稠油火驱井出砂治理对策研究与实践

1.概况

G 区块构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡中部，主要开目的层为沙河街组沙四段杜家台油层，油藏埋深 800～1000m ，构造形态为4 条主断层夹持形成的单斜构造，地层倾角 8～10 ，储层岩性以砂砾岩、砂岩为主，其次为细砂岩和粉砂岩，平均孔隙度 30.5% ，渗透率1255mD，呈现高孔高渗特征，原油性质属于稠油， 20^∘C 地面原油密度 0.9356g/cm3， 50^∘C 地面脱气粘度 300～1000mPa.s ，地层水类型为碳酸氢钠型，矿化度 3200mg/L 。

G 区块上报含油面积 3.65 平方公里，石油地质储量1025 万吨，标定采收率 30% ，可采储量 375 万吨，自投入开发以来，G 区块先后经历天然能量、蒸汽吞吐开发两个阶段，2016 年开展火驱开发先导试验，先后转驱21 个井组，日注汽量25 万方，生产井 125 口，开井100 口，日产尾气 10.2 万方，日产液量 1500 吨，日产油量 225 吨，综合含水 85% ，采油速度 0.8% ，地质储量采出程度 24.5% ，可采储量采出程度 81.7% 。

2.开发中存在问题

G 区块实施火驱开发以后，随着火驱见效井比例增加，出砂井数日益增多，由2015 年15 口增加至2019 年 70 口，转驱前出砂井主要集中区块部地区，转驱后火驱强见效区域油井出砂严重，导致砂卡检泵井次增多，影响油井正常生产时率，具体见表 1。

表1 G 区块出砂井数统计表

通过对出砂井生产作业情况分析，明确油井出砂主要因素，主要有三方面，一是储层因素。边部区域储层岩石胶结疏松，多轮次吞吐后，地层能量亏空严重，在蒸汽长期冲刷作用下，岩石颗粒易脱落[1、2]；且边部区域断层发育，在强地应力作用下，地层原始结构被破坏，岩石强度下降，造成出砂。二是开发因素。火驱开发是以地层原油重质组分为燃料，通过不断注入空气或氧气为助燃剂，使油层持续燃烧发热，原油发生裂解-降粘-流动，在燃烧后所产生气体推动下，地层中原油被驱替至生产井井底并被采出，因此从火驱点火井至生产井之间可划发为已燃区、燃烧区、结焦区、蒸汽驱、富油区、尾气区和冷油区等七个区带，其中燃烧区带地层温度高，导致原有地层骨架结构被破坏，形成大量地层砂，并在地层流体携带下运移至近井地带，在强生产压差作用下，造成井底激动出砂。三是管理因素。火驱开发初期，油井生产管理经验缺乏，仍采用蒸汽吞吐开发模式，在方案设计优化、放喷管理、生产参数优选及尾气排放等重点环节未能形成适应火驱开发的管理对策，加剧了油井出砂程度。

3.出砂危害

地层出砂后会影响油井正常生产，主要危害有以下几方面，一是出砂轻微出砂时，与高粘度原油混合，原油流动性变差，造成近井地带储层污染堵塞；二是地层出砂较严重时，砂粒悬浮于产出液中，在井筒内处于高速流动状态，会对采油泵阀体、油管、活塞等造成切割，导致泵漏、管漏、游动凡尔失效等，增加修井作业费用；三是地层出砂较多时，会砂埋油层或管柱，导致地层不出液，起管柱卡堵，严重时需要大修作业解卡。四是地层大量出砂时，会导致近井地带地应力发生变化，严重时造成地层垮塌，所产生挤压力直接作用在套管上，致使套管变形，严重时会缩径、错断；五是油井因出砂关井后，造成火驱注采井网欠完善，火线推进不均，火驱见效差，部分井气窜严重，控气增油难度大；六是地层砂随产出液进入集输系统后，增加联合站原油处理难度，大量砂存在沉积和过滤罐内，清理难度大。

4.结论

（1）G 区块实施火驱开发过程中出砂井数逐年增多，影响油井正常生产。

（2）造成油井出砂原因包括储层因素、开发因素及管理因素三方面是，其中储层因素主要为岩石成熟度低且胶结差，开发因素为火烧油层导致骨架结构被破坏，管理因素主要是方案设计及生产制度不合理。

（3）地层出砂危害主要包括污染堵塞油层、磨损生产管柱、砂埋油层及管柱、套管损坏等，地层砂随产出液进入联系站后，处理难度大。

（4）开展技术对策研究，包括压裂防砂、化学防砂、高温调剖封堵气窜层、优化方案设计及生产制度等，现场实施防砂措施 13 井次，效果显著，阶段累增油 4500 吨，减少作业成本 250 余万元，实现提质增效目的。

（5）本文在火驱井出砂治理方面取得成果及认识，可为同类型油藏提供借鉴经验。

参考文献：

[1] 熊纪敏等.火驱出砂井管理对策研究[J].石油工业技术监督.2020(09)：14-17.

[2]曲占庆,李杨,田相雷,蒋海岩,林珊珊,黄德胜.火驱燃烧前缘位置预测与影响因素研究[J].石油化工高等学校学报.2015(01)：36-40.

[3]关文龙,梁金中,吴淑红,席长丰,黄继红.矿场火驱过程中火线预测与调整方法[J].西南石油大学学报(自然科学版).2011(05)：157-161.

作者简介：

刘一凡，男，1988 年 3 月出生于盘锦，汉族，中级工程师，2010年毕业于沈阳工业大学，现于工艺研究所工作。