， 在 ２ 主河 道 方 向为北 东一 南 西 向 ． 在这 一 方 向上 出砂井 分 布较
为集 中 ； （ ）油 井 出砂 随排液 速 度变 化 而变 化 ， 液速 度 ４ 排 增大 则含 砂量 增加 ： （ ）吞 吐井转 汽驱 生产 后 ， ５ 出砂情 况有 所减 轻 ；
产。
７井 次 。措施 后 检 泵 周 期 平 均 延 长 ２ ｄ ８ ，最 长 延 长
４ ｄ 累计增 油 ６ ０。 ６， ４ ｔ 该种 泵在 出砂计 关井 和油 稠井 上
也 有 良好 的应 用效 果 ；
（ ）地 面螺 杆泵 。在 正 常生 产 情况 下 ， 效能 达 ４ 泵
到理论 排量 的 ８ ％以上 ； ０ 对有 较强 的供 液 能力 因出砂 生产 不正 常 的油井 ， 螺杆 泵采 油具 有 较强 的抽 稠 和携 砂 能力 ， 通过激 励 出砂来 增 大近 井地 带油 层 的孔 隙度 和渗 透率 ． 最终 达 到提 高采 收率 的 目的。缺 点是 定子
口 ， 般 出砂 井 ３ ６口 ， 一 ４ 出砂 井 占采 油 生 产 井 总数 的
２ ％。 ６ 出砂 井分 布 在六 区 、 九 区北 部 、 九 区 、 九浅 ４ １
井 区及 Ｊ ３ ２ ０井 区 。
六 、 区出 砂井粒 径 中值 在 ０２ ～ ．ｒ 之 间。 九 ．２ ０ ａ ４ｍ 全
流 状态 、 减少 过 流面 积 、 或 或提 高材 质耐 磨性 ， 而增 从
加 泵 的携 砂性 能 ， 到防砂 卡 的效 果 。适用 于一 般 出 达 砂井 的排 砂生 产 。 、 区成功 应用 了长柱 塞热 采泵 、 六 九
（ ） 下悬 挂滤 砂管 防砂 。作用 是 阻止油 层 骨架 １泵 的浮砂 大 量进入 泵 筒 ， 少 泵卡 的可 能性 。主要用 于 减
关键 词
稠 油藏 防砂 排 砂 防 、 砂 泵 机械 防砂 化 学 防砂 排
１ 地 质 概 况 和 出砂 特 点
克 拉 玛依 油 田浅 层 稠 油 油藏 位 于克 拉 玛 依 市 东
北 ４ ｋ 油藏 岩性 以泥质 胶 结 的细砂 岩 为 主 ． 层 平 ０ ｍ， 油
点， 即初期 吞 吐和 吞 吐后 期 油井 出砂 率 低 ， 间轮 次 中 出砂 率较 高 。超 稠油 油井 存在 早期 出砂严 重 ， 随着 吞 吐轮 次增 加 出砂 逐 渐减 弱 的趋 势 。如 九 招区油 井 出 砂 时 间主要 集 中在蒸 汽吞 吐 的第 １ ３个 周期 ， ～ 随着吞 吐周期 的增加 ， 层 的 出砂 程 度逐 渐减 弱 。其原 因是 油
耐 温性差 ， 耐温 小 于 ８ ℃。 、 区应 用 ４ Ｏ 六 九 ４井次 ， 措施
４ 防 、 砂 技 术 排
４１ 防 、 砂 泵 ． 排
是 通过 改变 柱 塞 的结构 （ 加刮 砂环 、 流环 、 如 磁 旋 流器 、 活塞上 开 螺旋槽 等 方式 ）来 增加 活塞 与 泵筒 在 ，
间 的密 封 ， 防止 砂子 进 入 活塞 与 泵 筒之 间 ： 改变 液 或
泵 应 用在 出砂 量 不大 ， 原油 粘 度 较大 的油井 上 。 有 具 较 好 的应用 效果 ， 措施 有效 率达 ８ ％： ６
（ ）浮环泵 。采用 软一 硬摩擦 副实 现柱 塞与 泵筒 ２
之 间 的零 间隙密 封 ， 且可 实现 液力 自紧密封 和磨 损 并 量 自动 补偿 。 Ｊ３ 在 ２ ０井 和九 区应 用 ９ 次 ， 井 有效 ７
流 出减 少 ， 出砂有 所缓 和 ：
（ ）出砂 与 沉积 相关 系 密 切 。从 沉积 特征 图看 ， ３
比小 ， 合 热力 采 油 。其 最显 著 的特 点是 ： 结疏 松 ， 适 胶
油 井易 于 出砂 。 油 田采 油井 总 数 ２ ６ ５ ７口，其 中严 重 出砂 井 ２ １ ４
２ 出砂 规 律
（ ）油 井 出砂具 有普 遍性 。各个 区块 均有 不低 于 １
９ 的出砂 井 。 砂井 占总 井 数 １４强 ， ％ 出 ／ 严重 出砂 井 占
总井 数 １ ． ： ０７ ％
骨架砂 拱 遭到 破坏 的前 提下 ， 量 阻止 近井 地带 油层 尽 骨架 的进 一 步破坏 ． 对储 层 应力 和油 井产 能进 行恢 并 复 。防砂对 策见 表 １ 。