小井眼井防砂配套工藝技術(shù)與應(yīng)用探究

宋長山 李有才 張鳳 宋元新 黎軍容

摘要：隨著油田長期開采，油井不可避免地出現(xiàn)出砂、油層坍塌、套管損壞等問題，嚴(yán)重的可導(dǎo)致油井停產(chǎn)。采取打側(cè)鉆井方式實(shí)現(xiàn)二次開采，但開采過程中又重現(xiàn)出砂問題，嚴(yán)重制約了后續(xù)的開采工作。對于套損井逐年增加的老油田來講，套管貼堵和側(cè)鉆井技術(shù)在井網(wǎng)調(diào)整、盤活報(bào)廢井等方面具有明顯技術(shù)優(yōu)勢，但貼堵和側(cè)鉆后，套管的尺寸小、類型多，制約了常規(guī)機(jī)械防砂工藝的應(yīng)用。目前側(cè)鉆井防砂主要采取化學(xué)固砂、穩(wěn)砂技術(shù)，但都存在防砂成功率低、有效期短的問題。為保證施工質(zhì)量，在施工過程中從工具配送、入井坐封到充填施工、丟手起鉆，全部安排雙崗技術(shù)服務(wù)，精細(xì)操作，確保循環(huán)充填防砂作業(yè)一次成功。

關(guān)鍵詞：套管貼堵；側(cè)鉆井；套管尺寸；側(cè)鉆井防砂；優(yōu)化施工

套管貼堵和側(cè)鉆井技術(shù)在井網(wǎng)調(diào)整、盤活報(bào)廢井等方面具有明顯技術(shù)優(yōu)勢，是采油廠措施挖潛的重要手段，但貼堵和側(cè)鉆后，套管的尺寸小、類型多，制約了常規(guī)機(jī)械防砂工藝的應(yīng)用。本文研發(fā)小直徑防砂工具，對防砂工藝及充填礫石進(jìn)行優(yōu)化篩選，通過對化學(xué)防砂配方的優(yōu)化，提高其膠結(jié)強(qiáng)度，達(dá)到小井眼防砂的目的。小井眼循環(huán)充填防砂作業(yè)施工過程中存在著施工管柱過流面積小、管損大，射孔不完善、工藝選擇余地小、配套設(shè)施不完善等不利因素，增大了防砂無效風(fēng)險(xiǎn)，施工難度堪比繡花。為保證施工質(zhì)量，在施工過程中從工具配送、入井坐封到充填施工、丟手起鉆，全部安排雙崗技術(shù)服務(wù)，精細(xì)操作，確保循環(huán)充填防砂作業(yè)一次成功。

1機(jī)械防砂配套模式

單層、或多層不再下返的井，施工工藝以密閉充填為主要手段，完善防砂系列工具與施工工藝，提高環(huán)空擋砂屏障可靠性。

1.1 防砂系列工具的研制

（1）小直徑充填工具。針對側(cè)鉆井及全井貼堵井，研發(fā)能夠滿足內(nèi)徑為φ80mm 以上小井眼井密閉充填防砂需要。針對過貼堵管防砂，研發(fā)反循環(huán)充填工具，丟手機(jī)構(gòu)為打壓丟手，同時(shí)采用彈片扶正器。（2）等徑內(nèi)置防砂篩管。根據(jù)側(cè)鉆套管內(nèi)徑小、篩套空間小、易架橋等特點(diǎn)，研制了等徑內(nèi)置防砂篩管。（3）防砂管柱扶正器、旋轉(zhuǎn)尾管。該型以鋼管為母體，布置獨(dú)特軸承結(jié)構(gòu)，外壁焊接螺旋形葉片，充填施工過程中在液流沖擊作用下旋轉(zhuǎn)。在防砂施工中，與等徑內(nèi)置防砂篩管上下連接，旋轉(zhuǎn)使液流在井底形成“繞”流，解決充填礫石在環(huán)空“堆積架橋”和充填層“二次重排”問題，有效提高充填效率。

1.2 充填礫石篩選

室內(nèi)研究表明，低密度陶粒砂在充填過程中不易形成“架橋”現(xiàn)象，體積密度1.4 g/cm 、視密度2.62 g/cm ，均小于普通石英砂；室內(nèi)試驗(yàn)其抗壓強(qiáng)度26.2 M Pa，而普通石英砂抗壓強(qiáng)度為15.3 M Pa。篩選低密度陶粒砂作為充填材料，考慮到小套管篩套環(huán)空狹小的實(shí)際情況，尺寸規(guī)格參數(shù)選取0.3 ～0.6 m m 為標(biāo)準(zhǔn)。

2 化學(xué)防砂配套工藝

針對多層開采，以后很可能下返生產(chǎn)的井，采用分層涂料砂樹脂防砂配套模式。結(jié)合室內(nèi)涂料砂+樹脂強(qiáng)度、滲透率試驗(yàn)結(jié)果，開展涂料砂預(yù)充填、樹脂“封口”施工工藝試驗(yàn)研究。

2.1 樹脂類型篩選

涂料砂與低傷害樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂配伍性試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述三種樹脂固結(jié)強(qiáng)度均能滿足現(xiàn)場防砂需要，而低傷害樹脂滲透率保留率最高，有利于提高油井產(chǎn)能。

2.2 涂料砂+低傷害樹脂試驗(yàn)條件

運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，將影響因素分為四個(gè)因素，取三個(gè)水平，挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)，通過對這部分試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的水平組合（涂料砂：100 g）。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，當(dāng)樹脂濃度達(dá)到一定濃度時(shí)，與涂料砂表面的酚醛樹脂的配伍性下降。樹脂5% 時(shí)固結(jié)巖芯的強(qiáng)度達(dá)到5.31 M Pa，基本上能夠滿足油田側(cè)鉆油井的生產(chǎn)需要。截止目前，小井眼井防砂共實(shí)施55井次，油井防砂后免修期延長近1倍，累增油46502噸。油田開發(fā)多年，以每年新增套損井80口左右的速度增長，利用現(xiàn)有套管問題井資源，打側(cè)鉆、貼堵是低成本挖掘剩余油潛力、提高采收率的重要措施之一。該技術(shù)不僅為老油田開發(fā)提供了工藝增油手段，同時(shí)為工程技術(shù)人員在出砂井治理方面提供了一種新的工藝方法，滿足了油田深入開發(fā)的需要。

3 結(jié)束語

隨著油田多年開發(fā)生產(chǎn)，受開發(fā)過程中出砂、腐蝕、偏磨和高壓措施等因素影響，套管損壞逐漸加劇，下小套管的井逐年增多，小井眼井符合開發(fā)投入少、產(chǎn)出多的原則。油田在防砂技術(shù)領(lǐng)域取得了新突破。小井眼復(fù)合防砂技術(shù)結(jié)合了人工井壁防砂和機(jī)械防砂的優(yōu)點(diǎn)，可有效解決Φ101.6mm套管小井眼油氣井出砂難題，有效消除氣流和地層壓力對人工井壁造成的沖擊，解決人工井壁低溫固化強(qiáng)度低的難題，為治理Φ101.6mm小井眼井、地層壓力高的油井、造漿嚴(yán)重的油井和淺層油井出砂難題提供了一種非常有效的防砂手段。此工藝措施能減少樹脂砂用量，比采用壓裂防砂工藝每口井可有效降低成本10余萬元，便于推廣使用。同時(shí)，井下防砂結(jié)構(gòu)，可將抽油泵有效深入小井眼內(nèi)以確保油井產(chǎn)能，便于后續(xù)管理。

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