水平井防砂工艺技术

大港油田水平井分段防砂采油工艺技术研究作者：张冬来源：《科学与财富》2020年第05期摘要：出砂是困扰水平井开发砂岩油气藏最大的问题之一。

对于水平井防砂，全井段笼统的防砂方式难以达到针对性、有效性防砂效果。

因此，搞清楚出砂沿水平段井身轨迹的分布规律，进行合理分段并实施分段防砂，才能达到良好的防砂目的。

本文在系统分析水平井出砂机理及出砂原因的基础上结合大港油田水平井开发现状形成了针对性的水平井分段防砂采油工艺技术，并取得了良好的增油效果。

该工艺的成功应用，消除了长井段水平井动用不均匀的技术瓶颈，极大地提高了水平井井段有效充填率，使油层整体得到充分改造，实现了油气开发的降本增效，也为其他同类油藏的开发提供了启示。

关键词：水平井;分段防砂采油;大港油田水平井其优势就是可以增大泄油面积，减小渗流阻力，大幅度提高单井产量，目前已经在大港油田得到了比较广泛的应用，对油田的高产稳产起到了很大作用。

然而在水平井开采过程中，往往遇到由于地质储层分布的非均质性而引起水平段间渗透率、孔隙度等油层物性发生较大变化：或者水平井为双台阶式分布的两层结构使水平井呈现开采的不协调：或者由于油井生产一段时间后，受底水或边底水的影响，油井含水上升，常规技术无法有效控水，影响了水平井的开发效果;或者对于一个较长的水平井段，为了使它能够更经济地开采，均需要对水平井段进行分段开采，来保证水平井开采的效率。

特别是疏松砂岩油藏胶结疏松，易出砂，油井要正常生产，必须进行防砂作业。

然而水平井却存在着长井段水平井钻遇非均质油层、泥岩及高含水等夹层，采用笼统滤砂管防砂或砾石充填作业难以有针对性地对局部地层进行精细防砂的行业难题。

迫切需要通过现场不断探索，形成针对性的出砂油藏水平井防砂采油工艺技术。

1 水平井防砂工艺技术根据大港油田油藏实际情况和目前水平井防砂技术现状，主要采用精密微孔滤砂管、复合绕丝滤砂管、金属毡滤砂管为三种挡砂方式的砾石充填防砂工艺。

大港油田水平井防砂工艺技术应用研究摘要：水平井在大港油田的油气开发进程中发挥了重要的作用，已经成为提高油气采收率的一种重要手段。

然而由于大港油田诸多油藏属于砂岩油藏类型，地层胶结疏松，经过数十年的开发历程，油井出砂日趋严重，严重影响了油气生产。

因此，加强水平井防砂工艺措施的攻关与应用刻不容缓。

本文针对大港油田水平井出砂的特点，对油气井防砂工艺技术进行了深入的研究，已经形成了水平井筛管完井防砂技术、水平井管内防砂技术和水平井砾石充填防砂工艺技术，有效地解决了油井出砂、出细砂、出细粉砂、出泥浆等问题，为大港油田的稳定发展，起到了积极的推动作用。

关键词：大港油田；水平井出砂；防砂工艺0前言水平井防砂技术是针对水平井在开采过程中，油、气、水井出砂而开展的一项技术研究。

大港油田的水平井防砂工艺技术，经过二十多年的研究开发，从早期的单一的固砂技术，发展到今天的综合防、排砂技术，并已形成了完整的针对性很强的防、排结合防砂体系。

总体技术水平居于国内领先地位，达到了国际先进水平。

部分技术达到了世界领先水平。

目前，大港油田水平井防砂技术主要包括水平井筛管完井防砂技术、水平井管内防砂技术和水平井砾石充填防砂工艺技术等。

目前，油田应用较多的是水平井弹性筛管裸眼完井防砂技术和水平井管内防砂技术。

这两类防砂技术在辽河油田防砂效果良好，具有广阔的推广应用前景。

1.水平井筛管防砂完井技术1.1技术原理采用高强度弹性筛管为完井筛管，高强度弹性筛管和水平井防砂悬挂器是该技术的主要构成。

高强度弹性筛管是一种具有独特结构的防砂专用筛管，它以单层厚壁API标准的油管或套管做基管，基管上钻有若干个阶梯孔，将过滤介质经过特殊工艺组装成一个个过滤件，然后再将这些过滤件通过焊接安装到基管的阶梯孔里，形成单层管的整体防砂结构，特殊弹性纤维防砂材料具有自我解堵的能力，保证油井防砂后在较长的时间内获得较高产能。

水平井悬挂器由座封、锚定、密封、锁紧、丢手、解封等机构构成。

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%。

稠油水平井防砂工艺【摘要】由于稠油油层一般有胶结较疏松，油层易出砂的特点，所以须进行防砂工艺设计。

本文针对稠油油藏的地质以及开采因素等方面。

简要对稠油井的完井方式、防砂工艺进行了优选。

结合传统的防砂技术以及完井方式，优选出了以精密滤砂筛管砾石充填防砂技术为主要防砂工艺。

该工艺在油田的现场生产实践中得到了验证与推广，对于稠油水平井的防砂工艺设计具有指导意义。

【关键词】稠油防砂工艺完井方式精密滤砂管分段完井1 防砂技术分类根据防砂原理及工艺特点，目前主要防砂方法主要有以下几种方法。

1.1 机械防砂机械防砂方法可以分为两类，第一类是仅下入机械管柱的防砂方法，如绕丝筛管、割缝筛衬管、各种滤砂管等。

这种方法简单易行，施工成本低。

缺点是防砂管柱容易被地层砂堵塞，只能阻止地层砂产出到地面而不能阻止地层砂进入井筒，有效期短，只能适用于中、粗砂岩地层。

第二类机械防砂方法为管柱砾石充填，即在井筒内下入精密滤砂筛管、绕丝筛管或割缝衬管等机械管柱后，再用砾石或其他类似材料充填在机械管拄与套管的环形空间内，并挤入井筒周围地层，形成多级滤砂屏障，达到挡砂目的。

这类方法设计及施工复杂，成本较高；但挡砂效果好，有效期长，成功率高，适用性广，可用于细、中、粗砂岩地层，垂直井，定向井，热采井等复杂条件。

1.2 化学防砂化学防砂是向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层、提高地层强度的目的。

化学防砂主要分为人工胶结地层和人工井壁两种方法。

人工胶结地层是向地层注入树脂或其他化学固砂剂，直接将地层砂固结；人工井壁是将树脂砂浆液、预涂层砾石、水带干灰砂、水泥砂浆、乳化水泥等挤入井筒周围地层中，固结后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁。

2 防砂完井方式考虑到稠油粘度大和开采后期气驱阶段防汽窜措施的实施，完井方式共考虑了以下三种：（1）全井段固井射孔-管内冲填防砂完井的优点在于能有效进行井段分离，避免层段之间的窜通。

水平井二次防砂工艺技术研究与应用摘要：很多水平井在经过了多年的开采之后，防砂筛管在使用过程中经过时间流逝之后，在生产过程中容易发生泄漏，致使防砂效果不复存在，由此就会严重影响到油田的正常有序生产。

所以说水平井的纺纱筛管到了一定期限需要进行更换，才能够保证油田生产工作的正常进行。

具体而言水平井需要做二次防砂工作，才能够让油田继续开采使用。

关键词：水平井；二次防砂；工艺经过大量实践研究经验，包括到现场进行实地考察调研后，再加上对水平井二次防砂工艺的深入研究，制作出了适用于水平井二次防砂作业的新装置，也对相关的工艺进行了升级改造，相较于之前有了很大的改进。

一、水平井二次防砂工艺分析部分油田的油层多为疏松砂岩油藏，所以在开发的前期为了能够增大水平井的出油量，打造了众多的水平井，而为了防止地面出砂，完井工艺就采用了防砂筛管这种早期的防砂工艺技术。

但是随着油田开采时间的延长，防砂筛管这种早期的防砂工艺技术已经无法适应水平井的工作负荷，再加上油藏中多为细粉砂，泥质含量较大且粒径分布几乎没有规律性，所以在水平井的生产后期，就出现了漏砂现象[1]。

具体而言，地层出砂导致本就疏松的油层更加严重，久而久之就导致防砂筛管被堵塞，由此造成水平井的产油量大为降低，严重影响了油田的生产效能。

而水平井二次防砂工艺其实简单来说就是一种后期防砂完井工艺技术，可以进一步发挥水平井的剩余潜力，使得老井能够重新获得生机与活力，重新开始工作，从而有效降低油田开采的成本。

所以说水平井二次改造工艺是一项比较经济的工艺手法，能够最大程度发挥水平井的价值。

二、水平井完井工艺技术以及防砂原理针对于水平井二次挤压砾石充填防砂为例具体分析研究防砂完井工艺技术的防砂原理。

首先是完井工艺技术的流程，其一是需要做好防砂施工的前期准备工作，具体而言包括原井眼的通井、刮削以及替浆等；其二是需要将二次防砂筛管导入到水平井中，将其他一些辅助性工具均进行换新处理。

在地面上将各种准备工具摆放好，依据完井工艺流程以及各环节步骤辅助进行施工。

为了保证石油能够有效并顺利的被开发出来，需要对砂岩进行防护，还能进行砾石填充防护完井工作在水平井的底部。

笔者通过对本篇文章的形式对水平井防砂完井技术进行分析探讨，针对完井过程中遇到的问题进行分析研究，寻找解决问题的对策，从而保障水平井防砂完井过程能够顺利进行，提高石油矿藏的生产效率，满足全球现代化建设。

一、水平井防砂完井技术水平井防砂完井技术是现代化开采石油矿藏的主要技术之一，其主要是通过对水平井的外部进行扩充加固，防止由于井壁的疏松导致整个砂井的塌陷，在填充的过程中采用最多的就是石块，利用石块的坚固性和抗压性，弥补砂井疏松的问题，从而提高了油井的开发率。

这个技术的一些工作步骤有以下几条：（1）首先要将水平井清理干净应用通井规，然后在水平井的竖直方向和水平方向的那个拐角处的坐封位置，用一个比较锋利的工具进行刮削，多刮几次，保证油管的压力是正常的。

（2）将一些工具依次下到井内，需要估测每一个油管在下滑的过程中速度要大于两分钟，为的是保证工具完好无损。

（3）在油管即将抵达运行位置时，就应当加快油管的传输速度，要求每根油管的下降速度在三分钟以内（4）要对水平井的进出口进行重复清洗，在管柱到达一定的位置后，然后进行放球，不要让里面的气体放出并封上，最后丢手。

（5）将丢手与充填服务器相连起来，然后设计冲管的长度，冲管下到井里能够与砾石填充装置对接才算是设计成功了。

（6）加强水平井底部的防砂效果，可对水平井底部进行填充加固物。

（7）把管线全部倒入井里，对油井进行彻底的清洗，清除油管里的所有沙子，为的是不让砂石阻碍油管，以便工作正常进行。

二、水平井防砂完井过程中存在的问题水平井防砂完井过程较为复杂，其运行过程中可能存在较多的突发问题，从而对整个石油矿藏的开展造成阻碍。

例如：管道在想下运行的过程中可能会遇到阻碍物的堵塞，或者工具作桥的过程中存在断连的现象，这些问题都会阻碍水平井防砂完井的建设，接下来笔者将对这些问题进行分析研究：（1）水平井防砂完井的过程中，部分年久的砂井中存在较多的石块等阻碍物，所以在管柱下滑的过程中有很大可能受到阻碍，管柱在不同井里下放遇到阻碍的情况也不大相同，水平井里较容易阻碍，只要有一点砂子管柱就下降不了，使管柱卡住了无法移动。

水平井高压充填防砂技术研究与应用一、曙光油田水平井概况曙光油田位于辽河盆地西部凹陷西部斜坡区内断裂发育，地质条件复杂，油区内多种油层类型和各种油品共存。

曙光油田稀油、稠油、超稠均有出砂严重的区块，其中比较典型的是曙三区、杜813兴隆台等。

水平井是油田开发的一项革命性创新技术，水平井油藏接触面积是直井的5～10倍以上，它可以大幅度提高单井产量，实现油气田的高效开发。

由于区块油藏埋藏浅，压实作用弱，油藏出砂现象普遍。

油层出砂使油水井频繁砂卡，使油水井被迫停产停注，造成油藏采油速度低，影响油藏采出程度和最终采收率。

超稠油杜813-44-82井区曾经规划部署的40口新井因出砂严重暂停钻井，影响可采储量70万吨。

油井出砂还导致套管损坏严重，杜813兴隆台区块套损率高达44.3%。

二、主要技术成果针对上述问题，曙光采油厂经过三年的技术攻关，通过不锈钢精密微孔滤砂管、充填防砂装置等井下工具的研制，合作建立水平井循环充填物理模型，研究水平段填充机理，改进携砂液体系，优选充填砾石，改进完善了水平井高压填充防砂技术。

研究改进了水平井砾石填充管柱，研究优选了水平井充填材料，建立了物理实验模型，保证能够在水平井段形成平衡堤式充填，有效指导提高水平井砾石充填防砂工艺。

1.水平井管内砾石充填防砂工艺1.1不锈钢精密微孔滤砂管不锈钢精密微孔滤砂管设计研究是水平井高压充填防砂工艺的重要环节，在设计中充分优选了高强度、高渗透性、挠度好、高孔/面率、高耐温及耐腐蚀能力强的系统结构。

不锈钢精密筛管整体设计从内到外由基管、复合防砂过滤套及不锈钢外保护套等组成。

1.1.1结构组成防砂过滤层采用不锈钢丝编织双层过滤网和三层导流功能层结构，采用先进焊接技术工艺与基管进行焊接。

同现有的其它过滤元件相比，具有坚固的结构，高的拉拔强度，更大的抗挤压强度、抗腐蚀能力，在油层工作中不易堵塞，有精确的缝隙尺寸、较高孔/面率、容易反冲洗等特点。

其延伸率、径向可变形量、扭曲变形量、弯曲变形量均大于API油管。