1、机械防砂介质堵塞规律研究摘 要针对防砂水平井由于机械筛管等挡砂介质被堵塞而造成低产或停产的情况，开展了防砂水平井堵塞规律的研究，重点通过室内实验研究了生产条件及地质因素对堵塞程度的影响规律，建立了挡砂介质堵塞渗透率比与影响因素之间的定量经验关系模型，为现场的解堵工艺的选择提供一种方法，对于堵塞水平井复产、更好发挥水平井的挖潜增油功效，具有重要意义。 关键词低产 堵塞规律 堵塞程度 中图分类号：TE358.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0353-01 通过 2014 年对胜利油田低液、停产水平井情况调研发现，截至 7 月底，油田有 262 口低液水平井（含水9
2、5%、日液10t）和 134 口停产井，总数达到了 396 口，且随着每年水平井开发的逐年增加，低产低液水平井也会呈上升趋势。通过对低液、停产水平井原因进行了分类和潜力分析初步认为，在 396 口低液、停产水平井当中，部分采取防砂措施的水平井的机械筛管及砾石层等挡砂介质被堵塞是造成低产的主要原因。根据上述分析，开展水平井钻完井堵塞及生产过程堵塞规律研究，可以有针对性地提出相应的解堵方案，为延长水平井的生产寿命及提高最终的水平井储量动用率具有直接的指导意义。 一、实验条件 本试验的环境为室内室温下，实验流体为清水、混稠油水、混瓜尔胶高粘液体。采用现场实际的滤砂管，堵塞物介质为石英砂或陶粒砂、地层
3、粉细砂、泥质（使用其他微细材料代替） 、稠油（或瓜尔胶代替） ，按比例混合。 二、实验方法与步骤 1.关闭储液罐和沉砂罐管线阀门，将主体装置卸下、拆开，按要求充填好实验材料及挡砂介质，组装好安装在实验台上； 2.定好差压式压力计的测量点，并接好导压接头； 3. 两罐体加满水，安装好量砂筒，打开两端阀门及管线阀门； 4.打开数据采集系统，写清实验日期和数据文件名称，清零； 5.开泵，先将排气孔打开，以小排量使液体预充满整个主体装置，待液体充满实验装置并将差压计测试好之后，调至实验排量进行实验； 6. 完成实验驱替后，停泵，及时关闭两罐体阀门以防止液体回流； 7.打开排气孔，将主体装置的水放出；
4、8. 取下主体装置并进行拆卸和清洗，完成一次实验。 三、实验结果 通过调整筛网组合、液体类型、总体含砂率、堵塞物类型、堵塞物比例、驱替排量、驱替时间等参数，进行了 63 次实验，研究了堵塞程度随堵塞时间、流量、粉细砂含量、泥质含量等生产条件之间的关系。 1. 堵塞程度随时间的变化 取三次典型的实验结果进行分析，可以看出试验开始后介质渗透率迅速下降并降得很低，之后缓慢降低，最后趋于稳定，得出筛网堵塞程度随时间的变化规律为： （1） 渗透率开始快速下降，趋于平缓，最终稳定；（2） 泥质、稠油等复杂条件加剧堵塞过程；（3） 由于实验总含砂率远比实际井高，因此实验中的堵塞过程较快；（4） 实际堵塞程度
5、随时间的变化可通过含砂率因子校正。 2. 堵塞程度随粉细砂含量的变化 取三次不同粉细砂含量的典型实验，把三次实验数据汇总得到堵塞程度随粉细砂含量的变化，最终驱替压差随粉细砂含量的增加而增加，最终渗透率随粉细砂含量的增加而减小。因此可得出筛网堵塞程度随粉细砂含量的变化关系为：在其他条件不变的情况下，堵塞程度随粉细砂含量的增加而增大。粉细砂含量越高，堵塞程度越严重，实验提供了参考定量关系。 3. 堵塞程度随泥质含量的关系分析 将泥质含量不同、其它条件相同系列实验的实验过程及最终堵塞程度数据汇总，可以看出最终驱替压差随泥质含量的增加而增加，最终渗透率随泥质含量的增加而减小，因此可得出筛网堵塞程度随粉
6、细砂含量的变化关系为：在其他条件不变的情况下，堵根据上述分析：泥质含量是影响堵塞程度的主要因素之一；泥质含量越高，堵塞程度越严重。 4.稠油粘度对堵塞程度的影响 为了研究稠油对堵塞程度的影响，原计划使用稠油进行实验，但由于稠油粘结，实验无法进行，后改为高粘度瓜胶溶液代替进行实验。在其它条件相同的情况下，以瓜尔胶溶液作驱替液时介质的压差大于用清水做驱替液的压差，最终渗透率总是小于以清水作驱替液时的情况，即最终渗透率随着粘度的增大而降低。 5.堵塞程度随流量的变化关系 根据上述多批次的实验结果随流量的变化规律结果分析： （1） 流量（产量）对堵塞程度的影响体现出不规律性的特征；根据实验条件不同，堵
7、塞程度随流量出现加剧和减弱现象； （2） 实验中，高流量的实验，其含砂率也相应增大，出砂速度较快；出砂速度较慢时，细质堵塞物更有机会侵入并堵塞挡砂介质。 （3） 高出砂速度时，非充填空间迅速被桥架充填，挡砂介质内被严重堵塞的机率反而降低； （4） 堵塞效果预测模型中必须考虑出砂速度的影响（产量与含砂率的乘积） 。 四、堵塞程度预测 挡砂介质堵塞渗透率比 kr 是指堵塞挡砂介质渗透率与挡砂介质原始（入井前未堵塞时的最高渗透率）渗透率的比值。 挡砂介质堵塞渗透率比 kr1 为： 根据上述定性关系结合实际水平井生产情况，建立如下水平井堵塞渗透率比与生产时间的定量经验关系模型： 式中 Ar、Br经验系数，根据实验结果拟合得到。 五、结论 （1）通过实验分析了堵塞程度随堵塞时间、流量、粉细砂含量、泥质含量等生产条件之间的关系，得出了影响挡砂介质堵塞过程及堵塞程度的主要因素包括油井液体含砂率、粉细砂含量、泥质含量、原油粘度、产量、生产时间等。 （2）根据实验结果并结合现场实际建立了挡砂介质堵塞渗透率比与上述参数之间的定量经验关系模型，用于预测特定的地质与生产条件下防砂井挡砂介质堵塞程度随生产时间的变化规律，能够为解堵工艺的选择以及解堵施工参数的优化提供依据。
