油井出砂治理技术研究与应用

港东油田浅层开采的主要矛盾是出砂问题,每年因砂卡、砂埋等造成的躺井均占到总躺井数的30%以上,是躺井治理工作的重点,也是提高举升工艺适应性需要重点解决的问题。为此我们总结归纳了现有油井出砂治理的工艺技术及其配套的适应性,找出各工艺及其配套的优缺点,通过扩大成熟工艺的应用,引进新工艺新技术,进一步延长检泵周期,提高油田开发效果。

1 出砂井防砂及携排砂工艺技术

港东油田油层埋藏浅,地层疏松,出砂严重,砂卡、砂埋躺井约占总躺井数的35%,比例较大,根据此特点,我们总结疏松砂岩油藏出砂机理[1,2] ,提出适合油田开发特点的治砂措施。面对严峻的出砂问题,我们逐渐增大地层防砂工作量,对出砂严重的油井实施防砂,在治理频繁砂卡埋的出砂疑难井方面取得了良好的效果。

1.1 特种防砂泵

长柱塞防砂卡抽油泵采用了长柱塞、短泵筒组合动密封结构,同时增加了外保护工作筒,下部增加了沉砂尾管,使得柱塞上部阀罩在泵工作过程中始终位于泵筒外面,油液在长柱塞扰动下,使砂粒不易沉积在泵筒内,在工作过程和停泵时砂粒通过泵筒和外保护筒的环形通道沉入泵下沉砂尾管中,避免了常规管式泵在泵筒内积砂、卡泵、砂埋抽油杆的现象。在应用的长柱塞防砂卡抽油泵21口井,均未出现砂卡躺井。

软柱塞密封抽油泵使用皮碗组合式结构,软密封皮碗是采用特种耐油橡胶、帆布、石墨、添加剂、减摩剂等新材料经特殊工艺复合而成,能耐150℃高温,耐原油侵蚀溶胀。该柱塞抽油泵对泵筒造成摩擦,泵效下降后,只更换柱塞皮碗即可。配合可捞式抽油泵底阀,可实现不提管柱实施冲砂作业,降低对地层的污染。

在6口砂卡短周期井应用软柱塞密封抽油泵,应用后均未出现短周期砂卡躺井,其中港A井应用前检泵周期20天,应用后生产至今,生产周期达694天,中8-25K,检泵周期由应用前的35天,延长到683天,效果明显。

双防抽油泵是为解决含砂油井中防止柱塞砂卡和砂埋固定阀而专门研制开发的新泵型。该泵在泵筒外设计了外工作筒,泵筒采用下部固定,上部悬浮结构,并安有扶正垫环,外工作筒与泵筒环腔形成沉砂腔室,同时外工作筒又兼有压力平衡管的作用,还能有效保护泵筒。泵筒上部和柱塞拉杆间设计了环型挡砂环,能防止砂粒进入泵筒内造成卡泵现象发生。其固定阀上部增设了加长管,形成沉砂腔,顶部安装挡砂帽,起到挡砂和沉砂的作用,该泵型应用的55口井均能有效防止砂卡及砂埋底阀。

1.2 井筒“挡、排”砂配套工艺技术

通过在出砂较轻的油井应用液砂分离器、泵上保护器等预防砂卡,见到较好的效果。泵上保护器适用于常规油井抽油泵,外径114.3mm,安装在抽油泵上,作业过程抽油泵柱塞或脱卡器可顺利下入。正常生产时柱塞的举升力可以打开开合器,产出液顺利通过保护器并举升到地面;油井因停电,维护保养等原因停抽时,开合器包住抽油杆,油管内下落的砂、锈皮及杂物被收集到杂质存储空间(8-9L),油井再次启抽时,避免卡泵的发生。完井需要注意安装抽油泵保护器的位置,避免油井生产时抽油杆接箍上下行程经过保护器的开合器,长期摩擦可能导致开合器不严,影响使用效果和周期。

液砂分离器接在泵下替代筛管,井液中的砂粒和油水混合液因密度不同,在相同的旋流角速度下所产生的离心力也不同,因此在锥管中形成外旋流和内旋流。密度大的砂粒形成了外旋流经过沉砂孔进入沉砂尾管。内旋流在锥管中部向上运动,通过中心管进入抽油泵,减少砂卡泵。

1.3 分级举升技术

分级举升技术无需使用抽油泵,应用油管作为泵筒,使用杆式举液器作为柱塞实施分级连续举液,维护简单。防砂卡能力强,其举液器具有伸缩性,能适应不同大小的砂粒;停机时又将液柱分成若干段,使砂不能集中淤积在管底,能有效防止卡泵,配合可捞底阀使用,捞出底阀可直接起杆冲砂,实现不动管柱冲砂及更换举液器。

1.4 侧钻井同心双管水力排砂采油工艺

双管水力排砂技术在常规井眼的成功应用及多次技术改进,已具备侧钻井施工条件,目前侧钻井双管水力排砂技术优化为Φ73mm常规接箍油管+Φ73mm镦锻特殊接箍油管(接箍外径76mm)+Φ48.3mm小油管,已具备侧钻井小井眼(内径82.25mm)顺利起下施工条件,泵体总成优化为Φ78mm外径,可下至侧钻井筒乃至油层底部,实现有效携排砂。在联浅B井试验应用侧钻井双管水力排砂采油技术,效果有待观察。

2 应用效果及结论

近年来我们规模开展出砂油井治理工作,形成了一套适合港东油田浅层油井特点的出砂综合治理模式,针对每一口出砂油井,深入剖析原因,优化恢复方案,合理配套工艺技术,强化治理的有效性,取得了较好的适应性。

摘要：地层出砂是港东油田浅层开发的一个突出问题题,每年因砂卡、砂埋造成的躺井均占到总躺井数的30%以上,是采油单位躺井治理工作的重点,是提高举升工艺适应性需要重点解决的问题。总结归纳油井出砂治理工艺及其配套的适应性,对稳定油井产量,延长检泵周期,提高油田开发效果有指导意义。

关键词：举升工艺,适应性,出砂治理,现场应用

参考文献

[1] 房茂军,曾祥林,梁丹,孙福街.稠油出砂规律及出砂模拟实验研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2010,06:135-138+194-195.

[2] 吕广忠,张建乔,孙业恒.疏松砂岩油藏出砂机理物理模拟研究[J].应用基础与工程科学学报,2005,03:67-73.