水平井充填防砂

稠油水平井砾石充填防砂工艺分析及矿场模拟评价赵洪涛1,齐　勇2(1.中石化胜利油田分公司石油开发中心,山东东营　257000;2.中石化胜利油田分公司临盘采油厂,山东德州　251507) 摘　要:近年来,伴随着国内水平井完井的大规模应用,水平井砾石充填防砂工艺得到了快速的发展,相关的室内模拟和研究工作成果也非常多,但没有此类矿场模拟报道,本文主要以一口稠油水平井充填模拟试验数据为基础,验证和探索水平井砾石充填效果及模式。

关键词:砾石充填;水平井;防砂;稠油油藏 中图分类号:T E358+.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)13—0150—02 对于出砂油藏的水平井,砾石充填防砂完井是一项有效的防砂手段。

与其它完井方式相比,水平井砾石充填具有更大的优越性,尤其是对于疏松砂岩易出砂的稠油油藏,砾石充填是水平井首选的防砂方式。

水平井砾石充填研究成果更主要集中在物模和数模试验的相关报道及文献,矿场使用情况较少,本文主要通过一口单井的矿场模拟结果进行深入验证及分析。

1　矿场模拟试验矿场试验为简化充填过程中砂浆流动形态,设计在两层滤砂管中间进行砾石充填,通过压力、砂量、反排情况确定充填效果。

1.1　单井基本条件1.1.1　油藏条件坨826-平19井是王庄油田坨826区块的一口水平井,该区块属于典型的高孔高渗超稠油区块,岩性以含砾砂岩为主,油层有效厚度26～28m 。

1.1.2　完井条件该井垂直井深1368m ,水平段长216.29m ,采用7口寸高精密滤砂管完井。

在1494m 以上采用一次固井,水泥返到地面。

1.2　试验条件为简化试验条件,循环通道为7口寸和4口寸两层滤砂管环空,环形单边通道19mm,局部通道只存在液体交换,保证固体砂粒的沉积。

7口寸滤砂管顶部有M 点,充填时砂浆可以通过,模拟套管单一孔眼。

在该点存在液体和固体的交换。

4口寸滤砂管内设计73等径冲管,冲筛比为0.82,保证充填效果(见图1)。

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%。

水平井裸眼砾石充填防砂完井技术研究摘要：高孔高渗储层在全球占有较大比例，对高孔高渗油藏实施防砂完井能够大大延长油井的开采有效期，提高油井采收率。

目前水平井的开发是实现油井高产稳产的有效手段，水平井的开采一般采用潜油电泵强采，液量大，油井开采后近井地带亏空，地层骨架松散，会造成油井大量出砂；水平井、大针度井的砾石充填完井可以将防砂有效期延长至十年。

笔者对砾石充填完井技术进行了相应管柱结构及配套工具性能的研究，对各项施工参数进行了设计，为相关技术人员的现场应用和技术研究提供了有意义的参考。

关键词：水平井；裸眼砾石充填防砂完井1、前言为实现疏松砂岩水平井的有效开发，笔者对水平井裸眼充填完井技术进行了研究，研究了配套的防砂完井管柱、筛管和配套工具的结构与性能，对完井过程中的施工过程中的泵压、排量、砂比等重要参数进行了优化。

在现场进行砾石充填的过程中，由于影响砾石充填效果的因素比较多，所以在实际的防砂完井设计中需要加强对井径数据、完井液、管柱结构、防砂工具等的优化分析。

在现场的应用过程中，采用的砾石充填砂比保持在5%-10%，排量保持在500-1000L/min。

通过采用循环充填方式进行筛管与裸眼之间的砾石充填，挡住了有层中的砂子讲入井筒。

2、水平井裸眼砾石充填完井技术特点分析对于水平井而言，为了在最短的时间内获得最大的经济回报，较好的开采方式是电泵强采，但这也会造成油井过早出砂，检泵作业频繁，生产成本大大增加。

较为理想的完井方式是采用筛管外充填挡砂砾石的方式，裸眼完井方式保证了油层与井筒的接触面积，同时在筛管外部采用挡砂砾石，不仅能够起到筛管和砾石多级挡砂屏障的效果，还可以机械支撑井壁，避免井壁在开采一段时间后因骨架松散发生坍塌。

在油井生产出去，细粉砂能够随液体流人井筒，有了砾石充填层的保护能够降低液体对筛管的直接冲刷，提高了筛管的挡砂有效期。

因此采用裸眼+筛管+砾石充填层的完井方式大大提高了油井防砂时间，能够满足日产液100方以上的生产需求。

胜利油田水平井裸眼分段充填防砂技术与应用孙浩玉; 刘春艳; 胡高群; 马明新【期刊名称】《《石油地质与工程》》【年(卷),期】2019(033)006【总页数】4页(P81-84)【关键词】胜利油田; 水平井; 防砂; 砾石充填【作者】孙浩玉; 刘春艳; 胡高群; 马明新【作者单位】中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257000; 中国石油燃料油有限责任公司青岛仓储分公司山东青岛266599【正文语种】中文【中图分类】TE257胜利油田开发中后期生产含水逐渐升高[1]，生产压差和采液强度不断增大，导致油井出砂加剧，生产中滤砂管被堵塞问题越来越严重[2]。

单一的筛管防砂工艺已经不能满足水平井防砂的要求，水平井砾石充填技术应用越来越得到重视[3]。

长水平段水平井工艺在胜利油田应用广泛[4]，受水平井单段充填工艺充填段数限制，随着充填长度的增加，充填过程中容易产生砂桥堵塞，管内砾石充填率低、充填效果不理想[5]；而水平井砾石分段充填技术，裸眼部分通过管外封隔器分段、逆向砾石充填的方案，将长水平段分成若干个小井段进行分段分次充填施工，可以大幅度提高水平井裸眼长井段砾石充填密实效果，减缓或避免在生产过程中防砂筛管被堵塞，提高长水平段水平井的防砂效果和寿命[6]。

本文阐述了水平井分段砾石充填技术工具管柱结构和工艺原理，现场应用表明，水平井裸眼分段充填防砂工艺成熟可靠，可实现一趟管柱多段连续充填，有效避免了长井段充填时砂沉积堵塞的风险，提高了长水平段水平井的充填密实程度和充填效果，是长水平段水平井提高防砂质量的有效技术。

1 分段砾石充填防砂工艺1.1 裸眼单段充填工艺（1）工具管柱。

外管柱结构（自下而上）：引鞋+底部充填工具+防砂筛管+定压阀+免钻分级箍工具（或固井盲板+管外封隔器+分级箍）+套管串至井口（图1）。

内充填管柱：密封插头+油管串至井口。

图1 裸眼单段充填工艺管柱（2）充填工艺。

水平井筛管完井后，首先进行筛管顶部注水泥施工，通过免钻分级箍工具对筛管上部套管串进行环空固井作业，固井施工完成后，再下入内充填管柱内密封插管，打开底部充填工具进行充填防砂施工，实现底部逆向充填，从而达到防砂增产的目的。

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。