摘  要：井口含砂在线监测技术是一种智能化实时监测油气井出砂的定量研究手段。针对孤东油田油层出砂严重问题，提出了引进应用井口含砂在线监测技术，通过开展油井含砂在线监测技术应用，提升疏松砂岩油藏防砂措施优化和油井防砂效果，延长油井防砂有效期，减少和避免油井躺井率，增加油井生产时率，介绍了井口含砂在线监测技术的工作原理、技术特点以及现场应用效果，并对油井不同日产液量对砂粒举升的影响和应用效果作了评价分析。

关键词：油井   含砂率   在线监测   智能   孤东油田   应用

Abstract: On line monitoring technology of well head sand content is a kind of quantitative research method of intelligent real-time monitoring of sand production. Sand is a serious problem in Gudong oilfield is a proposed introduction and application of wellhead containing sand on-line monitoring technology, by carrying out oil well sand on-line monitoring technology application, enhance unconsolidated sandstone reservoir anti sand measures to optimize and oil well sand control effect, extended well and the validity period of sand control, reduce and avoid oil wells lie well rate, increase oil production rate, introducing the wellhead containing sand on-line monitoring technology of the working principle, technical characteristics and field application results, and the analysis and evaluation of different oil wells daily fluid production rate on the grain lifting effect and application effect.

Key words: Oil well   Sand ratio   On line monitoring   Intelligence   Lone East oilfield  

Application

【中图分类号】X924.2【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2017）06-0000-00

1 引言

近年来，国际石油价格持续在低价位振荡徘徊，给油田生产企业造成很大的生产经营压力，不少油田开发企业从过去的盈利大户掉落到目前的经营亏损边缘，为了提升石油开发企业保效创效能力，各企业纷纷结合本油田的生产特点，提出实施节能减排绿色发展战略和低成本生产经营发展战略。要实施节能减排绿色发展战略和低成本生产经营发展战略，必须依靠企业技术创新，运行节能减排技术和低成本油井生产工艺技术，实现企业生产的合理化和经济效益的最大化。孤东油田是国内著名的出砂油田，主力油层馆陶组含油层系形成于上第三纪的河流沉积，其埋藏浅，泥质含量高，胶结疏松及油稠等因素造成了油层出砂严重，经过20多年的开采，砂害愈来愈严重^[1]。浅层出砂油藏所占比重越来越大、传统防砂措施有效率降低、侧钻井地层出砂后易砂埋油层。为了降低油井出砂管理难度，往往采取适度出砂来保证油气井效益最大化。因此，运用先进的油井在线出砂监测技术，实时监测油井出砂情况，对及时控制和预测油气井出砂有着重要意义。为此，我们在调查研究的基础上，提出了引进应用井口含砂在线监测技术，通过开展油井含砂在线监测技术应用，提升疏松砂岩油藏防砂措施优化和油井防砂效果，延长油井防砂有效期，减少和避免油井躺井率，增加油井生产时率，减少油井修井作业成本，对提高油田开发效益，减少吨油生产成本，具有十分重要的现实意义。

2 工作原理

油井含砂在线监测技术是基于无源超声测试技术原理开发的监测仪器。该技术是通过实时监测砂粒撞击井口弯管产生的超声波信号来测量油井生产过程中的实时含砂率。相关实验表明，油井出砂撞击弯管超声信号与背景噪音有着较为明显的区别，砂粒撞击井口弯管所产生的超声波信号十分明显，出砂粒越大，其发出和超声波信号超强。通过实时检测超声波信号，就可以计算出油井的出砂率。此外，该技术还可以利用多普勒效应测量管线内液体的流速，具有测量准确度高、故障率低、以及多井同时实时监测的特点。

3 项目设计

3.1 油井不同日产液量对砂粒举升的影响分析

相关现场应用试验结果表明，对于井深1300m，油管内径为62mm，产出液粘度为1 mPa.s，油井产出液密度为979 kg/m³的油井，当砂粒粒小于0.11mm时，砂粒粒径变化对砂粒举升时间的影响不大；当油井日产液量为40t/d时，粒径为0.007mm的砂子的举升时间为145 min；而日产液量变化对砂粒举升的影响明显，随着日产液量的增加，砂粒在油井内举升时间明显降低。

为了更好地说明油井日产液量变化对砂粒涂举升时间的影响，当砂粒粒径固定为0.07mm时，产出砂粒粒径较小于，油井产液量对油管内砂粒举升时间影响明显。当油井日产液量小于25t/d时，随着日产液量的增加，砂粒在油管内举升时间急剧降低；当油井日产液量大于25t/d时，随着日产液量的增加，砂粒在油管内举升时间缓慢降低。

当砂粒粒径较小时（小于0.11mm），油井产出液粘度变化对砂粒举升时间的影响不大。主要原因是当砂粒粒径较小时，砂粒在静止液体中下降速度较小，使得液体携带砂粒悬浮及上升所需要的消耗能量较小，导致油井产出液粘度变化对砂粒举升时间影响较小。

3.2 油井含砂在线监测技术的特点

（1）实时连续监测。该测试系统具有实时监测功能，且具有监测数据实时远传功能，能满足智能化油井和智能化数字油田建设技术标准要求。

    （2）测试仪器安装方便。该系统现场井口安装不需要改变井口采油树流程，在油井正常生产过程中即可满足现场测试技术要求。

（3）测试准确度高。该技术检测准确度的最小砂粒为0.01克/秒，具有较高的测量准确度。

（4）监测灵敏度高。该测试仪器能监测到含砂率极其微小的砂粒，油井含砂率监测率灵敏度高。可以有效解决部分采取人工油井井口取样化验分析监测不到油井含砂率的油井的监测需要。

（5）适用性范围广。该油井含砂在线监测仪器对普通扣油机井和电潜泵油井井口采油树均具有较好的使用适用性。

（6）仪器智能化程度高。该仪器具有监测数据实时监测、存储、出砂趋势数据统计分析、监测数据远传、监测数据报表自动生成以及数据打印等功能，能满足智能化数字油田建设技术标准要求。

4 现场技术实现工程

4.1 现场应用情况

我们于2015年6月引进应用油井含砂在线监测技术系统在孤东油田投入现场应用，通过不断完善配套油井出砂实时监测工艺技术，取得了良好的现场应用效果。GO8-25-14井、GD66-8井、GO7-25-151井和GO4-12X261分别日产液量为45.6 m³/d 、87 m³/d、156 m³/d和35 m³/d，油井液体含砂率在线监测数据与人工取样分析数据对比统计见表1所示。

表1  在线监测数据与人工取样分析数据对比统计表

从表1中可以看出，四口油井均存在一定程度的出砂现象，油井液体含砂率仪器在线监测数据与人工取样分析数据对比均相对接近，说明监测仪器的测量准确度较高，测量误差较小，能满足现场实时监测计量技术要求。

以油井GD66-8井为例，油井出砂在线监测结果表明，该井出砂速率显著，其最大出砂率为15.52g/s，最小为0，平均出砂率为0.236g/s，折算成油井液体含砂率为0.0092%。经监测该井整体出砂趋势没有持续增强趋势，说明在目前生产工作制度下，该井生产过程中出砂趋势相对平稳。

4.2 应用效果评价

（1）该监测技术在孤东油田的现场应用结果表明，当油井产出砂粒较小（小于0.11mm）时，粒径变化对砂粒举升时间影响不大，油井日产液量变化对砂粒举升时间影响大，随着日产液量增大，砂粒举升时间显著降低。

（2）应用油井出砂在线监测技术对疏松砂岩油藏开发过程中出砂问题治理，检验油井防砂工艺技术效果，优化油井防砂工艺措施，增强油井防砂工艺的针对性和有效性，降低油井生产开发成本，提高油井开采效益具有十分明显的效果。

（3）针对孤东油田油气井出砂严重，影响到油田的正常开发和生产，采用高准确度油气井出砂在线监测技术则是解决此类问题的一种有效手段的问题。该技术主要利用无源超声测试原理来监测油井含砂率，通过测量管线产出砂粒对井口弯管撞击产生的超声波信号来精确监测井口实时出砂情况。

（4）该技术检测准确度的最小砂粒为0.01克/秒，且无需改变现有生产井口管线流程，对普通抽油机井及电潜泵井均具有较好适应性。利用该技术可以有效实施油气井防砂工艺适用性作出正确评价，对制定油气井防砂工艺措施方案优化具有良好的指导作用。同时，该技术的现场应用，可以为油气井提供了准确的实时出砂量和出砂趋势数据统计，为该类油井提液上产和采取有效防砂工艺技术措施，提供了强有力的技术支撑。

5 结束语

实践证明，该技术对疏松砂岩油藏开发过程中出砂问题治理，检验油井防砂工艺技术效

果，优化油井防砂工艺措施，增强油井防砂工艺的针对性和有效性，降低油井生产开发成本，提高油井开采效益具有十分明显的效果；该技术对普通抽油机井及电潜泵井均具有较好适应

性，可以为油气井提供了准确的实时出砂量和出砂趋势数据统计，为该类油井提液上产和采

取有效防砂工艺技术措施，提供了强有力的技术支撑。

参考文献                                                     

[1]朱益飞.孤东油田稠油开采节能技术现状及分析[J].石油工业技术监督. 2010,26(7):56～58.

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