修井作業(yè)中填砂施工優(yōu)化策略探究

周開軍

摘要：在油田開發(fā)進(jìn)入中后期，地層能量越來越低，油層的出砂情況會越來越嚴(yán)重。油層出砂將會對油井正常原油生產(chǎn)造成極大的危害。其主要原因就是一旦砂進(jìn)入井筒，地層砂將會沉降到井筒底部，阻擋油流流入井筒或砂隨油流進(jìn)入井筒，甚至卡管柱和卡泵事故，導(dǎo)致油井無法正常生產(chǎn)。但是，從另外一個方面來看，砂也可以阻止修井液進(jìn)入地層，避免造成地層污染或者提高作業(yè)效率。正是由于這樣的原理，將砂填到井筒內(nèi)，達(dá)到完成修井作業(yè)工藝或保護(hù)油層的目的，將這一過程稱為填砂施工。修井作業(yè)填砂作為油田開發(fā)中暫時封隔油水層，保護(hù)目的層的一項施工技術(shù)，已在施工中廣泛應(yīng)用，它的最大優(yōu)點是不污染油水層。廣泛使用于負(fù)壓井無法建立循環(huán)的情況下進(jìn)行打塞、封堵施工，具有簡單易操作，施工投入小的特點。

關(guān)鍵詞：作業(yè)填砂;打塞封堵;洗井液;填砂方式;優(yōu)化施工

填砂就是將地面砂通過修井液攜帶，經(jīng)過油管輸送到井內(nèi)，經(jīng)過一段時間沉積在井筒內(nèi)，從而達(dá)到封隔油水層的目的。實施填砂施工工藝技術(shù)有助于解決特殊的井下作業(yè)修井任務(wù)或避免油層污染。通過長期的現(xiàn)場試驗證明，填砂施工必須解決三個問題，即砂粒的選擇，填砂數(shù)量的計算和填砂工藝。

一、施工管柱要求

1、保證施工管柱的可靠性，確保螺紋密封、管柱暢通和連接可靠;2、管柱數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，做到“三丈量三對口”;3、填砂時將管鞋下至距預(yù)計砂面以上20-50m;4、管柱匹配合理，使用大小頭時必須有倒角;5、填砂管柱選用與管柱相匹配喇叭口或筆尖，不可下帶大直徑工具。

二、洗井要求

1、首選正循環(huán)洗井方式;2、采用熱水加適量添加劑;3、將管鞋下至遇阻位置以上3-5m;4、遇阻深度與設(shè)計提供深度有誤差時，必須進(jìn)行沖洗或打印落實，如果不到位，就要與設(shè)計部門進(jìn)行結(jié)合，經(jīng)同意后進(jìn)行填砂施工。

（一）、洗井液性能要求

1、洗井液與油水層產(chǎn)出液具有良好的配伍性;2、洗井液不能與地層的粘土礦物發(fā)生膨脹;3、低壓漏失井應(yīng)加入增粘劑和暫堵劑，并采用混氣等手段降低洗井液密度;4、稠油井應(yīng)在洗井液中加入活性劑或高效洗油劑并提高溫度，必要時用熱油洗井;5、結(jié)蠟或卡鉆的抽油井，洗井液溫度不得低于700C;6、洗井儲備液為井桶容積的2.5倍以上;7、洗井液的相對密度、粘度、PH值和添加劑性能符合設(shè)計要求。

（二）、洗井的作業(yè)程序

1、根據(jù)設(shè)計要求將管柱下至預(yù)定深度;2、安裝采油樹或施工井口;3、管線試壓，試壓至設(shè)計施工泵壓的1.5倍，5min不刺不漏為合格;4、洗井開泵時觀察泵壓變化，控制排量由小到大，同時注意出口返液情況，若正常洗井，排量一般控制在25-30m3/h，水井排量可增至35m3/h，高壓油氣井出口噴量控制在3m3/h;

5、洗井過程中，隨時觀察并記錄泵壓、排量、出口量及漏失量等數(shù)據(jù)，如果泵壓升高，洗井不通時，應(yīng)停泵及時分析原因進(jìn)行處理，不得強行憋泵;6、出砂井應(yīng)優(yōu)選反循環(huán)洗井，如果采用正洗井，應(yīng)經(jīng)?；顒庸苤?，防止砂卡;7、漏失嚴(yán)重的井采取有效堵漏措施后，再進(jìn)行洗井施工;8、洗井施工中加深或上提管柱時，洗井液必須循環(huán)2周以上，方可動管柱，并迅速連接好管柱，直到洗井至設(shè)計施工深度。

三、砂子選用

選用粒徑均勻、分選性好、雜質(zhì)少和易于攜帶的壓裂砂。壓裂砂是一種純天然石英砂，經(jīng)水洗、脫泥、顆粒篩分后烘干，顆粒圓整、粒度均勻、表面光潔、流動性好、具有較高的抗破碎度，是油田采用的最理想的壓裂支撐劑。

視密度：減少立管出口阻力，催化劑依靠預(yù)提升蒸汽和干氣向提升管反應(yīng)部分流動，管內(nèi)氣體、固體密度應(yīng)加上滑落系數(shù)（取20），稱為視密度。

體積密度：材料的質(zhì)量與其總體積（包括氣孔）的比值。制品的體積密度高，相應(yīng)的氣孔率小，對其強度、抗渣性、高溫荷重軟化溫度等一系列性能有利。體積密度是計算材料用量、荷重和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的重要數(shù)據(jù)。

四、理論砂量及附加量

理論砂量就是實探的深度至設(shè)計砂面（或者沖洗的深度）之間的計算量;附加量是考慮砂子濕水后體積變小以及油管及井壁粘附量、粉砂外排至地面或者懸浮在井筒的部分。填砂量的選擇要根據(jù)夾層的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，對于夾層在10m之內(nèi)的井，一般不考慮附加量，并本著寧少勿多的原則;夾層大的井可以適當(dāng)考慮一定的附加量，根據(jù)統(tǒng)計，砂面一般按理論量都要低一些，但是誤差在1-10m之內(nèi)，附加量都在16-34l之間，所以結(jié)果是經(jīng)驗值1m3之內(nèi)附加30l左右，這就是所說的用理論作指導(dǎo)，靠經(jīng)驗去校正。

五、計量器具選擇

砂量是否準(zhǔn)確與計量器具的選擇有很大的關(guān)系，原則是計量器具要標(biāo)準(zhǔn)，盡可能的選用大容積的器具，這樣可減少多次計量造成的誤差，或者增加額外的勞動。

六、填砂方式選擇

填砂方式就是分幾次如何填的問題，我們認(rèn)為直井100m是個界，超過一百米就要分兩次填，往上每50m就要分填一次，大斜度井每20m填一次（采取一邊填砂，一邊上下活動管柱辦法，使砂子沉降時，在沉砂井段形成液流的擾動，增加砂子在大斜井段的沉降能力），這樣可以避免形成砂橋，造成卡管柱或者砂面不準(zhǔn)。填砂要均勻填入，使用循環(huán)水排量要小，3-5m3/h為宜，攜砂比不要過大，填砂速度過快，會將一部分粉砂帶出地面，造成砂面不準(zhǔn)或者沉砂時間長。

七、填砂的注意事項

1、探底時，當(dāng)油管下至距油層上界100m，下放速度不得大于1.2 m/min，懸重下降10～20kN時，連探2次，誤差不大于0.5m為合格;2、油水井填砂前要用0.4%活性水大排量正循環(huán)洗井替油1.5-2周，對于油稠的井應(yīng)用溫度大于850C的0.4%活性水徹底洗井替油1.5-2周;3、洗井過程中發(fā)現(xiàn)負(fù)壓井漏應(yīng)洗井至返出液正常后方可進(jìn)行下步施工，負(fù)壓特別嚴(yán)重、無法建立循環(huán)的井，要及時匯報，采取暫堵等措施;4、砂量計量應(yīng)用0.3m3專用砂子計量池計量，嚴(yán)禁用小桶計量，以防因計量誤差而造成所填砂面不合格;5、加砂時要均勻，以免造成管柱堵塞;

6、填砂過程中動力設(shè)備不能停車熄火，若中途出現(xiàn)故障，要將井內(nèi)混砂液徹底洗干凈;7、填砂過程中如泵車出現(xiàn)故障，應(yīng)立即活動管柱，活動時間要求每10分鐘活動一次，管鞋提至設(shè)計砂面50m以上;8、洗井后若有溢流，應(yīng)及時測量溢流量并匯報，溢流量大于0.5 m3/h的井，應(yīng)放溢流至溢流量變小后再進(jìn)行填砂，溢流井填砂完沉沙時，裝井口，并反憋壓5-10MPa，關(guān)井沉砂;9、下管柱探砂面，下放速度應(yīng)小于1.2m/min，以懸重下降10～20kN，連探2次，井深誤差應(yīng)小于0.2m/km，遇阻后禁止強行加壓下放，以免造成卡鉆。如果探砂面超過預(yù)定位置50m探不到，就要立即上提管柱，將管鞋置于安全位置，然后進(jìn)行匯報，不可盲目往下再探;10、填砂過程中一定要有專人進(jìn)行觀察出口，如果出口流量變小就要停止填砂，如果管柱堵了，要采取反打壓迅速釋放壓力的方法進(jìn)行解堵。

參考文獻(xiàn)：

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