水平井篩管完井工藝技術(shù)及關(guān)鍵工具研究

劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

水平井篩管完井工藝技術(shù)及關(guān)鍵工具研究

劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

針對當(dāng)前水平井油層巖石膠結(jié)疏松，在油井生產(chǎn)過程中容易出砂的問題，本文對篩管完井工藝技術(shù)適應(yīng)工況進(jìn)行了分析，對于目前常用的篩管完井過程中的關(guān)鍵工具沖縫篩管進(jìn)行了結(jié)構(gòu)研究。通過研究得到了針對不同出砂嚴(yán)重度的對應(yīng)篩管完井工藝及完井管柱結(jié)構(gòu)，這對于油井的防砂壽命和開采有效期起著至關(guān)重要的作用。

水平井；篩管；完井；研究

隨著水平井篩管完井技術(shù)在當(dāng)前疏松砂巖中應(yīng)用越來越多，對其工藝技術(shù)要求也越來越高。采用篩管完井的主要目的是對油層砂進(jìn)行阻擋，達(dá)到允許粒徑的砂粒進(jìn)入井筒目的[1]-[2]。篩管完井的工藝技術(shù)根據(jù)不同油層出砂情況，可以選擇不同的水平井篩管完井方案。本文主要對不同的水平井篩管完井工藝技術(shù)的適用油層情況進(jìn)行了分析，給出了不同工藝的完井管柱結(jié)構(gòu)。對于目前常用的沖縫篩管進(jìn)行了深入探討，對于該工具的現(xiàn)場應(yīng)用提供了一定的參考意義。

1 水平井篩管完井工藝技術(shù)分析

針對不同的油層情況，目前的水平井篩管完井工藝主要有以下幾種方式。

(1)管內(nèi)篩管循環(huán)充填完井 該工藝主要針對出砂不太嚴(yán)重的砂巖油藏，同時(shí)油層供液充足，不需要對油層進(jìn)行壓裂的情況。如渤海灣地區(qū)的館陶組油藏常用此工藝。該工藝先對套管射孔完井，再下入篩管，在篩管和油層套管環(huán)空之間充填砂子，阻擋地層砂。對應(yīng)的完井工藝管柱為：絲堵+油管短節(jié)+礫石充填裝置+油管短節(jié)+篩管串(含扶正器)+水平井空心橋塞+油管變扣+油管串至井口。

(2)管內(nèi)篩管一體化擠壓充填完井 該工藝主要適用于地層供液情況一般的疏松砂巖油藏，需要對油層進(jìn)行壓裂的情況，如渤海灣地區(qū)的沙河街組油藏。該工藝能將篩管和套管之間的環(huán)空填實(shí)，同時(shí)對近井地帶和油層內(nèi)先進(jìn)行壓裂，然后將其用砂子填實(shí)，增加地層出油效果，形成了多級擋砂屏障，保證了油井壽命。對應(yīng)的完井工藝管柱與管內(nèi)篩管循環(huán)充填完井相似。充填管柱由于要進(jìn)行壓裂，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜：服務(wù)器+沖管+變扣+油管串+水力錨(每500m設(shè)置一個(gè))+油管串至井口(井口用大勾反加壓)。

（3）裸眼篩管外礫石充填完井 該工藝主要針對井壁不易坍塌的油層，能增大油層滲流面積，提高產(chǎn)量，且在篩管外進(jìn)行礫石充填，可以起到支撐井壁的作用。該工藝通常采用上部注水泥固井下部篩管完井。常用的完井管柱結(jié)構(gòu)為：絲堵+套管短節(jié)+洗井閥+套管短節(jié)+篩管串+套管短節(jié)+可鉆盲板+裸眼封隔器+分級箍+鉆桿串至井口。

（4）管內(nèi)單獨(dú)懸掛篩管完井 該工藝主要針對出砂不嚴(yán)重的油藏，該工藝一般先采用油層套管射孔完井，然后下入篩管，用空心橋塞懸掛在套管壁上，該工藝不需要進(jìn)行礫石充填，在油井生產(chǎn)若干年后篩管失效后可以輕松將橋塞解封，拔出篩管進(jìn)行二次老井防砂。對應(yīng)的完井管柱為：絲堵+油管短節(jié)+篩管+油管短節(jié)+水平井空心橋塞+油管串至井口。

2 關(guān)鍵工具研究

水平井篩管完井最為關(guān)鍵的工具是篩管，篩管的質(zhì)量好壞、篩管結(jié)構(gòu)和孔眼尺寸關(guān)系著整個(gè)油井的開采壽命、防砂效果、出液量和經(jīng)濟(jì)效益，選取不合理的話可能會(huì)造成油井出砂嚴(yán)重，導(dǎo)致后期的打撈失敗，整個(gè)油井廢棄的嚴(yán)重后果。

目前已有的篩管有以下五個(gè)大類：①割縫篩管、直縫篩管、梯形縫篩管和組合縫篩管。②鉆孔篩管。③繞絲篩管。④沖縫篩管。⑤精密復(fù)合篩管。

圖1 沖縫篩管剖面示意圖

圖2 沖縫篩管實(shí)際剖面結(jié)構(gòu)圖

其中沖縫篩管相比之下性價(jià)比較高，擋砂效果較好，如圖1和圖2所示。沖縫篩管采用沖縫螺旋分布，大大提高了過濾套強(qiáng)度。在局部受外部擠壓時(shí)，受壓部位在外力作用下，間隙減小或者閉合，保證防砂的可靠性。采用精密沖縫技術(shù)，不銹鋼沖縫過濾套的沖縫開口在側(cè)面，避免了地層砂對沖縫篩管的直接沖蝕作用。沖縫間隙的加工通常情況下根據(jù)不同油井的砂粒徑進(jìn)行確定，可以控制在要求的加工誤差范圍之內(nèi)，保證其過濾精度的要求。目前常用的篩管基本數(shù)據(jù)見表1。焊接方式上將篩管套與基管進(jìn)行一體化焊接，充分保證篩管在井下復(fù)雜情況下和多年生產(chǎn)后仍能不會(huì)與基體脫離。

3 結(jié)語

①通過分析得到了適用于不同油層情況下的篩管完井工藝，給出了其對應(yīng)的優(yōu)化的篩管完井管柱結(jié)構(gòu)。②對于關(guān)鍵工具篩管進(jìn)行了研究，給出了抗擠壓能力強(qiáng)，抗沖蝕效果好的沖縫篩管結(jié)構(gòu)，為現(xiàn)場應(yīng)用提供了參考。③對于上部固井下部篩管完井的方案，篩管失效后可以采取篩管射孔，在篩管內(nèi)下入小尺寸篩管，對小尺寸篩管外空間進(jìn)行礫石充填的二次防砂工藝。

（文章題目：水平井篩管完井工藝技術(shù)及關(guān)鍵工具研究）

[1]劉言理，聶上振，楊延征.水平井完井方法研究和優(yōu)選[J].價(jià)值工程,2015,10,34(378),94-95．

[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,2015,07,149-150．

[3]劉言理，聶上振.上部注水泥下部精密復(fù)合篩管完井技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].化工管理,2015,05,158-159．