绕丝挤压砾石充填防砂工艺研究

马莉莎

摘要：绕丝挤压砾石充填防砂工艺在鲁明公司应用以来，取得了较好的效果，也显露出该工艺在部分井的不适应性、效果差等问题。本文通过引进先进的工艺技术和创新研究，对绕丝挤压充填防砂工艺进行了完善和改进，实现了防砂与解除地层堵塞同时进行的目的，提高了作业效率，节省了作业成本，同时增加了单井产量。

关键词：绕丝充填；地层改造不均；反洗井；逆向充填；一体化管柱一、绕丝挤压充填防砂技术应用现状绕丝挤压砾石充填防砂工艺在鲁明公司近三年来的主要防砂工艺，占到防砂井总数的85％以上，平均加砂20方，使用携砂液占59%，平均措施增油1.7吨/天，效果较好。但随着地下开发环境的变化，挤压充填防砂工艺技术在部分井的不适应、效果差，逐渐显露出一些问题。如部分井加砂量过少，必须进行二次施工；大厚度油层石英砂不能均衡地充填到地层每一层面；多层井中部分地层得不到充填；不循环封无法实现筛套环空循环充填；挤压充填施工后要进行冲砂工序才能完井；封上采下绕丝防砂施工井，工序复杂，易发生井下事故，以及小夹层无法实现分层挤压充填防砂等等。

二、防砂工艺存在问题：2.1、加砂量少，达不到设计砂量、加砂量少的原因：（1）污水作为携砂液时，因携砂能力低，充填砂在污水中沉降速度快，易在井筒、地层内快速堆积，充填砂很难进入地层深部。（2）地层亏空小，吸砂量受限。（3）防砂车组排量及加砂比的大小也对加砂量起到一定限制作用。

2.2、多层位井、厚油层井地层得不到均衡充填当使用污水作为携砂液进行挤压充填施工时，携砂液到达地层被炮眼分流，流速会大幅度降低，携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内快速堆积，这样在相对高渗透层或吸液启动压力低的油层没有填饱砂子时，下部油层已经被砂子掩埋。没有得到充填的油层渗透率明显低于得到充填疏通的油层，生产时便会产生出液不均。在大厚度油层中，携砂液首先进入层内亏空部位（这个部位一般在油层顶部），携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内堆积逐渐掩埋油层，使中下部层段得不到充填疏通，油井在生产时也就发挥不出最佳的产能。

2.3、挤压充填施工后不能实施有效反洗井挤压充填施工后无法立即反洗出油管内石英砂，必须增加探冲砂工序，才能进行完井施工。延长了施工周期，增加了作业费用，也增加了冲砂液对地层的伤害机率。这是因为挤压充填后如果不关闭充填封隔器充填通道，而进行反洗井操作，地层没有扩散的压力会将油套环空沉积的石英砂层顶开，挤入地层的石英砂及地层砂会随同地层液体一同喷出，特别是地层压力较高的井这种情况会更加严重，其后果造成地层充填效果降低，绕丝堵塞，产能降低。

2.4、封上采下挤压充填防砂存在问题较多2.4.1、无法实现小夹层分层开采从目前封下采下防砂管柱结构可以看出，生产层与非生产层之间，必须有两级封隔器，使封上采下绕丝防砂工艺适应最小夹层不能小于10m。

2.4.2、出现挤压充填后卡管柱现象分层挤压充填防砂的充填封为不循环封，卡封层在下入防砂管柱及防砂过程中出砂。如果砂子在充填封上沉积，便会造成无法丢手和卡管柱事故发生。

2.4.3、管外串槽时无法施工这种现象表现在挤压充填施工时，生产层与非生产层之间有串槽，套管返水或起压力，而使挤压充填施工无法进行。

三、防砂工艺改进性研究针对绕丝挤压充填防砂工艺出现的问题及不适应性，近两年来我们在完善和改进上开展工作，通过引进先进的工艺技术和创新研究，对绕丝挤压充填防砂工艺进行了完善和改进，基本解决了目前绕丝挤压充填防砂存在的问题，提高了作业效率，节省了作业成本，同时增加了单井产量，为采油厂生产任务的完成起到了保障作用。

3.1挤压充填后有效反洗井工艺的完善针对挤压充填后不能实现有效反洗井的问题，我们主要采取了两种方法来解决：一是引进一种井口转换装置，二是改进了一种滑管井口，挤压充填防砂施工后快速倒扣丢手及关闭充填封通道，即时进行有效的反洗井操作。

滑动井口通过转动滑管和上提一定高度，来实现关闭充填封通道。便于倒扣丢手操作；高压软管与地面三通配合，降低了管汇高度，对接更加方便快捷。

3.2逆向挤压充填防砂工艺技术的应用常规挤压充填的携砂液，是由充填工具进入油套环空，然后由上而下进入地层；逆向挤压充填携砂液，是经防砂工具、中心管，到达井下开关后，再由下而上地通过油套环空，进入地层。该工艺主要解决挤压充填防砂施工加砂量少；大厚度油层使地层部分层面，多层井使部分地层得不到改善的问题，措施后效果较好。

（1）提高挤压充填加砂量。由于砾石在筛套环空的液流方向是由层段的下部向上部流动，砂浆前沿便不存在砾石沉降和在层段底部的堆集，便于砂浆挤入炮眼。（2）对多生产层井能使各层达到最佳的充填效果。携砂液首先进入地层吸液启动压力相对较低的油层进行充填，随着亏空部分的填实，压力也会升高，当压力大于其它油层的吸液启动压力时，携砂液便会进入该油层，这种交替可在层与层之间转换多次，直至所有地层亏空及疏松部分被填实。

（3）对大厚度油层井，能改善每一层面的充填效果。携砂液首先进入层内亏空较大的部位，将亏空部位填实后，压力也会升高，携砂液便进入地层疏松地段，会根据地层的疏松程度，由大到小进行充填压实。（4）地层、射孔炮眼、筛套环空砾石充填过程一次完成，确保了砾石防砂体的连续性和整体性。在挤压充填结束后，打开套管闸门，降低排量，携砂液通过筛管进入中心管上行由油套环空返出，充填砂被阻挡在筛套环空，当环空填实，压力起升后充填完成，形成“地层---炮眼---筛套环空”一个密闭、连续的防砂体。

3.3封上采下一体化工艺技术的研究设计了封上采下一体化分层挤压充填防砂工艺,是将防砂、卡封管柱一次下入，座封丢手后在完成防砂管柱的同时也完成卡封管柱。结构是自下而上：底部开关＋生产筛管＋信筛＋底部封隔器＋盲封管＋顶部封隔器。这种防砂管柱有待现场应用进一步验证效果，预计后期可以解决三个问题：①在卡封层出砂，底部封隔器解卡无效时，主要措施是在顶部封隔器下接头设计有反扣，可从反扣处倒开，起出顶部封隔器，用套铣管冲出封上部环空砂子。②防砂筛管卡死不能解卡时，主要措施是底部封隔器下接头同样设计有反扣，解卡无效时，可从反扣处倒开，起出底部封隔器，用套铣管冲出防砂管环空砂子，便可将防砂管顺利拔出。③防砂管柱工具本体最大外径为107mm，可实现常规套铣管套冲，可以缩短作业占井时间，节省作业费用，完善了防砂工艺，提高了防砂效果。

参考文献：［1］金潮苏，绕丝筛管高压充填防砂井失效原因及对策［J］.石油钻探技术，2010.04［2］刘伟，彭存仓等，低渗油藏高压充填防砂技术研究［J］.特种油气藏，2005.0240