工艺进行研究和改进，显得非常必要和紧迫。稠油热采次防砂工艺的研究随着稠油油藏开发技术的不断发展，形成了注汽前高温涂敷砂防砂注汽后绕丝筛管防砂为主的稠油热采配套防砂工艺技术。从油田的防砂现状来看，现有防砂工艺技术基本能够满足生产要求，但也出现了些难以解决的问题，如绕丝筛管防砂施工复杂，在斜井或套损井上防砂有效率低，在热采井影响了热采效率等。稠油热采次防砂工艺就是注汽前进行化学机械综合防砂，注汽后直接下泵生产的稠油热采防砂工艺。要使该项工艺能够满足稠油热采高强度注汽和高强度采液的要求，实现次防砂两多轮注汽生产，就必须对其防砂机理及影响因素进行全面地分析和研究，对工艺进行有针对性的改进和完善，才能满足稠油热采生产需求。稠油热采次防砂工艺防砂机理稠油热采次防砂工艺的防砂机理是首先在油层近井地带充填高温防砂剂高温涂敷砂高温防砂剂等，形成第级挡砂屏障，生产时阻挡地层砂运移至近井地带。然后在油层部位下入机械防砂工具绕丝管割缝管等后进行环空充填石英砂，在油层部位形成完整的挡砂屏障，生产时阻挡地层砂进入井筒，达到防砂的目的。注汽时高温防砂剂固结形成的高强度挡砂屏障能阻挡环空石英砂进入地层，保证注汽正常进行。图是稠油热采次防砂工艺机理示意图。图稠油热采次防砂工艺机理图在稠油热采井次防砂工艺机理图上，把由机械防砂工具环空充填砂地层充填高温防砂剂组成的现场大面积完整的挡砂屏障作为研究对象，对影响稠油热采并挡砂屏障性能的因素进行研究和分析。研究表明，影响稠油热采井挡砂屏障性能的主要因素为挡砂屏障本身的强度和完整性。它包括地层充填高温防砂剂的性能和固结强度井筒内机械防砂工具的性能及强度，而其中地层充填高温防砂剂的性能和固结强度是最重要的因素，它还包括环空充填砂及地层充填高温防砂剂的密实程度等。割缝管防砂工艺的研究在整个稠油热采次防砂挡砂屏障中，机械防砂工具的作用是十分重要的。它不仅影响油井的正常注汽和生产，而且还影响着油井的后期处理难度。针对孤岛油田稠油热采生产中绕丝管因强度较低注汽后易出砂，失效后需大修处理的生产现状，利用国内激光及刀具割缝技术，进行了割缝筛管防砂工艺的研究工作。割缝筛管优化设计割缝筛管是用油田标准的管材来制造的，即在管子壁上割出系列纵向的缝，现在般采用激光来割缝。割缝端面的形状可以是直槽形或梯形。梯形断面的割缝管子外表面的缝宽比内表面的缝宽稍窄。这种形状割缝的横断面象倒置的字，它不容易被堵塞，因此任何通过了割缝的外表面开口的砂粒都能继续流入割缝衬管内，而不会堵塞在割缝处。割缝筛管设计时，需要确定以下参数缝眼梯形夹角。般取左右。缝口宽度。梯形缝眼的小底边宽度用下式计算式中地层砂筛析曲线重量累积百分数为对应的砂的直径，缝口宽度，缝眼排列方式。般采用平行轴向方向交错排列方式。缝眼长度。平行割缝衬管取，垂直割缝取强度衬管取大值，大直径低强度衬管取小值。缝眼纵向间距。般取。缝眼数量。保证衬管强度的前提下尽量增大流通面积，管外表面积的。式中缝眼数量缝眼总面积和筛管外表面积的比值，般取每米割缝衬管的外表面积，。根据孤岛油田稠油热采井的生产现状，结合现场填砂施工的合理性和处理的方便性，对割缝筛管进行如下优化设计。管材选择根据现有研究条件和孤岛油田油井套管规格，对割缝筛管管材作如下选择套管，油管套管，油管。从采油技术手册上查出，上述所有管材的抗拉载荷均在以上，能够满足现场作业要求。割缝筛管筛缝宽度的确定地层充填砂砾粒度的确定地层充填砂砾的作用是通过稳定井壁和抑制地层砂的运移来防止地层出砂。选择的原则是砂砾能完全阻挡住地层砂，即砂砾粒度中值为地层砂的倍最大粒径为地层砂粒度中值的倍最小粒径为地层砂粒度中值的倍。孤岛油田主力开发油层为馆陶组油层，根据地层砂粒度的差别及油层位置可分为馆层段地层砂平均粒度中值为馆以下层段地层砂平均粒度中值为。经过计算，确定地层充填砂砾粒度为馆层段粒度中值为，最大粒径，最小粒径馆以下层段粒度中值为，最大粒径，最小粒径。环空充填砂砾粒度的确定环空充填砂砾的作用是通过稳定割缝筛管和抑制地层充填砂及地层砂的运移来防止地层出砂，选择的原则是砂砾粒度必须大于或等于地层充填砂粒度，因此可根据地层充填砂粒度确定环空充填砂粒度。确定环空充填砂砾粒度为粒度中值为，最大粒径，最小粒径筛缝宽度的确定割缝筛管筛缝宽度选择的原则是缝隙必须挡住充填的所有砂砾，即砾式中割缝筛管筛缝宽度砾环空充填砂砾最小粒径，。经计算，确定筛缝宽度为馆层段馆以下层段。割缝筛管几何形状的确定根据研究，确定筛缝为矩形缝，单体缝长为，轴向缝间距为，割缝筛管的圆周缝分布为条周，割缝筛管的圆周缝分布为条周。图为割缝筛管实物图。图割缝筛管实物图割缝筛管的防腐由于割缝筛管工作在井下高温高压的流方法均匀地涂敷上层带有潜伏性固化剂的高温粘合剂而制成的。通过大量的室内研究和试验，筛选出了性能满足要求的高温粘合剂骨架颗粒及偶联剂，确定了合理的化学配方。条件下胶结岩芯的抗折强度大于，高温下胶结岩芯的抗折强度大于。高温防砂剂在孤岛油田进行了现场推广试验，应用口井，防砂有效率，平均有效期天。表高温防砂剂现场应用情况及效果表射孔工艺孤岛油田稠油热采井过去般都采用枪弹射孔，孔径为，孔密为孔米，孔径小，孔密低，炮眼渗流面积小，在高强度注汽和高强度采液条件下，液流阻力很大，容易造成防砂有效期的降低和防砂不成功。如果加上射孔完善程度较差，甚至会造成井下防砂工具被高压液流刺穿。如中井金属棉滤砂管被刺穿就是个明显的例子见图。以增大炮眼渗流面积，减小液流阻力为目的，对射孔工艺进行了改进，这样也有利于地层充填。图井失效金属棉实物图新井对新井，采取枪弹与枪弹大孔径高孔密射孔工艺，增大炮眼渗流面积，减小液流阻力。老井对已经投产的老井，主要根据其生产情况确定其射孔完善程度，对那些射孔完善程度较差的油井，采取复射孔工艺，增大炮眼渗流面积，减小液流阻力。深部处理油层技术从埃利斯计算公式可以看到，近井地带渗透率是影响液流阻力的重要因素，渗透率越高，液流阻力越小。孤岛油田稠油层泥质含量高，易于近井地带形成细颗粒堵塞，液流阻力增大，影响注汽与生产的正常进行。为了在近井地带形成个面积较大的高渗透带，应用深部处理工艺对油层进行深部处理，累计处理稠油井口，有效率，与处理前相比，这些稠油井的周期生产天数和周期产油量都有了较大提高。现场应用效果分析孤岛油田现场应用稠油热采次防砂工艺共井次，有效率，平均有效期天，注汽后生产情况良好。表孤岛油田次防砂工艺现场应用效果统计表小结本章对稠油热采次防砂工艺机理及工艺参数进行了研究。通过室内研究和现场应用可以看出，稠油热采次防砂工艺能够很好地满足孤岛稠油田油热采注汽生产需求，其实施后油井能够实现次防砂两多轮注汽生产，热采效果明显提高。对新井进行大孔径，高孔密射孔，对部分近井地带堵塞严重的油井进行深部处理，都能提高稠油热采吞吐效果，增加原油产量，延长油井生产的有效期。第四章结论及建议本论文围绕孤岛油田油井出砂情况，对油井出砂机理进行了研究，并对疏松砂岩油藏稠油油藏以及套管损坏井的防砂机理防砂方法和相应的配套工艺措施进行了分析和研究，并提出了些相应的技术措施，为进步解决油井出砂防砂等技术难题打下了个良好的基础。结论根据理论研究和现场应用结果，本文得出了以下结论稠油热采井的防砂工艺采用注汽前化学机械复合防砂次性工艺，在配套工艺上改进射孔工艺，加以对深部注层处理，能够很好地满足孤岛油田稠油热采井注汽生产需求，降低了成本投入，提高了熟采效果，其实施后的油井能够实现次防砂两轮以上注汽生产的需要。建议对于稠油热采井的防砂工艺，为了更好地满足稠油次热采防砂的需求，应做好以以下几方面的工作增加射孔密度，减少近并地带的流动阻力，提高油井产能合理增加复合防砂工艺的应用力度，减级套管变形井增加的速度研究或引进适合孤岛油田的高密度压井液，提高作业质量。致谢本论文是在我的导师中国石油大学胜利学院刘礼亚老师指导下完成的。在整个论文撰写过程中，刘老师从选题开题到论文的审核修改都倾注了心力，他丝不苟的治学态度吃苦耐劳和事必亲躬的科研作风给我留下了深刻的印象。感谢中国石油大学胜利学院山东胜利职业学院的各位老师，在我大学四年的学习期间，讲解了许多国内外先进的油田开发工艺，传授了我许多新知识，开阔了我的思路。最后，感谢中国石油大学胜利学院山东胜利职业学院各位领导，老师，提供这宝贵的学习机会，使我今后的工作，学习和生活都将受益匪浅。参考文献万仁溥，罗英俊，采油技术手册修订版第七分册防砂技术，石油工业出版社，王鸿勋，张琪，采油工艺原理修订本，石油工业出版社，乔治苏曼，防砂手册，石油工业出版社，万仁溥，现代完井工程，石油工业出版社，何百平，油气井防砂，石油勘探开发科学研究院，王新德等油层出砂预测模型研究，石油大学学报，王勤田等油井出砂临界井底流压计算模型及应用，江汉石油学院学报，王玉纯等油层出砂机理与防砂方法综述，特种油气藏，何生厚等油气井防砂理论及其应用，特种油气藏，，，，，，中，流体中含有腐蚀性物质，为了延长割缝筛管的使用寿命，对割缝筛管进行渗氮处理，可有效地防止地下流体的腐蚀。室内滤砂试验从孤岛油田稠油热采防砂现场采集地层砂样和充填砂样，在室内滤砂流程如图所示中进行割缝筛管防砂性能的检验与评价。试验原理通过室内流程进行渗流试验，其原理就是将定玉力下的水或带地层砂通过挡砂屏障，以出口返砂情况和流量变化情况验证其挡砂能力和渗流能力。图室内滤砂试验流程图试验结果空白割缝管渗流试验将割缝筛管放入流程模拟套管中，泵