特殊井防砂完井工藝分析研究

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

特殊井防砂完井工藝分析研究

劉言理
（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

隨著鉆井技術(shù)的不斷提高，現(xiàn)在特殊井如斜井和水平井越來越多，以前的直井防砂完井技術(shù)已不能滿足其現(xiàn)場(chǎng)需求。同時(shí)在行業(yè)內(nèi)，水平井和斜井礫石充填防砂完井技術(shù)也普遍不被看好，相關(guān)研究者認(rèn)為，礫石本身所具有的重力會(huì)影響礫石在篩管與套管或裸眼井壁環(huán)空之間的充填效果。通過深入研究礫石充填機(jī)理，新的防砂完井技術(shù)不斷出現(xiàn)，如改變礫石充填位置、改變攜砂液脫砂方向等。這些新技術(shù)大大增加了特殊井防砂完井的成功率。本文對(duì)各種防砂完井方法進(jìn)行了分析研究，總結(jié)了特殊井防砂完井的特點(diǎn)，給出了較為合理的防砂完井建議，對(duì)于特殊井防砂完井的進(jìn)一步發(fā)展和提高具有重要意義。

特殊井；防砂；完井；研究

自20世紀(jì)末期開始，世界各大油田和油服機(jī)構(gòu)逐漸加大對(duì)特殊井的開發(fā)力度，如水平井、大斜度井等。這些特殊井的開發(fā)在減少地表土地占用面積的同時(shí)大大增加了井眼與油層的接觸面積，為油井高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)［1］。下套管固井，然后射孔完井的防砂較為傳統(tǒng)，但是這兩個(gè)過程都會(huì)對(duì)油層產(chǎn)生或多或少的污染，影響油田的后期開發(fā)。裸眼完井技術(shù)在鉆開油層前先注水泥固井，然后鉆開油層，這樣可以最大程度地降低固井和完井過程中對(duì)油層的傷害污染，同時(shí)使油層完全裸露出來，提高油井產(chǎn)量。使用裸眼完井的方式在油藏開發(fā)前期產(chǎn)量較高，隨著地層流體的流出，地層巖石逐漸松動(dòng)垮塌，最終造成地層出砂，堵塞井眼。所以對(duì)于易出砂油層的完井方式，是否在油井開發(fā)初期進(jìn)行了有效防砂最終決定了油井的壽命。

1 目前的防砂完井方式介紹

篩管與礫石充填相結(jié)合的方式是目前最為常用的防砂完井方式。篩管分為割縫篩管、沖縫篩管和精密復(fù)合篩管等。礫石充填方式分?jǐn)D壓充填和循環(huán)充填等。循環(huán)充填是將裸眼井壁或者套管與篩管之間的環(huán)空充填滿礫石。擠壓充填是在環(huán)空充填滿礫石的同時(shí)，將地層壓裂，把礫石向地層內(nèi)擠壓。礫石一般用顆粒均勻、圓度好的石英砂或者燒制陶粒。這樣形成了礫石充填層和篩管多級(jí)防砂屏障。

防砂完井施工過程中，將礫石用攜砂液從油管打入井筒中，一起進(jìn)入篩管與套管或者裸眼之間的環(huán)空，攜砂液接著從篩管縫隙中流入到油套環(huán)空中，礫石則被篩管擋住并逐漸積累，最終將環(huán)空填實(shí)。這種方法開始在直井中被大量應(yīng)用，現(xiàn)在在水平井和大斜度井中的應(yīng)用也越來越多。

以往的裸眼水平井防砂一般采用在油層段懸掛篩管的完井方法。近幾年，膨脹篩管的方式也有應(yīng)用。目前，采用獨(dú)立篩管完井的裸眼水平井，篩管非常容易早早就損壞掉，主要原因是油層中的原油攜帶細(xì)砂，在流經(jīng)篩管進(jìn)入井筒的過程中，一直沖蝕篩管縫，時(shí)間長了，篩管就會(huì)被沖出孔洞，導(dǎo)致地層砂大量進(jìn)入井筒，防砂失效，產(chǎn)油量下降，情況嚴(yán)重時(shí)直接油井報(bào)廢。膨脹篩管完井時(shí)，篩管入井前外徑小于裸眼井壁，到達(dá)預(yù)定層位后，將篩管膨脹外徑變大，擠壓在裸眼井壁上，防止井壁坍塌，阻止了油層出砂。但是膨脹篩管完井必須保證篩管膨脹后緊貼裸眼井壁，否則其防砂完井效果與獨(dú)立篩管是一樣的。

所以，篩管外井下礫石充填完井不失為一種好的防砂完井方式。相比其它防砂完井方式，該方式能獲得更高的油井產(chǎn)量和更長的油井壽命，防砂效果較好。對(duì)于易出砂油層不做好防砂措施會(huì)導(dǎo)致許多嚴(yán)重后果，如對(duì)地面和井下設(shè)備的磨損，對(duì)環(huán)境的污染等，甚至?xí)a(chǎn)生潛在的井控問題。出砂量比較大的話會(huì)導(dǎo)致抽油泵堵塞，耽誤生產(chǎn)，如果處理不當(dāng)可能造成油井報(bào)廢。

2 篩管防砂完井方案分析與優(yōu)選

油井的出砂程度很大程度上取決于油層流體流出的流量大小，所以很多油田將油井的產(chǎn)油量控制在油層出砂的臨界值之下，在一些低產(chǎn)量的油井，該方法確實(shí)有效地延長了油井的防砂有效期，降低了油井的表皮系數(shù)。但是對(duì)于開發(fā)成本較高的油井如海上油田或者人工島，該開發(fā)方案顯然是不合適的。

目前，有的油田采用化學(xué)膠結(jié)砂打入地層進(jìn)行防砂［2］，理論上該方法可以最大程度地保證礫石充填帶的穩(wěn)定，達(dá)到較好的防砂效果，但是實(shí)際上，該方法導(dǎo)致油層滲透率大大降低，油井表皮系數(shù)急劇增大，油井不出液，最終油井廢棄?，F(xiàn)在的防砂技術(shù)包括化學(xué)防砂、礫石充填防砂、膨脹篩管或者獨(dú)立篩管防砂、壓裂防砂等。這些技術(shù)在以前都有過成功應(yīng)用的案例，在大斜度井和水平井中一般采用獨(dú)立篩管完井或者裸眼礫石充填防砂完井的方式，礫石充填又有循環(huán)充填和擠壓充填之分。以前，套管內(nèi)循環(huán)充填在直井防砂完井中應(yīng)用較為廣泛，但是該方法施工后油井的表皮系數(shù)較高。目前多數(shù)水平井和斜井采用先對(duì)固井套管射孔，射孔時(shí)避開油層巖石最大主應(yīng)力位置和方向，然后進(jìn)行擠壓充填礫石的方式將礫石打入油層裂縫中的防砂完井方式，最終阻止地層出砂。

壓裂防砂和擠壓充填防砂方法類似，都是將礫石充填防砂與壓裂技術(shù)結(jié)合起來，將地層壓出裂縫后，用礫石將裂縫支撐或者填實(shí)，在防砂的同時(shí)也起到增產(chǎn)作用。

當(dāng)采用獨(dú)立篩管完井時(shí)，在油井開發(fā)初期，油井產(chǎn)油量較高，但是隨著對(duì)油井的不斷開發(fā)，這種完井方式缺點(diǎn)就會(huì)慢慢暴露出來，出現(xiàn)防砂失效的情形。一些油井采用獨(dú)立篩管完井，沒有進(jìn)行礫石充填，在生產(chǎn)一段時(shí)間后篩管會(huì)出現(xiàn)被死油堵塞或者被砂子沖蝕損壞的情況，此時(shí)必須降低油井產(chǎn)量或者進(jìn)行重新防砂。礫石充填防砂完井能很好地保證井眼的穩(wěn)定，并且使油層充實(shí)，避免了油層砂的隨意流動(dòng)。因此該工藝能更好地保證油井產(chǎn)量并起到良好的防砂效果。

3 結(jié)語

油田公司通常會(huì)充分考慮油井的經(jīng)濟(jì)效益，在經(jīng)濟(jì)允許范圍內(nèi)，選擇能保證油井壽命和產(chǎn)量的最可靠的防砂完井方式。同時(shí)，也要考慮油井開發(fā)后期的井下作業(yè)和二次完井的費(fèi)用。特別是成本較高、預(yù)期產(chǎn)量較高的井更要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致考慮這些綜合因素對(duì)油井整體開發(fā)效益和費(fèi)用的影響。

（文章題目：特殊井防砂完井工藝分析研究）

目前，獨(dú)立篩管完井和膨脹篩管防砂完井的失敗率較大，且后期油井產(chǎn)量下降較快。所以對(duì)于水平井和大斜度井等特殊井，裸眼礫石充填防砂完井不失為一種好的防砂完井方式。特別是對(duì)于海上油田、人工島等高投入、高產(chǎn)出的油井，裸眼礫石充填防砂完井效果明顯。

［1］劉言理.水平井礫石充填完井技術(shù)研究［J］.化工管理，2015，10：158+202.

［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，2015，7：149-150.