孤东油田储层出砂机理分析及防砂工艺的研究

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1、孤东油田储层出砂机理分析及防砂工艺的研宄摘要：孤东油田是1984年发现，1986年投入开发的大型稠油疏松砂岩油藏。在国内油田出砂机理及防砂技术研究中具有极其重要的地位，油层出砂总是具有两方面的原因，先天的地质特征和后天的开发方式共同决定。本文旨在通过对孤东油田出砂机理的深入研究及油田防砂成功经验取得的总结概括，期望能够对油田特高含水期开发的稳产起到重要的保障作用。关键词：孤东油田；砂岩油藏；出砂；防砂；1孤东油田出砂简况孤东油田是1984年发现的，1986年投入开发的大型稠油疏松砂岩油藏。馆陶组

2、油层由于埋藏浅(1190-1460m)，压实程度差，生产过程出砂十分严重。据统计生产馆陶组的1163口油井作业过程冲砂量资料，出砂井有957口，占82.3%。由于油井出砂造成卡管、砂埋、砂卡、杆断、泵漏等原因停产的油井217口，占油田同期关井数334口的65%(表1-1)。孤东油田正式投入开发以后，针对油层出砂严重的问题，采取了绕丝筛管、金属滤砂管、干灰砂、化学防砂（包括地下合成、涂料砂）、复合防砂等防砂措施，从而保证了油田的正常生产。由于油层地质条件差，以及采液强度大，油层结构遭到破坏，油层出

3、砂日趋严重。孤东油田2006-2015年集输站大罐清砂表明，采万吨液出砂量由2.45m3增加到4.21m3,采万吨油出砂量由2.86m3增加到59.6m3,出砂量成倍增长。事故井次数也随之增多，由2006年的27口上升至2015年的85口，到目前累计1156口，其中套变井数也由3口增至34口，累计套变井数达317口，影响了油田开发效果（表1-2）。表1-2孤东油田分年度出砂情况统计表从孤东油田分年度出砂情况统计曲线上我们可以明显的看到，随着油田开发的深入，油田出砂对于油田产量的制约有着越来越大的

4、影响，这从另外一个方面给我们也带来了机遇，随着出砂机理的深入研究，防砂技术的进一步提高，损失的地质储量能够得到一定的弥补，从而给油田的上产带来一定的主动，同时也说明了出砂规律的研究有着越来越大的重要性。2孤东油田油气藏出砂地质特征目前全世界许多油气田存在严重的油气井出砂问题，这是油气开采过程中需要重点解决的问题。油气田产层出砂除与后天的钻井方式、开采方式、增产措施及管理方式有关外，另一个主要原因是存在具有一定出砂潜能的地层。我国出砂油气田的地质特征主要有：油气层埋藏浅；压实程度差；胶结疏松；胶结

5、物含量高、泥质成分所占比重大；非均质性严重。孤东油田为第三系油气田，油藏埋藏较浅，井深一般在1190-1460米左右。成岩性差，胶结疏松，胶结物以泥岩为主。储层一般以泥质粉砂岩和细粉砂岩为主。粒径在0.04-0.07mm之间，最大粒径为0.12mm，小于0.01mm占14%。孤东油田的开发过程一直受到出砂问题的困扰。孤东油田的主要生油层段为馆陶组，同时又可以按照沉积类型分为馆陶组上段及馆陶组下段，属于早成岩期阶段的产物，地层埋藏深度较浅，有机质未成熟，岩石疏松，尚未完全固结，原生孔隙发育，一般未

6、见石英的次生加大现象，长石溶解也不普遍，有时见有早期碳酸盐胶结，砂岩和粘土岩中，富含蒙脱石，伊利石含量较少，并见有高岭石粘土矿物。这些因素都决定了孤东油田这样一个砂岩油藏必然具有的严重的出砂特性。3油气藏出砂危害1、产层出砂增加渗流阻力，造成减产、停产由于产层出砂，当液量小到不足以将其带出地面时，将部分或全部堵塞产油层段，使液量下降，甚至停产。如孤东油田3-18-34井，因为地层出砂造成液量下降导致躺井，作业不成功导致现无法正常生产，接近于停产状态。2、井底沉砂破坏抽油机设备对于抽油井井来说，大

7、量泥沙便会沉积井底堵塞井筒，卡死固定凡尔和游动凡尔；有砂的地层水会增大柱塞与泵筒间的摩擦力，损坏柱塞皮碗，降低泵效，缩短检泵周期，增加生产成本。3、采出地面的砂粒将加快地面设备损坏伴随液体采出地面的砂粒和高速流动的气体一起，迅速冲刷地面流程中的设备、管件，使地面设备损坏加快、安全系数降低；同时使节流阀及其它阀件关闭、密封不严，给生产调节、地层测试、计量测试等带来危害。4油气藏出砂机理因气藏与油藏无论是所含流体的性质还是驱动方式都存在着较大的差异，特别是流速、拖曳力、过流面积等。因此，气层出砂与油

8、层出砂机理既有一些相似性，也有着较大的不同。这里主要是对国内学者对于疏松砂岩油藏或气藏出砂机理研宄的一些总结。4.1“渗流砂”的流动疏松砂岩油藏在开发过程中，因地层本身胶结弱，储层中存在大量细小的、弱胶结的颗粒，这部分颗粒的最大特点是易于启动，即使产量很低的情况下也能够在储层中产生运移，这种原始地层微粒称为“渗流砂”。学者们通过实验研究了“渗流沙”的启动压差与流砂微粒粒径含量间的关系。实验发现颗粒启动压差比较低，即使在O.IMPa的启动压差条件下，这种流砂也会渗流，也就是说这部分微粒的运移是不可