□本报记者 戴 莹

    “我们对出砂严重的焦页28-4HF井安装过滤式除砂器后，该井不但日产量由2.1万立方米升至5万立方米，而且针阀和疏水阀再也没出现砂堵，效果非常好。”9月2日，江汉油田涪陵页岩气公司技术中心工程师李小益说。

    今年以来，涪陵页岩气公司锚定天然气增储上产目标，深入分析气井出砂原因，从源头固砂治砂，形成了一套出砂页岩气井综合治理技术。目前，气田已治理出砂井75口，恢复日产量40万立方米，累计增产8000多万立方米。

    气井出砂原因“五花八门”，检测发现主要是压裂使用的压裂砂

    “这些圆点，红色代表严重出砂井，绿色代表中等出砂井，蓝色代表少量出砂井，我们绘制气田出砂井分布图，仔细分析出砂原因。”李小益指着花花绿绿的图谱说。

    近年来，随着涪陵页岩气田开发力度加大，气井砂卡、砂堵等现象逐年增多，至2020年底，气田出砂井已达120口，不仅影响气田开发效益，而且存在较大安全隐患。

    “砂患猛如虎，砂粒随气流从井底逸出，像磨刀石一样，磨损针阀、疏水阀、分离器、管线等设备设施，缩短它们的寿命，严重的还会引发刺漏穿孔。对于输气管线来说，砂粒磨损加快了腐蚀速度，容易造成输气管网穿孔，影响输气管线安全运行。”李小益介绍。

    为找到出砂症结，涪陵页岩气公司成立治砂项目组，选取典型井，深入分析出砂井生产特征、产水量与产气量、气井压力水平等，开展粒径与成分研究实验，建立三相流携砂模型，终于找到气井出砂原因。

    气井出砂原因可谓“五花八门”，刚投产的新井、水气比高的气井、下了油管的气井、地层压力下降能量亏空的老井、受邻井压裂影响的气井，都会因气井携液流量高或地层压力变动大造成出砂。

    技术人员检测27组砂样的粒径分布及成分，发现井下砂粒的成分主要为石英砂、陶粒，少部分为可酸溶粉末、管道铁屑等，由此判断气井砂粒主要为压裂使用的压裂砂。

    既要让压裂砂在裂缝中“走得更远”，又要“堵住出口”防止砂粒进入井筒

    找到原因，技术人员不断改进压裂工艺及入井压裂砂、压裂液，从源头固砂。

    首先，优化的是压裂射孔簇数，由以前的单段9~10簇减至6~7簇，同时增加每簇加液量，有助于增加裂缝宽度和长度。

    “裂缝如果窄了短了，压裂砂很容易堆积在井筒周边，不能很好地深入裂缝，容易返砂。”技术人员张驰解释。

    其次，优化的是压裂液黏度，高黏度的液体可将压裂砂“推”得更远，有助于裹挟压裂砂进入裂缝深处，减少后期返砂。

    再次，优化加砂。在压裂后期，技术人员减少石英砂的用量、增加覆膜砂的用量，因为覆膜砂表面有一层高分子化学材料，因此可以“手拉手”把砂粒“粘连”在一起，使单个砂粒变成团状砂粒“群”，在裂缝尾部形成立体网状“防护墙”，阻止前期加入的石英砂、陶粒等从裂缝进入井筒。

    最后，优化压裂液。技术人员创新思维，在焦页5号扩平台3口气井开展纤维固砂试验，在压裂液中加入一定量的经过特殊处理的纤维，依靠纤维材料形成的类似网状的“过滤层”，来固定压裂砂，减少地层吐砂，效果良好。

    “前两个优化是让砂粒‘走得更远’，不易逸出；后两个优化是‘堵住出口’，既防止出砂，又提高压裂砂在产层中的充填率，强化储层改造效果。”张驰说。

    采取一系列优化工艺后，出砂井数量大幅减少。

    对出砂严重井动“大手术”，对出砂不严重井分类“开方”

    “焦页26-9HF井出砂严重，等待检管作业；焦页9-7HF井出砂量中等，建议采用多级除砂装置，层层滤砂；焦页30-8HF井出砂微量，建议根据生产特征控产，必要时加装过滤式除砂器……”在出砂页岩气井治理方案中，清晰列着每口井的“治疗”措施。

    气井出砂，就像人得了“肾结石”，经常发作，苦不堪言。技术人员采取多种“排石”措施，解除气井病痛。

    出砂严重的气井是技术人员的特护对象，他们设计多种“排石”方案。如在井口安装旋流式+过滤式除砂器，旋流除砂器利用离心旋流作用，脱离出大砂粒，而过滤式除砂器则像一张多层筛网，可除去绝大部分细砂粒。焦页9-2HF井安装两级除砂器后，除去了满满一烧杯砂粒，恢复了正常生产。

    如果两级除砂器还解决不了砂堵，关井后气井油管压力又没有变化，就必须为气井动“大手术”了，直接为气井更换油管，“清肠洗胃”，清除砂堵，并将重新下入的油管管柱底部由锥形筛管改为喇叭口结构。

    “锥形容易积砂，将底部堵死，换成喇叭口结构，即使返砂，底部也不易积砂。”技术人员张丽媛说。

    对于出砂不严重的气井，技术人员在科学定产、减少返砂量的同时，针对每口气井的不同情况，采取放喷、反举、泵入起泡剂等多种措施，促进井底积液携砂粒排出。如向井筒内投入发泡剂，就可让井筒积液像汽水一样发泡，减小积液表面张力，泡沫溢出就能带出井筒中的细砂。

    出砂井的“术后护理”也很重要，该公司出台出砂井管理规定，根据气井生产的压降规律，尽量避免频繁开关井，让气井“呼吸”平衡、顺畅，维持地层相对稳定，防止压裂砂回流。