第２９卷第３期２００７年６月
石油钻采工艺
ＯＩＬＤＲＩＬＵＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴｌ０ＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２９Ｎｏ．３
Ｊｕｎｅ２００７
文章编号：１０００—７３９３（２００７）０３—００５２—０４
高压砾石充填防砂工艺参数优化设计
马代鑫
（胜利油田有限公司东辛采油厂，山东东营２５７０９４）
摘要：高压一次充填是目前对严重出砂油气井十分有效的防砂工艺措施。砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是高压砾石充填施工过程中影响施工成败和防砂效果的主要因素。为了优化施工参数，改善施工效果，首先分析和研究了地层砂侵入砾石层的特性和砾石层压降计算方法，评价其挡砂效果和对产能的影响，建立了砾石尺寸综合评价方法，用来优选最佳砾石尺寸。以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标，建立了给定携砂比、携砂液黏度条件下的最小临界排量计算方法，可用来对施工参数进行组合优化设计。最后研究了绕丝筛管尺寸和管柱结构的设计，提出了一套高压砾石充填施工参数优化设计理论与方法。设计结果满足防砂基本要求并达到优化目的，防砂施工效果良好。
关键词：高压砾石充填；砾石尺寸；临界排量；施工参数；优化设计
中图分类号：ＴＥ３５８．１文献标识码：Ａ
高压砾石充填防砂工艺利用～体化管柱首先在管外地层进行挤压充填，在井筒周围形成一定厚度的充填砂体，然后在管内进行循环充填，形成筛套环空砾石层。由于管外充填砾石提高了井筒附近地层的渗透性，管外、管内砾石层又是很好的挡砂屏障，因此高压砾石充填防砂的挡砂效果较好，并且可以获得较高的防砂后产能。目前高压砾石充填被广泛应用于出砂严重的油气井防砂。
高压砾石充填防砂设计原则为：（１）挡砂效果好，并能获得尽可能高的防砂后产量；（２）能够顺利施工，达到管外、管内充填的目的。前者主要取决于砾石尺寸；而后者主要取决于携砂比、充填排量、携砂液黏度等施工参数。如果这些参数设计不当，砾石颗粒在通过水平射孔孑Ｌ眼时可能发生过度沉积，提前脱砂而将孑Ｌ眼堵塞，之后管外地层将得不到有效的充填。根据上述分析，高压砾石充填施工参数的主要设计内容包括砾石尺寸优选、携砂比、充填排量、携砂液黏度等施工参数的确定，另外还包括绕丝筛管参数以及防砂管柱尺寸的设计。
１高压充填砾石尺寸优选
砾石尺寸的优化对高压砾石充填防砂至关重要。挡砂效果与产量是相互矛盾的两个方面，都受砾石尺寸的制约。砾石尺寸过小，能够有效挡砂但对产量影响较大；反之可获得高产但挡砂效果不好。因此，砾石尺寸的选择必须考虑砾石尺寸对防砂后产量的影响以及地层砂对砾石层的侵入特性。１．１地层砂侵入特性
生产过程中，较细的地层砂会不同程度地侵入砾石层，使砾石层渗透率降低或直接穿透砾石层导致防砂失效。地层砂侵入砾石层的试验研究表明，侵入程度与尺ｃ。（砾石与地层砂中值之比）有关¨Ｊ：ＲＧｓ＜５，无地层砂侵入；５＜Ｒ。。＜６，基本无地层砂侵入；６＜ＲＧ。＜８，地层砂轻微侵入砾石层，侵入厚度较小；１０＜Ｒ。。＜１５，地层砂随生产时问延长逐渐侵入砾石孑Ｌ隙，并在其中运移；１５＜尺。。，地层砂可以自由侵入并通过砾石层，不起挡砂作用。
根据上述结果，Ｒ。。＝５为无地层砂侵入的Ｉ临界值。为了便于进行评价，定义砂侵指数为实际砾石与地层砂中值之比与５的比值。砂侵指数越大于１，表示砂侵越严重。仅从挡砂效果的角度考虑，砂侵指数越小越好。
１．２炮眼砾石层压降计算
砾石充填井中从地层到井筒的各个渗流区域
作者简介：马代鑫，１９６８年生。１９９０年毕业于石油大学（华东）石油工程专业。现从事采油工程技术研究与应用工作，高级工程师。电话：０５４６—８５３５２２８，Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｘｃｙｋ＠ｓｌｏｆ．ｃｏｍ。
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