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摘 要：本文针对细粉砂岩油藏的大洼油田出砂严重，通过分析地质特征、开发存在问题、油藏出砂情况等，探讨出砂机理和防砂措施，并进行了出砂预测。提出了地质和工程结合、综合防砂、系统治理的技术攻关思路，通过应用高强度井壁造型固结工艺技术，达到较好的防砂和生产效果。对同类细粉砂岩复杂油藏具有推广应用价值，并具有较为广泛的应用前景。
关键词：细粉砂岩油藏 出砂机理 防砂措施 大洼油田
大洼油田为复杂断块油田，油藏类型多，成岩作用差，泥质含量高，地层胶结疏松。从宏观上看，油井出砂具有区域性、多样性、长期性、复杂性等特点。尤其是油井出细粉砂和泥浆，常规防砂措施或单一的防砂措施无法奏效，导致部分区块开发效果差，甚至无法动用[1]。
多年来大洼油田粉细砂岩的油井防砂一直没有得到有效解决。油井大量出细粉砂已经成为制约开发的主要因素[2]。针对大洼油田油层特征，结合实际出砂情况，分析了油藏出砂机理，提出预测出砂方法及综合防砂的技术方案，并进行现场实际应用，防砂效果显著，实现了大洼油田的稳产、高产。该技术对细粉砂岩油藏综合防砂具有较好的推广与应用价值。
一、油藏出砂特征与机理分析
该油田油井出砂普遍，单井累积出砂量大于4m3的油井占到了总井数的79.4%。其中，细粉砂出砂严重，占到了出砂井总数的67.6%。并且出砂有严重趋势，造成疏松砂层细粉砂不断进入井筒且日益严重。
大洼油田经历20多年的开发，细粉砂现象一直制约着油田开发效果，分析其原因，主要有以下几个方面：
1.储层岩性因素
大洼油田储层岩性为中－细粒岩屑质长石砂岩，地层压实作用小，以泥质胶结为主，胶结比较疏松，其储层胶结物主要为泥质，平均含量为9.7％，胶结类型以孔隙式为主。
2.水敏和速敏因素
胶结物中泥质含量高，水敏性较强，易导致地层出砂[3]。快速提液工作方式，导致油井出砂尤其是细粉砂出砂严重。
3.开发方式因素
油层激动出砂。油井在生产过程中，生产压差的急剧建立，将加大流体对细粉砂的拖曳力，造成砂粒的运移，也突出表现为油水井地层出砂。
4.压力降低因素
近井地带采出量大。使得近井地带岩石砂粒间的应力平衡被打破，导致近井地带岩石坍塌，进面导致油井出砂。
二、细粉砂先期预判
根据声速及密度测井资料，用下式计算岩石的弹性组合模量Ec：
式中，Ec为地層岩石弹性组合模量，MPa；ρ为岩石密度，g/cm3；
C为常数；
△tp为声波时差，μs/m。
一般情况下，Ec是岩石密度、声波时差的函数。根据岩心分析、测井资料解释和出砂历史分析，Ec值越小，地层出砂的可能性越大[4]。具体的判断方法如下：
① Ec≥2.0×104MPa，正常生产时不出砂；
②1.5×104MPa＜Ec＜2.0×104MPa，正常生产时轻微出砂；
③Ec≤1.5×104MPa，正常生产时严重出砂。
三、井壁造型固结防砂技术
通过对油田区块细粉砂出砂情况的准确判断预测,应用高压挤压超强疏水砂充填及静电网络高效抑砂技术，先将防砂筛管连同高压挤压充填工具一次下入井中设计位置，坐封后对地层进行高压挤压，继而通过实现挤压工序与充填工序间的转换，进行环空充填。该工艺在井筒一定半径内形成密实的高渗透带，降低油井生产压差，且可形成多级挡砂屏障，同时，静电网络高效抑砂剂携带静电离子抑砂剂和固砂剂形成网络防砂层[6]，利用岩石表面与静电离子网络抑砂剂的微静电场和范德华力，形成一个分子筛防砂网络在油层阻止砂粒的运移，实现又解又稳、远吸近聚、场网稳砂、解堵稳砂及弥补地层亏空，达到油井增产及高强度井壁造型固结的效果。
施工时，先向地层注入小粒径油溶性较高的低强度堵水剂，可暂时对中低渗透非目的油层形成有效封堵保护。这部分堵剂同时受压差作用也会进入到高渗透水层，但受其粒径和强度所限，不能对高渗透水层形成有效封堵；随后，向地层大剂量注入油溶性较低、粒径较大的高强度堵剂。因为此时中低渗透油层已经被暂时封堵，所以高强度堵剂会更多的进入到高渗透水层，并推动前面已进入到高渗透层的低强度小粒径堵剂进入地层更深处，从而实现了对高渗透水层的高强度深部封堵。当油井恢复生产后，用于暂时封堵油层的油溶性暂堵层很快会被原油溶解破胶，恢复非目的油层的渗透能力，油井产能被有效保护。
四、实施效果
2011年3月28日，在洼11-38井进行高强度井壁造型固结技术施工，泵压15MPa，下入二型防砂泵生产。2011年4月12日开井，日产油3.3吨，水7方，截至到2012年3月31日，累增油536吨，增气116795方。在其它15口出砂井，实施同样细粉砂综合防治技术，取得了较好的实施效果。截至到2012年3月31日，已累计增产油气当量8594.6吨。
五、结论
1.通过实验和科学计算方法对大洼油田不同区块储层出砂情况进行出砂预测，为实施防砂措施指明了方向。
2.针对大洼油田地层细粉砂高、泥质较高，防砂难度大的实际问题，实施地层高强度井壁固结防砂的主体治砂技术，可以有效降低泥质对防砂的不利影响，提高油层渗流。
参考文献
[1]万仁傅，罗英俊.采油技术手册（第七分册防砂技术）[M].北京：石油工业出版社，1991．3~5．
[2]Stein N，Kelly J，Baldwin W.F.. Sand Production Determined from Noise Measurement[J]．SPE 3498．1972．
[3]Coates G.R.，Denoo S.A.. Mechanical Properties Program Using Bore-hole Analysis and Morhr’s Circle[J]．SPWLA 22nd Annual logging symposium，June 24-26，1981．
[4]王艳辉，刘希圣.油井出砂预测技术的发展与应用综述[J].石油钻采工艺，1994；16（5）：79~85．
[5]王玉纯，顾宏伟等.油井出砂机理与防砂方法综述[J].特种油气藏，1998；5（4）：63~66．
[6]蒋官澄，鄢捷年等.疏松砂岩油藏出砂机理研究[J].钻采工艺，1996；13（2）：9~12．
作者简介：张瑛（1965-），男，油气田采油工程高级工程师，硕士学位，主要从事采油工艺技术研究与推广。
关键词：细粉砂岩油藏 出砂机理 防砂措施 大洼油田
大洼油田为复杂断块油田，油藏类型多，成岩作用差，泥质含量高，地层胶结疏松。从宏观上看，油井出砂具有区域性、多样性、长期性、复杂性等特点。尤其是油井出细粉砂和泥浆，常规防砂措施或单一的防砂措施无法奏效，导致部分区块开发效果差，甚至无法动用[1]。
多年来大洼油田粉细砂岩的油井防砂一直没有得到有效解决。油井大量出细粉砂已经成为制约开发的主要因素[2]。针对大洼油田油层特征，结合实际出砂情况，分析了油藏出砂机理，提出预测出砂方法及综合防砂的技术方案，并进行现场实际应用，防砂效果显著，实现了大洼油田的稳产、高产。该技术对细粉砂岩油藏综合防砂具有较好的推广与应用价值。
一、油藏出砂特征与机理分析
该油田油井出砂普遍，单井累积出砂量大于4m3的油井占到了总井数的79.4%。其中，细粉砂出砂严重，占到了出砂井总数的67.6%。并且出砂有严重趋势，造成疏松砂层细粉砂不断进入井筒且日益严重。
大洼油田经历20多年的开发，细粉砂现象一直制约着油田开发效果，分析其原因，主要有以下几个方面：
1.储层岩性因素
大洼油田储层岩性为中－细粒岩屑质长石砂岩，地层压实作用小，以泥质胶结为主，胶结比较疏松，其储层胶结物主要为泥质，平均含量为9.7％，胶结类型以孔隙式为主。
2.水敏和速敏因素
胶结物中泥质含量高，水敏性较强，易导致地层出砂[3]。快速提液工作方式，导致油井出砂尤其是细粉砂出砂严重。
3.开发方式因素
油层激动出砂。油井在生产过程中，生产压差的急剧建立，将加大流体对细粉砂的拖曳力，造成砂粒的运移，也突出表现为油水井地层出砂。
4.压力降低因素
近井地带采出量大。使得近井地带岩石砂粒间的应力平衡被打破，导致近井地带岩石坍塌，进面导致油井出砂。
二、细粉砂先期预判
根据声速及密度测井资料，用下式计算岩石的弹性组合模量Ec：
式中，Ec为地層岩石弹性组合模量，MPa；ρ为岩石密度，g/cm3；
C为常数；
△tp为声波时差，μs/m。
一般情况下，Ec是岩石密度、声波时差的函数。根据岩心分析、测井资料解释和出砂历史分析，Ec值越小，地层出砂的可能性越大[4]。具体的判断方法如下：
① Ec≥2.0×104MPa，正常生产时不出砂；
②1.5×104MPa＜Ec＜2.0×104MPa，正常生产时轻微出砂；
③Ec≤1.5×104MPa，正常生产时严重出砂。
三、井壁造型固结防砂技术
通过对油田区块细粉砂出砂情况的准确判断预测,应用高压挤压超强疏水砂充填及静电网络高效抑砂技术，先将防砂筛管连同高压挤压充填工具一次下入井中设计位置，坐封后对地层进行高压挤压，继而通过实现挤压工序与充填工序间的转换，进行环空充填。该工艺在井筒一定半径内形成密实的高渗透带，降低油井生产压差，且可形成多级挡砂屏障，同时，静电网络高效抑砂剂携带静电离子抑砂剂和固砂剂形成网络防砂层[6]，利用岩石表面与静电离子网络抑砂剂的微静电场和范德华力，形成一个分子筛防砂网络在油层阻止砂粒的运移，实现又解又稳、远吸近聚、场网稳砂、解堵稳砂及弥补地层亏空，达到油井增产及高强度井壁造型固结的效果。
施工时，先向地层注入小粒径油溶性较高的低强度堵水剂，可暂时对中低渗透非目的油层形成有效封堵保护。这部分堵剂同时受压差作用也会进入到高渗透水层，但受其粒径和强度所限，不能对高渗透水层形成有效封堵；随后，向地层大剂量注入油溶性较低、粒径较大的高强度堵剂。因为此时中低渗透油层已经被暂时封堵，所以高强度堵剂会更多的进入到高渗透水层，并推动前面已进入到高渗透层的低强度小粒径堵剂进入地层更深处，从而实现了对高渗透水层的高强度深部封堵。当油井恢复生产后，用于暂时封堵油层的油溶性暂堵层很快会被原油溶解破胶，恢复非目的油层的渗透能力，油井产能被有效保护。
四、实施效果
2011年3月28日，在洼11-38井进行高强度井壁造型固结技术施工，泵压15MPa，下入二型防砂泵生产。2011年4月12日开井，日产油3.3吨，水7方，截至到2012年3月31日，累增油536吨，增气116795方。在其它15口出砂井，实施同样细粉砂综合防治技术，取得了较好的实施效果。截至到2012年3月31日，已累计增产油气当量8594.6吨。
五、结论
1.通过实验和科学计算方法对大洼油田不同区块储层出砂情况进行出砂预测，为实施防砂措施指明了方向。
2.针对大洼油田地层细粉砂高、泥质较高，防砂难度大的实际问题，实施地层高强度井壁固结防砂的主体治砂技术，可以有效降低泥质对防砂的不利影响，提高油层渗流。
参考文献
[1]万仁傅，罗英俊.采油技术手册（第七分册防砂技术）[M].北京：石油工业出版社，1991．3~5．
[2]Stein N，Kelly J，Baldwin W.F.. Sand Production Determined from Noise Measurement[J]．SPE 3498．1972．
[3]Coates G.R.，Denoo S.A.. Mechanical Properties Program Using Bore-hole Analysis and Morhr’s Circle[J]．SPWLA 22nd Annual logging symposium，June 24-26，1981．
[4]王艳辉，刘希圣.油井出砂预测技术的发展与应用综述[J].石油钻采工艺，1994；16（5）：79~85．
[5]王玉纯，顾宏伟等.油井出砂机理与防砂方法综述[J].特种油气藏，1998；5（4）：63~66．
[6]蒋官澄，鄢捷年等.疏松砂岩油藏出砂机理研究[J].钻采工艺，1996；13（2）：9~12．
作者简介：张瑛（1965-），男，油气田采油工程高级工程师，硕士学位，主要从事采油工艺技术研究与推广。