排砂采油在疏松砂岩油藏中的应用
【摘要】本文研究了疏松砂岩油藏出砂机理及防砂技术现状，指出稠油粉细砂岩油藏是防砂开发中的难题，采取防砂工艺防住地层砂，油层近井地带防砂层渗透率明显下降，油井产量低或不出油，进而研究了适度出砂提高产能机理。并介绍了出砂提高油井产能因素分析等，为排砂采油矿场试验提供理论基础。
【关键词】油藏；采油；排砂
我国疏松砂岩油藏储量大、分布范围较广，产量占有重要的地位，油井出砂是这类型油藏开采的主要矛盾。随着含水的上升油井开始出砂，制约着油井的正常生产。通过综合分析出砂生产在疏松砂岩常规稠油油藏的利弊，研究适度出砂的开发方法使油井产量和出砂量达到最优化状态，获得最大经济效益。
一、出砂机理
1、油层出砂原因
油层出砂的原因从其影响地层出砂的因素划分，大体划分三类可以划分为：即地质因素、完井因素和开采因素。
完井因素和开采因素这两种影响地层出砂的因素基本相同，主要是指地层出砂是受到了生产条件改变的直接影响，条件有：毛细管作用、含水变化、油层压力、生产压差、液流速度，以及多相流动和相对渗透率。地质因素由地层和油藏的性质决定，包括是先天形成因素的岩石颗粒大小、形状、胶结物及胶结程度、构造应力、沉积相、岩矿组成，地层的出砂程度可能会由于岩石和流体产生不同程度的影响而得到恶化或改善的。
2、油层出砂机理
与油井出砂有直接关系的因素有：地层的胶结情况、地层的压缩率、原始渗透率、油藏深度、油藏压力、流体流速、流体种类，以及组成流体相态的油、气、水等。当井底附近地带的岩层结构遭受破坏后，常常会引起油井出砂，特别是弱固结和中等胶结砂岩油层，此类油层一般在较大的生产压差下，当其井底附近地带的岩层结构遭受破坏后，由于这类岩石强度低胶结性差，井底周围的地层容易发生破坏，地层出砂的现象就会更加严重。
二、防砂技术现状
疏松砂岩油藏在开发中的突出难点就是油井出砂，油井出砂不仅会磨损井下和地面设备，而且常常会造成砂卡生产管柱、砂埋油层、降低油井产量。严重时会使油井产量降为零。油井防砂技术主要分为机械防砂、化学防砂和复合防砂工艺三大类。化学防砂工艺技术方法有：酚醛树脂溶液化学防砂工艺技术、水带干
灰砂化学防砂工艺技术、地下合成化学防砂工艺技术等。新机械防砂工艺技术以金属绕丝筛管砾石充填为主导，由于金属绕丝筛管砾石充填工艺具有防砂成功率高，适应性强等优点而得到迅速发展。针对油井开发后期，防砂难度大等特点，又陆续配套开发了化学和机械复合防砂、高压预充填防砂工艺技术，并大量投入了现场应用，取得了较好的防砂效果。
三、出砂提高油井产能因素分析
地层出砂能有效地提高稠油油井产能，对油田高效开发有着重要的意义。对于疏松砂岩常规稠油油藏，从原来的防砂开采转向适度出砂采油开采将成为该类油藏开采的一种趋势。出砂冷采提高油井流动能力的主要因素主要有以下几个方面：
1、砂粒流动提高液流速度
地层出砂过程中，存在于地层中的砂粒胶结物会随着地层出砂而被逐渐液化。地层中悬浮于液体中砂粒，其流动速度比流体的流动速度略低，或者与流体的流动速度相接近。稠油液流的粘度程度越高，产生的压力梯度越大，越容易使地层砂发生液化。固相颗粒速度与流体相速度越接近，流动的阻力和压降就会越低，这样的过程会有利于提高油井产量，能使油井的产液速度提高一倍。
2、泡沫油产生补充油藏能量
液体流动能力提高的另一影响因素是溶解气的脱溶。可析出的天然气通常都会溶解于出砂冷采井中的油藏原油中，这些原油中可析出的天然气在对油井进行开采时将从原油中析出，这些从原油中析出的天然气将以气泡的形式在向井筒流动，而不是从原油中析出便会马上聚集形成连续的气相的形式存在。以气泡的形式在向井筒流动的气泡会随着油井开采压力的变化而变化，开采压力越低气泡不断变大。气泡越变越大后又形成一个内部驱动力，内部驱动力驱动地层砂浆，地层砂浆在气泡内部驱动力作用下由地层向井筒流动，计算的常规液体流动速度要比砂浆的流动速度小。
3、高渗透率区域的扩展
地层的新空间会随着地层中固体颗粒的不断液化，并不断从生产井中采出而不断形成。这些不断形成的新空间是被砂、油、水和气组成的的混合物所充填的，新形成的空间是孔隙度高的砂层，而不是一个空洞。随着砂的不断采出，井筒周围的渗透率在不断形成的新空间作用下大幅度提高，这种大幅度提高的渗透率区域将不断扩大。油藏的上部更容易出砂而形成高渗透区域。由于油层的非均质性，在整个油藏砂层厚度范围内并不会都扩展成高渗透区域的，油藏的上部更容易出砂而形成高渗透区域在测井数据及其它证据均已得到显示。
4、油井表皮系数的降低
地层的新空间会随着地层中固体颗粒的不断液化，并不断从生产井中采出而不断形成。这些不断形成的新空间是被砂、油、水和气组成的的混合物所充填的，新形成的空间是孔隙度高的砂层。在孔喉堵塞处，砂粒的不断液化和运动可以使近井地带表皮系数大幅度降低，因为其液化和运动可以慢慢清除由于压力梯度升高而造成的沉积物，另一方面，造成近井地带表皮系数大幅度降低的因素也包括砂粒的脱落，这些脱落下来的砂粒物质可以顺利地通过喉道，而由于砂粒脱落使得孔喉不断扩大所以不会产生新的堵塞。以上两种因素均可使表皮系数大幅度降低，而沉积物清除和砂粒脱落使得表皮系数大幅度降低则主要发生在近井地带嗍。
5、地层压实增加驱动能量
随着地层中固体颗粒的不断液化，地层砂从井筒中不断地采出，油藏岩石的强度会不断地降低，相应地出砂油层由于受到了上覆地层负荷的作用，导致其一定程度的沉降。地层能量受油层的下沉不断增加其应力阳”。一般来说，原油生产得到的新的驱动压力受油藏中的应力和孔隙双重影响，应力越大，孔隙压力越高，得到的新的驱动压力就越高。现场应用中我们会常常发现进行出砂开采油藏的油井，用常规方法预测的产量往往比不上实际能够获得的产量，即实际能够获得的产量比用常规方法计算预测的产量要高得多。但由于受地层研究条件的影响，到目前为止对压实驱动增加油井产量的机理的仍不是十分清楚，还没有办法确定这种油层压实作用与出砂冷采产量两者之间的关系。
6、远距离边底水的作用
远距离边底水是有利于稠油冷采的，只要在布井网时注意把油井尽可能的离边底水布得远些距离，边底水就会为出砂采油提供充分的驱动能量，因为此时水层的能量是以压力传递的方式向蚯蚓洞提直至油井开采供动力的，因此只要合理利用边底水，就会取得较好的开采效果。
从上述分析可知，以上机理即为提高稠油油藏出砂生产的主要增产机理口。合理利用以上机理时，还要注意防止发生完全阻塞流体流动的情况，否则将会使油藏的产量急剧下降。因此，合理控制好的开采速度，防止生产井段被出砂掩埋，以减少重复修井次数影响正常生产，是利用出砂冷采提高油井产能的又一关键因素。充分利用油藏能量，以上均是提高疏松砂岩稠油油藏的有效措施。
参考文献
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