摘要：大港油田港东、港西油层埋藏浅，以疏松砂岩油藏为主，油井砂卡埋问题表现尤为突出。每年因出砂导致维护性作业200余井次，影响油井生产时率，作业后产量恢复情况也不容乐观，同时造成了抽油杆及作业费用的大幅增加，给油田正常生产带来巨大的损失，使原油的生产成本大幅增加。
本文总结归纳了井筒防、挡、排砂以及水力射流泵等适宜出砂油井的举升工艺及配套技术，并对部分工艺，工具存在的不足进行了优化改进，提高了技术适应性，最终形成出砂井治理工艺配套技术序列，具有延周期提时率，稳定老油田原油生产，控投降本，获取规模效益的重要意义。
关键词：维护作业；出砂井治理；检泵周期
1.油井出砂简介
油井出砂会影响油气生产及油气生产设备，造成油井停产，甚至大修或报废。出砂有地质原因也有后期生产维护原因，先天性原因是指砂岩地层的地质条件，胶结矿物数量多，类型好，分布均匀，地质年代早胶结强度就大，不易出砂；反之就小，易出砂。生产维护原因包括不当的采油速度以及开采速度的突变，然而随着油井开采，油层压力下降，致使砂粒间的应力平衡破坏，也会造成油层的出砂。
2.出砂井治理技术序列
对于出砂油井，可以实施防砂，挡砂，排砂技术，也可以通过特种防砂泵缓解砂卡问题，或者在生产过程中合理控制生产压差等技术来缓解地层出砂或降低出砂对生产的影响，根据大港油田近几年应用的技术总结并完善了以下出砂井治理技术序列。
2.1机械防砂技术
机械防砂可分为管柱滤砂和机械充填滤砂两大类。管柱滤砂是生产管柱上采取的防砂滤砂措施，其优点是施工简单、成本较低，缺点是无法阻止地层砂进入井筒，而且只适于中粗砂岩地层，防砂管柱的缝隙或孔隙易被进入井筒的地层细砂所堵塞。机械充填滤砂是一种利用绕丝筛管或其他滤砂管作为防砂管柱，将充填材料填至筛管和套管之间环空并将部分充填材料挤入近井地层，来阻挡砂粒运移的方法。机械充填防砂能有效地把地层砂限制在地层内，并能使地层保持稳定的力学结构，防砂效果好，寿命长，目前多采用裸眼砾石充填、多层砾石充填、管内砾石充填等。
相对来说，机械防砂对目的层的要求较低，无论产层厚薄、渗透率高低、有无夹层均能实施，目前在各油田广泛应用，但机械防砂不适于细粉砂出砂层和高压储层。
2.2井筒挡排砂技术
大港油田通过应用泵下液砂分离器，泵上保护器以及无泵采油（多级举升）技术治理出砂井砂卡抽油泵，实现出砂井排砂。井下液砂分离器替代常规筛管，依靠井液中的砂粒和油水混合液在相同的流速下所产生的离心力不同分离出密度大的砂粒，使砂粒进入沉砂尾管，减少砂卡泵。抽油泵上保护器安装在抽油泵上端，油井因停电，保养等停抽时，开合器包住抽油杆，油管内下落的砂、锈皮等被收集到杂质存储空间，避免卡泵发生。
无泵采油（多级举升）技术以油管为泵筒，通过将若干举液器按设计位置及个数安装在抽油杆上来代替抽油泵柱塞，举液器因液柱压力变化上行程扩张外径大，下行程收缩外径变小，可实现分段沉砂，而举液器与油管有一定间隙，不会造成砂卡，大港油田针对易砂卡的油井应用无泵采油技术40余井次，恢复了疑难井正常生产，检泵周期周期较应用前延长近300天。
井筒挡排砂技术在一定程度上预防了停电及油井地面设备维护保养停机导致的砂卡问题，但对于砂埋油层问题没有明显效果。
2.3特种防砂泵技术
在特种防砂泵应用上，主要有长柱塞泵，双防泵、自补偿软密封柱塞泵。其中自补偿软密封柱塞抽油泵采用软密封皮碗组合式结构，软密封皮碗是特种耐油橡胶、石墨、减摩剂等新材料合经特殊工艺复合而成，能耐150℃高温，耐原油侵蚀溶胀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆软密封皮碗结构独特，上冲程时皮碗受液柱压力涨开，紧贴泵筒内壁，漏失量几乎为零，保证泵效高；下冲程时皮碗失去液柱压力恢复原始状态，与泵筒保持较大间隙，减小柱塞下行摩擦阻力，缓解杆柱受压弯曲。
2011年大港油田开始试验应用软密封柱塞泵，起到了很好的防砂卡效果，经过两次材料升级，密封皮碗抗磨性能得到有效提升，技术适应性良好。
除此上述技术之外，2010年以来大港油田在严重出砂油井上应用双管水力射流泵，治理砂卡砂埋也取得了良好的效果。
2.4同心双管水力泵技术应用及改进
2010年9月，同心双管射流泵排砂技术在大港油田的西X井首次成功应用。应用前，该井出砂严重，化学防砂后地层供液差，螺杆泵维持生产，日产液量6方，实施同心双管射流泵排砂技术后产量明显上升，日产液量达到25方，日产油量也有明显增加。
为了扩大应用范围及其在复杂井况的适应性，我们开展了同心双管携砂技术的优化改进。第一次改进包括：（1）同心管管柱结构由Φ88.9mm外管优化为Φ73.02mm外管；（2）水力泵泵芯外径由Φ50mm缩小为Φ38mm；改进后该技术满足了大港油井套管直径大多为Φ139.7mm且部分井井眼轨迹复杂的现况，产出液流速度是优化前的2.27倍，携砂能力提高。
第二次改进针对侧钻井段缩小管柱外径，方案一是将Φ73mm常规接箍油管改进为Φ73mm镦锻一体接箍，方案二是在保证各项指标达标的基础上缩小油管接箍尺寸。同时泵体总成在原有Φ98mm基础上增加Φ78mm泵体总成。相比之下，第一方案较第二方案存在过流面积变小的风险，由于镦粗油管丝扣位置受加工工艺影响内径变小，如果接箍重合将导致过流面积，导致排砂能力受限，为此采用第一中方案应合理匹配动力液短接，避免镦粗油管接箍与动力液管接箍重合。
改进后，泵体总成下至侧钻井井眼（内径82.25mm）接近油层底部，优化筛管下入深度，下至油层底界以下2m，降低应用过程砂卡管柱的风险。港X井为侧钻井，且为注聚受益井，地层出砂严重，化学防砂2次仍不能正常生产，严重影响油井生产时率及原油产量。2015年5月成功应用双管水力射流泵排砂技术，解决了频繁出砂不能正常生产的问题，目前该井仍生产正常，累产油近万吨，效果显著。
3.应用效果及建议
通过出砂技术的规模应用，大港油田港东、港西油田检泵周期呈上升趋势，由2013年的754天上升到2018年的898天，检泵周期延长144天。治理后出砂短周期井井数与占比均大幅下降，与2013年相比由之前的128口下降到目前的81口，下降了47口。
针对砂卡埋，大港油田经过几年的新技术评价、引进、改进、完善、试验、推广，初步形成了具有大港特色的油井防砂卡埋技术，经过几年短周期井延周期技术攻关与规模治理，短周期井数明显下降，油井检泵周期显著延长，目前已超过股份公司平均水平和开发管理纲要要求。
同心双管水力泵作为采油技术的应用能耗较高，对于出砂、稠油开采有一定适应性，对于套管条件较差或防砂困难的油井在延周期提产能方面有着明显的优势，可在防砂失效或不具备防砂条件的出砂疑难油井推广应用。但生产井段超过200m（侧钻井超过50m）的油井应用该工艺卡管柱风险明显增加，谨慎选用，另外对于同心双管水力泵生产井建议定期活动泵芯，防止泵芯垢卡而不能更换，造成检水力泵作业。
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论文作者:杜会尧,禄佳景
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/6
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