挤压砾石充填防砂工艺

砾石充填防砂工艺参数优化设计砾石充填防砂工艺是一种常用的防止水土流失和保护土壤的措施。

通过充填砾石，可以提高土壤的稳定性，减少河流或河岸的冲刷和侵蚀，保护生态环境和人类安全。

为了进一步提高砾石充填防砂的效果，需要对工艺参数进行优化设计。

首先，要确定砾石的大小和种类。

砾石可以分为不同的等级和规格，一般有5-10cm、10-20cm、20-40cm等规格可供选择。

选择砾石的大小和种类应根据具体工程的需要和水文地质条件来确定。

一般来说，对于大型水利工程，可以选择大小规格较大的砾石，以增加充填层的坚固性和稳定性。

其次，要确定充填砾石的厚度和密度。

充填砾石的厚度决定了其对土壤的保护效果，过薄的砾石层容易被水流冲刷，过厚的砾石层则会增加工程的成本和施工难度。

一般来说，砾石充填层的厚度应在20-40cm之间。

充填砾石的密度决定了其对土壤的压实效果和稳定性，过松的砾石层易被水流冲刷，过紧的砾石层则可能导致土壤的排水性不佳。

因此，在充填砾石时，应根据土壤的类型和水文地质条件来确定合适的压实措施，例如辊压、振动等。

另外，要确定砾石充填层的倾斜度和边坡设计。

倾斜度是指充填砾石层的坡度，通常取45°-60°之间。

较大的坡度可以增加充填层的稳定性和抗冲刷能力，但也会增加工程的成本和土地的占用。

边坡设计是指充填层的边缘线形，一般可以选择直线形、斜线形、曲线形等。

边坡设计应根据充填层的厚度、坡度和土壤的稳定性来确定，以确保工程的安全性和稳定性。

最后，要进行充填砾石的施工技术和质量控制。

充填砾石的施工技术包括挖掘、运输、充填、压实等环节。

在施工过程中，要选择合理的施工设备和方法，并进行密实度测定和质量检测，以确保充填砾石的均匀性、稳定性和工程质量。

总之，砾石充填防砂工艺参数的优化设计是一项复杂而关键的工作。

只有合理选择砾石的大小和种类，确定充填层的厚度和密度，以及进行倾斜度和边坡设计，同时结合施工技术和质量控制，才能提高砾石充填防砂的效果，减少水土流失，保护土壤和生态环境。

绕丝筛管挤压砾石充填防砂技术
工艺原理：在井眼内（裸眼或套管内）正对出砂地层下入金属全焊接绕丝筛管，然后泵入砾石砂浆于筛管和井眼环空，通过多级过滤屏障，保证油流沿充填体内多孔系统经过筛管被源源不断地举升至地面，而地层砂则被控制在地层内，确保油井正常生产。

技术特点：具有成功率高，有效期长，适应性强，防砂效果好，油井产量高等优点，而且不受井段长短、井底温度和压力等条件限制。

适用范围：可用于单层、多层的直井、斜井、水平井防砂。

下入充填反洗丢手座封留井图防砂管柱结构及施工步骤示意图
二、技术特点
优点：
（1）施工成功率高，达80~95％；
（2）方法可靠，有效期3~10年；
（3）适应性强，可通过砾石防不同直径的地层砂，可用于单层、多层的直井、斜井、水平井防砂；
（4）对油层伤害小，渗流面积大，油井产油指数高。

（5）可用于严重出砂井坍塌油层地应力的恢复和油井复产。

缺点：
（1）施工复杂，车组动用多；
（2）费用高，单井实施费用最低15万；
（3）不适用于细粉砂地层防砂。

三、选井条件
1、7"井眼井，无套变；
2、多油层井油层跨度不超过20米；
3、具有一定产能，日产油3吨以上；
4、累计冲砂厚度高、出砂量大的生产井。

四、要求提供以下数据：
1、单井储量
2、油层厚度及跨度
3、完钻井深
4、冲砂次数、冲砂厚度
5、日均产油量
6、检泵周期。

第37卷第2期2015年3 月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYVol. 37 No. 2Mar. 2015文章编号：1000 – 7393（2015 ） 02 – 0047 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.02.013水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺杜　丙　国1， 2（1.中国石油大学，北京　102249；2.中国石化股份胜利油田分公司，山东东营　257001）引用格式：杜丙国.水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺研究及应用［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：47-50.摘要：为解决出砂油藏水平井管外均衡改造的难题，研制了裸眼管外分段挤压充填防砂完井工艺。

其原理是通过管外隔离封隔器和可重复开关充填滑套将水平段进行分段封隔，利用防砂服务管柱实现分段挤压充填防砂。

与水平井底部砾石挤压充填防砂相比，新工艺可根据水平段物性差异分段优化防砂施工参数，水平段改造更均衡。

生产实践表明，采用裸眼分段挤压充填防砂完井的井，防砂后产量高，防砂效果好，为水平井防砂完井工艺提供了新的技术思路。

关键词：水平井；分段挤压充填；防砂完井；隔离封隔器中图分类号：TE257 文献标识码：ASand control completion technology by staged squeeze packingin openhole horizontal wellsDU Bingguo1, 2（1.China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Shengli Oilfield Company, Dongying 257001, China）Abstract: In order to address the difficulty in equilibrium modification outside the pipe string of horizontal wells in sand producing reservoirs, the sand control completion technology by staged squeeze packing behind the string in openhole has been developed. Its principle is that, by isolating the horizontal section in stages with isolating packer behind the pipe and packing the sliding sleeve with repeatable switch, the sand-control service pipestring is used to realize sand control by staged squeeze packing. Compared with gravel packing at the bottom of horizontal wells, the sand-control parameters can be optimized in stages according to the differences of physical properties in horizontal section, so the horizontal section can be serviced in more equilibrium. Production practice shows that, in wells completed by staged squeeze packing in openhole section, the production after sand control is even high and sand control effect is favorable, providing a new concept for sand-control completion technology for horizontal wells.Key words: horizontal well; staged squeeze packing; sand control completion; isolating packer2013年胜利油田实施水平井滤砂管裸眼完井217口，其中裸眼底部砾石笼统挤压充填防砂完井89口，占裸眼防砂完井数的41%。

731 概述对于中高渗透松散砂岩储层，非常规压裂技术结合机械防砂技术，实现了改善油井产量，稳定地层砂的特殊改造过程。

在施工过程中，通过压裂可以形成高导电性裂缝，可以提高地层的渗透性，从而消除地层污染，达到提高产量的目的，同时压裂也会缓解这方面的问题。

2 压裂充填防砂工艺该工艺的特点是高黏度，低温防砂工质，高低变排量结构，支撑带清洗和裂缝扩展，防止松散砂岩储层砂。

压裂充填防砂工艺被认为是完成中高渗透多孔砂岩油藏的首选。

压裂充填防砂工艺研究了松散砂岩储层的一套压裂和填充综合支护技术，指标达到或超过设计指标，可有效提高防砂效率和防砂期，保证防砂效果。

在压裂充填防砂工艺中研究的压裂回填管柱和工具具有单层或多层回填的优点。

同时，支撑工具具有基本功能，例如悬挂、隔离、填充、密封，反洗等。

可以进行填充和回收，填充后可以验证填充和二次填充的质量。

通过优化砾石与地层砂和网状节理的相容性，可以减少防砂砂井中砾石的回填，降低渗透率。

在现场施工中，可以实现爆破压力挤压试验和填充验证试验，并且可以计算高度和填充系数以实现裂纹扩展。

动态显示过程；为优化施工参数并进一步完成二次填砂和后效分析提供科学依据。

压裂防砂是一种结合水力压裂和井筒砾石充填的新型防砂技术。

通过压裂，形成短而宽的高渗透性裂缝，改变井眼附近的渗透模式。

通过砾石充填，建立了有效的防砂屏障，充分发挥了砾石层的压裂效果和防砂效果，达到了增产和防砂的目的。

压裂和防砂后的井产能预测是压裂防砂设计和经济性能预测的基础，根据防砂前的流入性能，通过压裂增产与砾石充填能力的比值计算总生产能量比，建立流入性能预测模型。

将压裂液注入防砂井中。

压裂后，连续注入管道，穿孔，套管和套管充满砾石。

由于压裂和填充操作的输出通常很高，井底附近的流体流速非常高，特别是在砾石充填中，砾石层和环形砾石层的流动阻力不小，砾石层将不可避免地影响生产力。

应严格控制裂缝砂井底部附近的结构。

压裂和防砂对生产率有2个影响：一是压裂引起的高导电率和刺激效应；其次，井筒砾石填料增加了流动阻力，导致产量下降。

1 概述砾石充填防砂是指涉及使用砾石、陶砾等固相颗粒充填到井筒或地层中，该技术应用的过程中具有良好的防砂效果，因而在油气田防砂过程中得到了广泛的应用。

然而，上述优点基于合理的设计工艺参数。

由于防砂技术的复杂性和高成本，有必要优化施工工艺参数，以达到良好的防砂效果。

防砂工艺参数设计的合理性将直接影响防砂作业。

本文提出了砾石充填防砂控制过程的砾石粒度选择方法和程序。

 2 砾石充填防砂工艺中砾石的尺寸优选携砂液中砾石的体积浓度与充填效率的关系为随砾石体积浓度的增加充填效率降低。

砾石颗粒大小的优化是砾石充填防砂的关键。

防砂效果和产量是2个相互矛盾的方面，两者都受到砾石尺寸的影响。

砾石的尺寸太小，虽然它可以有效地过滤地层砂，但可能导致更高的表皮系数，从而降低油气井产量，这对产量有更大的影响；相反，虽然可以获得更高的产量，但是防砂周期短，效果差。

中值粒径仅代表地层砂的一般特征，并不反映特定的特征，例如粒度范围、分布和均匀性。

砾石层孔喉直径是指砾石层空隙中能够容纳的最大球形颗粒的直径。

由于砾石颗粒的随机充填，砾石层的孔喉直径并不均匀，对于非等径的砾石更是如此，对于阻挡地层砂的砾石层而言，如果砾石孔喉结构分布与地层砂尺寸分布匹配相当，则砾石层可以起到很好的挡砂效果。

本文采用砾石层孔喉模拟方法模拟砾石沉降过程。

砾石粒度分析和选择过程中需要通过计算机模拟砾石层的孔喉结构。

砾石粒度设计过程如下：根据地层砂的中值粒径，从工业砂砾标准中选择几个中值比为5~8的砂砾。

假设砾石颗粒尺寸是正态分布的，通过计算机模拟了砾石的孔喉结构，绘制了孔喉尺寸的分布曲线。

通过使用地层砂筛曲线绘制每个砾石的孔喉尺寸分布曲线。

砾石粒径的选择与地层砂的大小相同，孔隙度曲线小于地层砂筛曲线。

这确保了砾石层的孔喉尺寸小于整个分布中地层砂的孔喉尺寸。

3 填充量和携砂比优选砾石充填的关键是确保携砂液体能够通过水平射孔并到达炮眼端部。

炮眼中携砂液体是水平管流。

胜利海洋埕岛油田分段挤压充填防砂工艺摘要：本文介绍了胜利埕岛油田馆陶组油层胶结强度低，泥质含量高，水敏性强，油层井段长，夹层大，层间差异大，油层出砂严重，传统的一次性挤压砾石充填防砂管柱经过现场应用不适用该油田的状况，结合井下TSOP防砂理论，重新优化设计了分段二次压裂--充填防砂工艺，经过现场施工应用，该工艺增油效果明显。

关键词：埕岛油田大井段油层防砂管柱优化设计工艺一、分段二次压裂--充填防砂管柱优化设计分段二次压裂--充填防砂工艺是根据同一个油层中每个小层的不同渗透率、不同泥质含量，每一段按照设计参数分段进行施工，当第一段施工完后，在进行下一段的施工之前，视两段之间跨度长短，选择是否下空心桥塞或皮碗封进行支撑，要通过科学、准确的计算将第二段防砂管柱及底部密封插头插入第一段防砂工具内腔，进行下一段的防砂施工。

通过对高渗透地层压裂防砂机理和高渗透地层增产机理的分析，我们以CB25A-6井防砂为例，来阐述通过优化管柱如何实现分段压裂--充填防砂工艺。

1.设计参数的确定CB25A-6井地层疏松、泥质含量高，造成生产过程中泥质、粉砂质颗粒的运移，堵塞了出油通道，地层深部的渗透率因生产过程中的微粒运移使产量不断下降。

因此，本井采用分段二次压裂-充填防砂，以大排量、高砂比施工，压开地层裂缝，并能尽可能实现端部脱砂。

但该井为斜井，清水携砂能力差，因此选用交联压裂液作为携砂液，达到提高砂比，提高填砂效果，压开地层，提高裂缝导流能力的目的。

2.防砂管柱的确定2.1第一段防砂管柱的确定由于该井油层底界距人工井底180.7 m，所以要采取填砂至距油层底部10米左右或在距油层底部5m处打一空心桥塞，以做托砂之用，减少环空填砂量，一般考虑成本或避免空心桥塞下滑，通常采用填砂方式，该井采用填砂方式。

第一段防砂油层顶部存在裸露油层，采用设计开发的一种无套压RF充填封隔器，该工具具有如下特点：a、具有液压座封、一趟管柱即可完成封隔器座封、地层充填、环空充填及丢手的优点。

高压挤压充填防砂工艺技术一、概述胜利油田地质构造复杂，油藏类型多。

目前已开发的60余个油田中疏松砂岩油藏约占1/3，原油产量也占胜利油田总产量的30%以上，是胜利油田的主力生产油藏。

疏松砂岩油藏一般地质年代新，埋藏浅，油层压实程度低，成岩性差，胶结疏松，开发过程中极易出砂，极大地影响了油田的正常开发和生产。

因而，搞好疏松砂岩油藏防砂新技术的研发推广应用工作也就成为保持油井高产、稳产的重要措施之一。

胜利油田开发初期地层能量充足，地层颗粒间所受应力相对平衡；综合含水低，没有进行注水工作，地层粘土矿物不易分散运移，胶结相对较好；但有些油田，例如孤东油田，胶结特别疏松，开发初期即有出砂现象。

基于这种油藏特点，为了有效地开发疏松砂岩油藏从七十年代初期开展了防砂工艺技术的研究攻关，到90年代中期逐步形成了三项成熟的主导防砂工艺：以绕丝筛管砾石充填、悬挂滤砂管为代表的机械防砂工艺技术；以涂料砂、固砂剂、干灰砂为代表的化学防砂工艺技术以及复合防砂工艺技术，这些技术的开发与应用基本满足了胜利油田开发初期的防砂的需要，确保了胜利油田自开发以来长期持续稳产。

随着油田随着油田的进一步勘探开发，油藏情况发生了新的变化：1）大量流体的产出，储层压力下降，储层砂体承载砂粒的负荷逐渐增加，砂粒间应力平衡受到破坏，胶结力降低，出砂日益严重；2）地层亏空逐步增大。

由于开采过程中油井不断出砂，地层亏空，长期下去造成井壁坍塌，甚至套管变形，防砂难度加大；3）平均单井日产量递减迅速。

为遏制这种情况的加剧，除采取注水等措施补充地层压力，提高油井产能外，从防砂角度讲应采取具有增产作用的防砂方法。

4）综合含水不断上升。

含水的升高，加速了地层粘土矿物膨胀和运移，油层岩石胶结力进一步降低，这样不仅会堵塞油层孔隙，又加剧了油井的出砂。

另外在高含水期，主要生产手段是靠大泵体液，提高采液强度。

势必造成液流速度增加和生产压差增大，从而使油井出砂进一步加自封封隔器挤冲转换总称冲 管 筛管 信号指示总称 挤压充填工具 剧，高速含砂液流冲刷和放大生产压差对防砂挡砂屏障造成破坏，导致防砂失效，生产有效期也短。

技术简介：
砾石填充防砂完井技术，是在裸眼水平井段下入的金属焊接绕丝筛管和井眼环空，通过分段充填工具泵入砾石砂浆，充填的砾石被阻隔于筛管周围，形成桥堵作用阻止地层砂的运移。

这种多级过滤屏障，保证油流沿充填体内多孔系统经过筛管被源源不断举升至地面，而地层砂则被井制在地度内，实现油井生产期不出砂或轻微出砂目的。

技术特点：
渗流面积大，导流能力强，可形成大半径面积流，实现增产；
形成的高渗透挡砂屏障直接与井壁紧密接触，可阻止地层骨架砂运移；
采用了水平井分段连续充填技术思路，解决了长井段水平井砾石充填难题；
防砂有效期长，增产效果好。

适用条件：
埋藏浅压实程度差；高孔高渗、胶结疏松易出砂的储层；
泥质含量高、遇水易膨胀松散；储层敏感性强保护难度大，水敏速敏严重的地层；
油砂粒度中值细，稠油密度大粘度高，悬浮力强、流动性差拖拽力大，携砂能力强的特、超稠油油藏；
低孔低渗、易污染堵塞；长期低产低效难动用的储层。

应用案例：
适用于51/2in、7in、95/8in裸眼水平井
钻井现场经验表明：水平段充填长度在300m之内充填效果最好。

充填最长井段：500m，挤压充填量0.3~0.5m3/m ；
环空充填率：>99%；。