论文部分内容阅读
摘要：文章对新北油田的出砂机理和原因进行了分析。新北油田的防砂采取了许多技术措施。本文主要通过对大量出砂井的现场跟踪，研究沉砂泄油器的适用条件。对指导今后抽油机井生产、降低生产成本具有指导意义。
关键词：出砂机理；沉砂泄油器；适用条件
一、新北油田的生产现状
新北油田共有油井290口，开井198口，共有出砂井160口，其中严重出砂井105口，中等程度出砂井55口。油井出砂，轻者会导致油井频繁作业，降低了油井生产时率，增加了吨油生产成本；重则会直接导致油井报废。因此，油井出砂已经成为新北油田急待解决的生产问题。
二、新北油田的出砂机理和原因
A、地质方面的原因
（一）出砂井与微相及能量相单元密切相关。出砂井绝大多数（94%）位于水下河道及河口坝主体内，水下河道及河口坝主体是H23油层最好的储层类型，其粒粗、物性好、含油性好、岩性疏松，是造成该微相及能量相单元易于出砂的主要原因。
（二）出砂井集中于水下河道、河口坝主体内的高渗流系数部位
因为该部位具有粒粗、泥质含量少、疏松、物性好、渗流能力强的特征，使本已很疏松的油层在相对高渗流条件下更易出砂。
（三）埋藏浅、时间短是造成油层疏松的主要原因嫩三段内的H23油层埋深470～620m，属埋藏浅、时间短、压实作用弱；酸性水介质；总体表现为岩石疏松，在油井处地层与井底压差作用的渗流条件下，造成出砂。
（四）H23油层岩心普遍存在蒙脱石，其遇水快速膨胀、软化是加剧油井出砂的重要原因
岩心观察中发现：H23油层普遍存在蒙脱石，且皆遇水快速膨胀、软化。主要表现为以下几种形式：
1、砂岩中纹层型蒙脱石2、砂岩中泥砾型蒙脱石3、砂岩中基质型蒙脱石。
由此可见，H23油层以泥质胶结物为主，且普遍存在蒙脱石，该类油层在注水开发情况下，快速膨胀、软化后，易被水冲走，这一方面使本已疏松的油层更为疏松，加剧油层出砂；另一方面，冲走的泥质可堵塞小孔隙。因此，油层具严重水敏性。
由上各方面综合分析得出：水下河道及河口坝主体是油井出砂的重点微相带（94%）；并多集中于其内高渗流系数部位，埋藏浅、时间短、压实作用弱、处于早期成岩阶段是造成油层疏松出砂的主要原因，油层中普遍存在的蒙脱石，遇水膨胀、软化进一步加剧了油井出砂。
B、开发的原因
（一）地层压力持续下降。地层压力下降增加了必须由颗粒来支撑的上覆岩层压力，从而减弱了颗粒的胶结性，导致油层出砂。
（二）综合含水上升。由于新北油田胶结物以泥质为主，含水上升使得部分胶结物被溶解，溶解越多，破坏颗粒间的胶结物也越严重。
（三）油井工作制度不合理、生产中各种措施的作用是造成油层出砂加重的外在因素。外界条件相同时，生产压差越大，流体渗流速度越高，则井壁附近流体对岩石冲刷力越大，油井越易出砂。
生产中各种措施的實施是导致油层破损、出砂的直接原因，椐有关实验证明，岩石稳定性的破坏，不仅与压力梯度有关，而且与压力梯度的作用过程有关，如果压力梯度急剧增快时，只须很小的压差和很短的时间，岩石就会遭到破坏。如：洗井、冲砂、强力抽吸及放喷等都有可能使油层岩石破损，造成油层出砂。
C、新北油田出砂情况及油层出砂特点：新北油田出砂井主要分布在河道相和河口坝相上。统计53口出砂井有19口井分布在河道相上，有23口井分布在河口坝相上，有11口井分布在河口坝内缘相上。
三、针对新北油田出砂采取相应技术措施
表一 针对新北油田出砂问题采取的相应技术措施
四、新北油田出砂井使用沉砂泄油器前后对比及沉砂泄油器使用情况分析
（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频繁作业，上修原因分别为：①砂卡；②泵漏；③泵内有泥浆；④泵内有大量垢；⑤泵及防砂管下部一根尾管内有大量地层砂；⑥泵内有大量泥浆，进油部位堵；⑦固定凡尔内有大量泥浆。本井出砂、出泥浆、结垢，在下沉砂泄油器之前485天内上修7次，免修期为69天，在下沉砂泄油器之后，一直没有作业长达335天，沉砂泄油器有效，免修期明显延长，效果非常好。
新+23-10在2012年1月16日投产之后，378天内频繁作业上修4次，免修期为95天，上修原因分别为：①泵内有少量泥浆和地层砂；②泵内有地层砂，防砂管内有大量地层砂；③泵及固定凡尔内有泥浆和地层砂；④进油部位堵；可见该井出砂、出泥浆，下沉砂泄油器之后，一直没有作业达到336天，免修期明显延长，下沉砂泄油器前/后免修期分别为95/336天，且沉砂泄油器一直有效，效果显著。
（二）失效井分析。下面是沉砂泄油器失效的4口井的分析，这4口井分别为：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天内累计作业3次，上修原因分别为：①泵内有砂；②结蜡严重；③泵内有少量泥浆和地层砂；可见本井出砂、出泥浆、结蜡，下沉砂泄油器之前的免修期为122天，下沉砂泄油器之后，免修期稍有延长，但沉砂泄油器一再失效，可见对于出砂、出泥浆、结蜡这种复杂井，沉砂泄油器不适合。
2、新+24-7井。本井出砂严重，第一次下沉砂泄油之后17天失效，原因可能为作业质量不合格导致的，但第二次下之后，免修期长达301天，沉砂泄油器2次失效，但免修期延长，有效果。
3、新17-12.2井。本井下沉砂泄油器之前361天内作业2次，上修原因为①活塞磨损严重，泵漏；②泵筒内塞满地层砂，免修期为181天，下沉砂泄油器333天之后沉砂泄油器失效，免修期延长，沉砂泄油器失效，失效原因：本井出泥浆，出砂严重。可见沉砂泄油器不适合出泥浆、出砂严重的井。
4、新+23-6井。本井下沉砂泄油器90天之后就失效了，上修原因为：砂埋油层，沉砂泄油器失效。可见沉砂泄油器不适用于严重出砂井。
（三）综合分析。新北油田沉砂泄油器使用情况分类，见下表。
表二 新北油田沉砂泄油器使用情况综合分类表
在新北油田使用的19口井的沉砂泄油器中，成功井即延长免修期限、沉砂泄油器有效仍在用井有12口井，占使用井总数的63.2%，延长免修期但是沉砂泄油器失效井有5口，占使用井总数的26.3%，彻底没起作用即没延长免修期、沉砂泄油器又失效的有2口井，占使用井总数的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内共上修 53次，单井平均作业 2.79次/年，在下沉砂泄油器之后一年内共上修12次，单井平均作业0.63 次/年。共减少作业井次41次，单井平均作业井次减少2.16井次。免修期明显延长。
五、结论
（1）沉砂泄油器适合单纯出砂且出砂程度中等的油井，能有效地延长油井免修期，减少油井作业费用，降低原油生产成本；
（2）沉砂泄油器不适用于严重出砂井；
（3）沉砂泄油器也不适用于油井出砂同时伴有出泥浆、结蜡、结垢这种复杂情况。
关键词：出砂机理；沉砂泄油器；适用条件
一、新北油田的生产现状
新北油田共有油井290口，开井198口，共有出砂井160口，其中严重出砂井105口，中等程度出砂井55口。油井出砂，轻者会导致油井频繁作业，降低了油井生产时率，增加了吨油生产成本；重则会直接导致油井报废。因此，油井出砂已经成为新北油田急待解决的生产问题。
二、新北油田的出砂机理和原因
A、地质方面的原因
（一）出砂井与微相及能量相单元密切相关。出砂井绝大多数（94%）位于水下河道及河口坝主体内，水下河道及河口坝主体是H23油层最好的储层类型，其粒粗、物性好、含油性好、岩性疏松，是造成该微相及能量相单元易于出砂的主要原因。
（二）出砂井集中于水下河道、河口坝主体内的高渗流系数部位
因为该部位具有粒粗、泥质含量少、疏松、物性好、渗流能力强的特征，使本已很疏松的油层在相对高渗流条件下更易出砂。
（三）埋藏浅、时间短是造成油层疏松的主要原因嫩三段内的H23油层埋深470～620m，属埋藏浅、时间短、压实作用弱；酸性水介质；总体表现为岩石疏松，在油井处地层与井底压差作用的渗流条件下，造成出砂。
（四）H23油层岩心普遍存在蒙脱石，其遇水快速膨胀、软化是加剧油井出砂的重要原因
岩心观察中发现：H23油层普遍存在蒙脱石，且皆遇水快速膨胀、软化。主要表现为以下几种形式：
1、砂岩中纹层型蒙脱石2、砂岩中泥砾型蒙脱石3、砂岩中基质型蒙脱石。
由此可见，H23油层以泥质胶结物为主，且普遍存在蒙脱石，该类油层在注水开发情况下，快速膨胀、软化后，易被水冲走，这一方面使本已疏松的油层更为疏松，加剧油层出砂；另一方面，冲走的泥质可堵塞小孔隙。因此，油层具严重水敏性。
由上各方面综合分析得出：水下河道及河口坝主体是油井出砂的重点微相带（94%）；并多集中于其内高渗流系数部位，埋藏浅、时间短、压实作用弱、处于早期成岩阶段是造成油层疏松出砂的主要原因，油层中普遍存在的蒙脱石，遇水膨胀、软化进一步加剧了油井出砂。
B、开发的原因
（一）地层压力持续下降。地层压力下降增加了必须由颗粒来支撑的上覆岩层压力，从而减弱了颗粒的胶结性，导致油层出砂。
（二）综合含水上升。由于新北油田胶结物以泥质为主，含水上升使得部分胶结物被溶解，溶解越多，破坏颗粒间的胶结物也越严重。
（三）油井工作制度不合理、生产中各种措施的作用是造成油层出砂加重的外在因素。外界条件相同时，生产压差越大，流体渗流速度越高，则井壁附近流体对岩石冲刷力越大，油井越易出砂。
生产中各种措施的實施是导致油层破损、出砂的直接原因，椐有关实验证明，岩石稳定性的破坏，不仅与压力梯度有关，而且与压力梯度的作用过程有关，如果压力梯度急剧增快时，只须很小的压差和很短的时间，岩石就会遭到破坏。如：洗井、冲砂、强力抽吸及放喷等都有可能使油层岩石破损，造成油层出砂。
C、新北油田出砂情况及油层出砂特点：新北油田出砂井主要分布在河道相和河口坝相上。统计53口出砂井有19口井分布在河道相上，有23口井分布在河口坝相上，有11口井分布在河口坝内缘相上。
三、针对新北油田出砂采取相应技术措施
表一 针对新北油田出砂问题采取的相应技术措施
四、新北油田出砂井使用沉砂泄油器前后对比及沉砂泄油器使用情况分析
（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频繁作业，上修原因分别为：①砂卡；②泵漏；③泵内有泥浆；④泵内有大量垢；⑤泵及防砂管下部一根尾管内有大量地层砂；⑥泵内有大量泥浆，进油部位堵；⑦固定凡尔内有大量泥浆。本井出砂、出泥浆、结垢，在下沉砂泄油器之前485天内上修7次，免修期为69天，在下沉砂泄油器之后，一直没有作业长达335天，沉砂泄油器有效，免修期明显延长，效果非常好。
新+23-10在2012年1月16日投产之后，378天内频繁作业上修4次，免修期为95天，上修原因分别为：①泵内有少量泥浆和地层砂；②泵内有地层砂，防砂管内有大量地层砂；③泵及固定凡尔内有泥浆和地层砂；④进油部位堵；可见该井出砂、出泥浆，下沉砂泄油器之后，一直没有作业达到336天，免修期明显延长，下沉砂泄油器前/后免修期分别为95/336天，且沉砂泄油器一直有效，效果显著。
（二）失效井分析。下面是沉砂泄油器失效的4口井的分析，这4口井分别为：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天内累计作业3次，上修原因分别为：①泵内有砂；②结蜡严重；③泵内有少量泥浆和地层砂；可见本井出砂、出泥浆、结蜡，下沉砂泄油器之前的免修期为122天，下沉砂泄油器之后，免修期稍有延长，但沉砂泄油器一再失效，可见对于出砂、出泥浆、结蜡这种复杂井，沉砂泄油器不适合。
2、新+24-7井。本井出砂严重，第一次下沉砂泄油之后17天失效，原因可能为作业质量不合格导致的，但第二次下之后，免修期长达301天，沉砂泄油器2次失效，但免修期延长，有效果。
3、新17-12.2井。本井下沉砂泄油器之前361天内作业2次，上修原因为①活塞磨损严重，泵漏；②泵筒内塞满地层砂，免修期为181天，下沉砂泄油器333天之后沉砂泄油器失效，免修期延长，沉砂泄油器失效，失效原因：本井出泥浆，出砂严重。可见沉砂泄油器不适合出泥浆、出砂严重的井。
4、新+23-6井。本井下沉砂泄油器90天之后就失效了，上修原因为：砂埋油层，沉砂泄油器失效。可见沉砂泄油器不适用于严重出砂井。
（三）综合分析。新北油田沉砂泄油器使用情况分类，见下表。
表二 新北油田沉砂泄油器使用情况综合分类表
在新北油田使用的19口井的沉砂泄油器中，成功井即延长免修期限、沉砂泄油器有效仍在用井有12口井，占使用井总数的63.2%，延长免修期但是沉砂泄油器失效井有5口，占使用井总数的26.3%，彻底没起作用即没延长免修期、沉砂泄油器又失效的有2口井，占使用井总数的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内共上修 53次，单井平均作业 2.79次/年，在下沉砂泄油器之后一年内共上修12次，单井平均作业0.63 次/年。共减少作业井次41次，单井平均作业井次减少2.16井次。免修期明显延长。
五、结论
（1）沉砂泄油器适合单纯出砂且出砂程度中等的油井，能有效地延长油井免修期，减少油井作业费用，降低原油生产成本；
（2）沉砂泄油器不适用于严重出砂井；
（3）沉砂泄油器也不适用于油井出砂同时伴有出泥浆、结蜡、结垢这种复杂情况。