鞠文翠

摘要：文章對新北油田的出砂機理和原因進行了分析。新北油田的防砂采取了許多技術措施。本文主要通過對大量出砂井的現(xiàn)場跟蹤，研究沉砂泄油器的適用條件。對指導今后抽油機井生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本具有指導意義。

關鍵詞：出砂機理；沉砂泄油器；適用條件

一、新北油田的生產(chǎn)現(xiàn)狀

新北油田共有油井290口，開井198口，共有出砂井160口，其中嚴重出砂井105口，中等程度出砂井55口。油井出砂，輕者會導致油井頻繁作業(yè)，降低了油井生產(chǎn)時率，增加了噸油生產(chǎn)成本；重則會直接導致油井報廢。因此，油井出砂已經(jīng)成為新北油田急待解決的生產(chǎn)問題。

二、新北油田的出砂機理和原因

A、地質方面的原因

（一）出砂井與微相及能量相單元密切相關。出砂井絕大多數(shù)（94%）位于水下河道及河口壩主體內(nèi)，水下河道及河口壩主體是H23油層最好的儲層類型，其粒粗、物性好、含油性好、巖性疏松，是造成該微相及能量相單元易于出砂的主要原因。

（二）出砂井集中于水下河道、河口壩主體內(nèi)的高滲流系數(shù)部位

因為該部位具有粒粗、泥質含量少、疏松、物性好、滲流能力強的特征，使本已很疏松的油層在相對高滲流條件下更易出砂。

（三）埋藏淺、時間短是造成油層疏松的主要原因嫩三段內(nèi)的H23油層埋深470～620m，屬埋藏淺、時間短、壓實作用弱；酸性水介質；總體表現(xiàn)為巖石疏松，在油井處地層與井底壓差作用的滲流條件下，造成出砂。

（四）H23油層巖心普遍存在蒙脫石，其遇水快速膨脹、軟化是加劇油井出砂的重要原因

巖心觀察中發(fā)現(xiàn)：H23油層普遍存在蒙脫石，且皆遇水快速膨脹、軟化。主要表現(xiàn)為以下幾種形式：

1、砂巖中紋層型蒙脫石2、砂巖中泥礫型蒙脫石3、砂巖中基質型蒙脫石。

由此可見，H23油層以泥質膠結物為主，且普遍存在蒙脫石，該類油層在注水開發(fā)情況下，快速膨脹、軟化后，易被水沖走，這一方面使本已疏松的油層更為疏松，加劇油層出砂；另一方面，沖走的泥質可堵塞小孔隙。因此，油層具嚴重水敏性。

由上各方面綜合分析得出：水下河道及河口壩主體是油井出砂的重點微相帶（94%）；并多集中于其內(nèi)高滲流系數(shù)部位，埋藏淺、時間短、壓實作用弱、處于早期成巖階段是造成油層疏松出砂的主要原因，油層中普遍存在的蒙脫石，遇水膨脹、軟化進一步加劇了油井出砂。

B、開發(fā)的原因

（一）地層壓力持續(xù)下降。地層壓力下降增加了必須由顆粒來支撐的上覆巖層壓力，從而減弱了顆粒的膠結性，導致油層出砂。

（二）綜合含水上升。由于新北油田膠結物以泥質為主，含水上升使得部分膠結物被溶解，溶解越多，破壞顆粒間的膠結物也越嚴重。

（三）油井工作制度不合理、生產(chǎn)中各種措施的作用是造成油層出砂加重的外在因素。外界條件相同時，生產(chǎn)壓差越大，流體滲流速度越高，則井壁附近流體對巖石沖刷力越大，油井越易出砂。

生產(chǎn)中各種措施的實施是導致油層破損、出砂的直接原因，椐有關實驗證明，巖石穩(wěn)定性的破壞，不僅與壓力梯度有關，而且與壓力梯度的作用過程有關，如果壓力梯度急劇增快時，只須很小的壓差和很短的時間，巖石就會遭到破壞。如：洗井、沖砂、強力抽吸及放噴等都有可能使油層巖石破損，造成油層出砂。

C、新北油田出砂情況及油層出砂特點：新北油田出砂井主要分布在河道相和河口壩相上。統(tǒng)計53口出砂井有19口井分布在河道相上，有23口井分布在河口壩相上，有11口井分布在河口壩內(nèi)緣相上。

三、針對新北油田出砂采取相應技術措施

表一 針對新北油田出砂問題采取的相應技術措施

四、新北油田出砂井使用沉砂泄油器前后對比及沉砂泄油器使用情況分析

（一）成功井分析。新北油田典型井：新10-10.3井、新+23-10井。

新10-10.3在下沉砂泄油器之前頻繁作業(yè)，上修原因分別為：①砂卡；②泵漏；③泵內(nèi)有泥漿；④泵內(nèi)有大量垢；⑤泵及防砂管下部一根尾管內(nèi)有大量地層砂；⑥泵內(nèi)有大量泥漿，進油部位堵；⑦固定凡爾內(nèi)有大量泥漿。本井出砂、出泥漿、結垢，在下沉砂泄油器之前485天內(nèi)上修7次，免修期為69天，在下沉砂泄油器之后，一直沒有作業(yè)長達335天，沉砂泄油器有效，免修期明顯延長，效果非常好。

新+23-10在2012年1月16日投產(chǎn)之后，378天內(nèi)頻繁作業(yè)上修4次，免修期為95天，上修原因分別為：①泵內(nèi)有少量泥漿和地層砂；②泵內(nèi)有地層砂，防砂管內(nèi)有大量地層砂；③泵及固定凡爾內(nèi)有泥漿和地層砂；④進油部位堵；可見該井出砂、出泥漿，下沉砂泄油器之后，一直沒有作業(yè)達到336天，免修期明顯延長，下沉砂泄油器前/后免修期分別為95/336天，且沉砂泄油器一直有效，效果顯著。

（二）失效井分析。下面是沉砂泄油器失效的4口井的分析，這4口井分別為：新20-11、新+24-7、新17-12.2、新+23-6。

1、新20-11井。本井下沉砂泄油器之前365天內(nèi)累計作業(yè)3次，上修原因分別為：①泵內(nèi)有砂；②結蠟嚴重；③泵內(nèi)有少量泥漿和地層砂；可見本井出砂、出泥漿、結蠟，下沉砂泄油器之前的免修期為122天，下沉砂泄油器之后，免修期稍有延長，但沉砂泄油器一再失效，可見對于出砂、出泥漿、結蠟這種復雜井，沉砂泄油器不適合。

2、新+24-7井。本井出砂嚴重，第一次下沉砂泄油之后17天失效，原因可能為作業(yè)質量不合格導致的，但第二次下之后，免修期長達301天，沉砂泄油器2次失效，但免修期延長，有效果。

3、新17-12.2井。本井下沉砂泄油器之前361天內(nèi)作業(yè)2次，上修原因為①活塞磨損嚴重，泵漏；②泵筒內(nèi)塞滿地層砂，免修期為181天，下沉砂泄油器333天之后沉砂泄油器失效，免修期延長，沉砂泄油器失效，失效原因：本井出泥漿，出砂嚴重。可見沉砂泄油器不適合出泥漿、出砂嚴重的井。

4、新+23-6井。本井下沉砂泄油器90天之后就失效了，上修原因為：砂埋油層，沉砂泄油器失效?？梢姵辽靶褂推鞑贿m用于嚴重出砂井。

（三）綜合分析。新北油田沉砂泄油器使用情況分類，見下表。

表二 新北油田沉砂泄油器使用情況綜合分類表

在新北油田使用的19口井的沉砂泄油器中，成功井即延長免修期限、沉砂泄油器有效仍在用井有12口井，占使用井總數(shù)的63.2%，延長免修期但是沉砂泄油器失效井有5口，占使用井總數(shù)的26.3%，徹底沒起作用即沒延長免修期、沉砂泄油器又失效的有2口井，占使用井總數(shù)的10.5%。新北油田下沉砂泄油器的19口井，在下沉砂泄油器之前一年內(nèi)共上修 53次，單井平均作業(yè) 2.79次/年，在下沉砂泄油器之后一年內(nèi)共上修12次，單井平均作業(yè)0.63 次/年。共減少作業(yè)井次41次，單井平均作業(yè)井次減少2.16井次。免修期明顯延長。

五、結論

（1）沉砂泄油器適合單純出砂且出砂程度中等的油井，能有效地延長油井免修期，減少油井作業(yè)費用，降低原油生產(chǎn)成本；

（2）沉砂泄油器不適用于嚴重出砂井；

（3）沉砂泄油器也不適用于油井出砂同時伴有出泥漿、結蠟、結垢這種復雜情況。