水平老井二次防砂完井工藝技術(shù)研究

劉言理(大港油田公司石油工程研究院, 天津 300280)

水平老井二次防砂完井工藝技術(shù)研究

劉言理(大港油田公司石油工程研究院, 天津 300280)

絕大多數(shù)水平井經(jīng)過多年開采之后，容易出現(xiàn)篩管堵塞或者漏砂的情況，嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)。渤海灣海上油田生產(chǎn)初期一般大泵強(qiáng)采，導(dǎo)致生產(chǎn)后期油井出砂愈發(fā)嚴(yán)重，通過對現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)調(diào)研，開展了相關(guān)水平老井二次防砂完井配套工藝技術(shù)的研究,得到了適用于水平老井二次防砂完井的套管、篩管、空心橋塞和礫石充填裝置，優(yōu)化了工藝技術(shù)。經(jīng)研究結(jié)果表明：研究的相關(guān)配套防砂完井工藝技術(shù)能滿足現(xiàn)場施工生產(chǎn)需要，增油效果顯著，能大幅度提高油井產(chǎn)能，避免了重新打新井造成的巨大人力物力浪費(fèi)，同時，也為其它油田區(qū)塊類似水平老井二次防砂完井提供了參考和借鑒。

水平老井；二次防砂；完井；研究

渤海灣地區(qū)海上油藏多是疏松砂巖性質(zhì)，且海上油井多為水平井，在油井生產(chǎn)后期導(dǎo)致本身較為疏松的油層出砂更為嚴(yán)重。海上油田開發(fā)初期2000米以內(nèi)的油層一般采用7寸套管完井，超過2000米用5寸半套管完井。由于水平井生產(chǎn)期間油井出砂嚴(yán)重且粒徑分布規(guī)律性差，導(dǎo)致油井篩管最終堵塞，產(chǎn)油量劇降。在當(dāng)前低油價情況下，對老井進(jìn)行改造，二次防砂完井是降低成本，增產(chǎn)增效的最有效方式，所以，對水平老井二次防砂完井的配套工藝技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。

1 水平井老井二次防砂完井方案分析

對于需要防砂的老井，基本上一開始使用的就是直接篩管完井或者射孔套管內(nèi)懸掛篩管完井。對于直接篩管完井的老井，一般是7寸半篩管完井，可以采用對完井篩管進(jìn)行射孔，然后再下入小直徑篩管二次防砂完井的方案。

對于射孔套管內(nèi)懸掛篩管完井的失效水平井，應(yīng)下入撈矛將原橋塞、篩管等防砂工具打撈出井，然后沖砂，將井內(nèi)砂子洗出，最后下入新的防砂完井工具和篩管等對準(zhǔn)生產(chǎn)油層進(jìn)行二次防砂完井，甚至可以對未開發(fā)的油層進(jìn)行射孔，實現(xiàn)新層、老層合采，充分發(fā)揮油層潛能。如需對地層進(jìn)行改造，可以下入完篩管后進(jìn)行擠壓礫石充填。

2 完井基本流程及防砂原理

現(xiàn)在以五寸半射孔套管懸掛三寸半篩管完井為例對防砂完井基本流程和原理進(jìn)行分析。

(1)完井基本流程 依次將篩管、油管短節(jié)和水平井空心橋塞連接在一起，用油管送入到井內(nèi)預(yù)定層位，打壓坐封橋塞，丟手橋塞，起出丟手管柱，施工過程中要保證橋塞懸掛篩管對準(zhǔn)油層，并且上下都有足夠余量。(2)防砂原理 攜砂液將砂子帶到篩管外部被篩管阻擋，液體進(jìn)入篩管中間，從油套環(huán)空返排出地面，砂子最終擠壓在篩套環(huán)空之間，阻擋地層中的部分顆粒砂進(jìn)入油管中，地層中的細(xì)粉砂，粒徑小于篩管密封精度的砂粒會進(jìn)入油管中，隨電泵被采出到地面。

沖縫篩管的縫隙與攜砂流體的流動方向垂直，攜砂流體沖擊篩管后轉(zhuǎn)90度才可進(jìn)入篩管沖縫縫隙，如圖1所示，這種設(shè)計避免了攜砂流體直接沖擊篩管本體對其造成的磨損和傷害。

3 防砂完井管柱優(yōu)化研究

圖1 防砂原理示意圖

(1)篩管選用與設(shè)計優(yōu)化 對于五寸半套管射孔后可以采用兩寸七或者三寸半基管的篩管，這里推薦用三寸半篩管，增加過流面積。三寸半篩管的基管以往一般采用φ88.9mm油管，外面用不銹鋼沖縫鐵皮焊接包裹，一般整體篩管柱外徑最大108mm，內(nèi)通徑為76mm。對于老井二次防砂，建議對篩管基管進(jìn)行加厚處理，如三寸半篩管基管通體全部采用外加厚油管，充分保證篩管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗擠壓能力，最大程度延長篩管的使用壽命，延長油井生產(chǎn)時間。優(yōu)選沖縫篩管，相關(guān)研究表明，沖縫篩管比割縫篩管有效期長，能降低流體對縫隙的沖蝕，大大增加油井開采時間。同時篩孔采用螺旋布孔方式，能大大增加篩孔的過流面積，強(qiáng)度方面也高于割縫篩管的強(qiáng)度。

(2)增加扶正器 在每根篩管的兩端增加扶正器，保證篩管在套管中的居中性，這樣篩管周邊礫石充填厚度均勻，礫石的第二層防砂屏障能大大增加防砂效果。

(3)配置安全接頭 由于地層出砂堆積到篩套環(huán)空之間，或者由于防砂完井過程中本身對篩套環(huán)空進(jìn)行的礫石充填會阻止篩管向上移動，可能導(dǎo)致后期篩管直接上提打撈失敗，這里考慮到防砂完井管柱的后期打撈問題，設(shè)計在每根篩管直接增加反扣安全接頭。

在后期打撈過程中可以降低打撈難度，將懸掛器倒扣起出之后，直接下油管正轉(zhuǎn)對扣，然后正向旋轉(zhuǎn)倒扣篩管，扭矩明顯減低后上提管柱起出倒開的篩管，然后繼續(xù)下入油管正轉(zhuǎn)打撈，這樣最終確保篩管的順利打撈，為水平老井的二次防砂奠定基礎(chǔ)，提供有利條件。

4 結(jié)語

①水平老井二次防砂完井能使老油層煥發(fā)新生機(jī)，是一種較為經(jīng)濟(jì)的老油層挖潛方法，避免了側(cè)鉆井或者重新打井造成的巨大的浪費(fèi)。②可以根據(jù)不同油井的出砂情況進(jìn)行決定是否要懸掛篩管之后進(jìn)行礫石循環(huán)充填還是擠壓充填，因此建議在篩管底部下入礫石充填工具。③該防砂完井技術(shù)特別適用于井位緊張的海上油田或者人工島，在當(dāng)時形勢下，建議在陸地油田也進(jìn)行使用，進(jìn)一步降低油井開發(fā)的成本。

[1]劉言理.大斜度井?dāng)D壓充填膠結(jié)砂完井技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用分析[J].化工管理,2015,8,156.

[2]劉言理.水平井充填一體化化學(xué)防砂完井技術(shù)在海上油田的應(yīng)用[J].化工管理,2015,7,149.

[3]劉言理.疏松砂巖水平井完井工藝及相關(guān)工具設(shè)計研究[J].化工管理,2016,2,198.