排砂采油工艺的运用

排砂采油工艺的运用

　　摘要：排砂采油工艺是指通过采出液与动力液之间的能量转换以达到排砂采油目的的新型工艺。这种工艺能够将油层中的散砂排出井外，降低了井内的阻塞度。本文着重分析了排砂采油工艺的结构、原理和应用前景，并提出了应用时应当注意的问题及应对方法。
　　关键词：排砂采油砂岩油藏管道阻塞
　　1 概述
　　我国东部地区油区的油藏大多是疏松的砂岩油藏，这种油藏埋藏较浅，由于疏松的特性而极易出沙。传统的机械防砂工艺都或多或少的影响了近井部分的油层，降低了近井油层的渗透度，从而缩减了油井的产量。排砂采油工艺是最新的科学成就，不仅不会造成油井的再次堵塞，还能起到减少堵塞的作用，极大程度上缓解先前由于不当使用机械防砂工艺或化学防砂工艺所造成的恶果，减少对地层的伤害。
　　2 排砂采油工艺的结构分析
　　排砂采油装置主要是由井口装置、井下双管管柱排砂采油装置和水力喷射泵三部分组成的，装置的简易图如下：
　　2.1 井口装置 排砂采油工艺需要安装其专用的井口装置，这种井口装置不仅要连接井筒内部的动力液管，还要连接油套的环形空间，使得井口装置可以在油井作业的时候起到平衡油井内压力的作用。
　　2.2 井下双管管柱排砂采油装置 井下双管管柱排砂采油装置是由动力液管、油管锚、混合液管等装置组成的，它分为同心管柱和平行管柱两大类。同心管柱主要适用于小型的套管，它的混合液管和动力液管同心位于井筒内。平行管柱主要适用于大型的套管，混合液管和动力液管平行位于井筒内。
　　2.3 水力喷射泵 水力喷射泵可以测取液面，监督井内压力的变化。这一技术的发明克服了传统上的水利射流泵所必备的利用油管传送动力液、利用油套的环形空间传送混合液的缺点，使监测液面变成可能。新式的水力喷射泵主要由密封环、喷嘴、扩散管、喉管、工作腔、尾管等部分组成。
　　3 排砂采油工艺的原理、特点和适用范围
　　3.1 排砂采油工艺的原理 排砂采油工艺的工作原理是以高压水为动力液，动力液可以驱动井下的排砂采油装置，通过动力液与采出液之间能量的转换以达到排砂采油的目的。动力液到喷嘴口时由高压喷头变为高速喷头，喷射液可以将地层中的流体物质与地层砂汇集于汇集室内并吸入喉管，这些物质在喉管内混合成混合液，动力液赋予地层中的流体物质以动力，因此混合液将由速度头变为压力头，并将地层中的流体物质，如水、砂、地层油等物质排至地面。投泵时，动力液就由投泵的四通处经过混合液管把喷嘴等物带到井下的固定位置；而起泵时，动力液就经由油、套的环形空间流入井底，把水力喷射泵需要更换的部分经由混合液管带到投泵的四通处进行检修。
　　3.2 排砂采油工艺的特点 新式的排砂采油工艺与传统的水力喷射泵采油工艺相比有其独特的特性,有着无可比拟的优越性。
　　3.2.1 排砂采油工艺排砂、携砂能力更强。当地层中的流体物质被举升的时候，由于排砂采油工艺装置的特殊性，导致地层中的流体物质自进入尾管后便在井筒内大幅提升沉降速度，甚至是砂子沉降速度的两倍之多，因此，可以有效地阻止地层砂的下降。
　　3.2.2 排砂采油装置的井壁没有遮挡物。油层的近井地区的流砂和阻塞物伴随着地层中流体物质一起涌入井筒内，从而疏通油层和炮眼的阻塞情况，有效地恢复地层本身的渗透性，甚至可以提升地层的渗透性，大幅提高油井的总产量。
　　3.2.3 排砂采油工艺的液流稳定性强。排砂采油工艺没有类似传统油泵采出液般的脉冲，因此具有更加稳定的地下压力场，有效地减少了地层的出砂数量。
　　3.2.4 排砂采油装置无运行件。检查排砂采油装置的时候不需要像以前一样耗费大量的人力物力，只需更换密封环、喷嘴和喉管即可，降低了施工的难度与危险性，维护更加方便简单，维修的费用低廉。
　　3.2.5 排砂采油装置不会形成埋砂油层。排砂采油装置的尾管下降到油层的中下部分，可以使全部的地层出砂随采出液排至地面。
　　3.2.6 排砂采油装置在井下没有放置封隔器，因此可以随时录取动液面、套压等动态资料，便于地面上的工作人员监督井下作业，及时分析、应对状况。而传统的水力喷射泵采油工艺则放置有封隔器，因而无法进行上述监督行为。
　　3.2.7 排砂采油工艺对油层毫无污染，更减少了阻塞性伤害。排砂采油工艺采用动力液作为起泵动力，大大方便了工作人员调整参数，使得施工变的简单而可靠，运行费用低，免修期长，综合性经济效益明显。
　　3.3 排砂采油工艺的适用范围
　　3.3.1 排砂采油工艺适应于各种出砂类的油藏，但是对于油层中胶结物较少，出砂极为严重，地层砂类似于流砂性质的油井和地层亏空比较严重，上层的覆盖层破坏较为严重的油井就必须进行油层填充。油层填充可以对地层的上覆盖层进行有效地支撑，填充的沙砾直径可以扩大至足以让地层的粉细砂流出的程度，最后使用排砂采油工艺进行排砂采油。
　　3.3.2 对于那些经受机械防砂严重损坏的油井，也可以采用排砂采油工艺进行采油，但是需先将防砂管柱取出。
　　3.3.3 排砂采油工艺一般适用于一百三十九毫米及其以上的套管完井，包括斜井和直井，该井井深应在两千米以内，无破裂、错断、变形现象。
　　3.3.4 该工艺也适用于常规稠度的稠油油井、高含蜡的油井和偏磨井。
　　4 排砂采油工艺的应用前景及需要注意的问题
　　4.1 排砂采油工艺的应用前景
　　4.1.1 排砂采油工艺施工工艺相对简单，只需要工作人员在清扫井筒后依次放入尾管、“三液”转换器、油管锚、混合液管、动力液管和井下水泵组等部件，最后安装上排砂采油工艺所专用的井口装置，然后就可以投入使用了。排砂采油工艺所用的混合液、动力液都可以反复多次使用，投产一次费用相对较低。井下的水力喷射泵并不需要更换作业，大大延长了油井的免修时间，减少了维护所消耗的费用。
　　4.1.2 使用排砂采油工艺之后油井的日产油量和日产液量是传统采油工艺的十二倍，具有较强的生产潜力，外加适用范围广，可以迅速提高生产力。
　　4.1.3 基于排砂采油工艺的优势，笔者可以预见排砂采油工艺能够以较小的投入带来丰厚的经济效益。排砂采油工艺与传统的采油工艺相比，一次性的投产费用至少可以降低二十万元，而维护费用更是低至三万元左右，不到传统采油工艺的十分之一。
　　4.2 排砂采油工艺在应用中需要注意的问题
　　4.2.1动力液管阻塞问题。排砂采油工艺中的动力液是由油田污水组成的，水质差。因此，泵筒和动力液管柱很容易因结垢而阻塞，从而影响井下作业。在实际操作中，有部分油井已经有结垢现象产生，这些结垢现象主要出现在动力液与地层产液交汇的地方。
　　4.2.2 混合液管阻塞问题。由于混合液管中携带有大量的地层砂，如果供水系统出现问题，动力液的来源突然被切断，砂子就会下沉，易造成使用同心管的排砂采油装置中的混合液管阻塞。因此，在动力液停止供给之前，工作人员必须先清洗井筒内部的砂子，清洗完毕之后再停止供水并处理问题，这一点在生产初期尤为重要。
　　4.2.3 地面砂子阻塞问题。随着排砂采油工艺的不断应用，油田集输系统也容易形成砂子堆积问题，给集输系统的管理带来了困难。因此，当排砂采油工艺在一片地区广为应用时，应当适当增加地面上的排砂装置，以确保油田中的集输系统可以正常运行。
　　5 结语
　　排砂采油工艺可以以对油田较小的伤害带来较高的经济效益，在应用这一工艺之前应当先对油藏进行深入分析，观察其是否能够适用，并确定合适的设计构想。