劉志斌，孫玉平，康玉陽(yáng)

（江蘇油田分公司采油一廠，江蘇揚(yáng)州 225265）

1 目前防砂技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 防砂技術(shù)現(xiàn)狀[1-3]

本廠油井出砂主要集中在周43、許淺1、陳2、沙埝等疏松砂巖油藏區(qū)塊，其中周43、許淺1區(qū)塊出砂問(wèn)題最明顯。針對(duì)地層出砂問(wèn)題，本廠探索應(yīng)用過(guò)壓裂防砂、纖維復(fù)合防砂、機(jī)械防砂、化學(xué)防砂等防砂工藝，目前成熟應(yīng)用的主要為機(jī)械復(fù)合防砂、化學(xué)防砂技術(shù)。

（1）化學(xué)防砂：向地層中擠入一定數(shù)量的化學(xué)劑或化學(xué)劑與砂漿的混合物，達(dá)到充填、固結(jié)地層，從而穩(wěn)定地層結(jié)構(gòu)或形成具有一定強(qiáng)度和滲透率的人工井壁，達(dá)到防止地層出砂的目的。

（2）機(jī)械防砂：套管內(nèi)正對(duì)出砂地層下入繞絲篩管，并于篩套環(huán)空以及地層近井地帶充填礫石，形成人工擋砂井壁，地層砂則被控制在地層內(nèi)，確保油井正常生產(chǎn)。

1.2 防砂技術(shù)局限性

近年來(lái)，本廠傳統(tǒng)出砂區(qū)塊小井眼井不斷增多。以周43為例，小井眼井已占到總井?dāng)?shù)15%以上。目前工藝已不能滿足防砂技術(shù)需求，主要表現(xiàn)在：

化學(xué)防砂一般適用于薄層短井段，施工防砂有效期短，固結(jié)后地層滲透率下降明顯，有產(chǎn)能損失的風(fēng)險(xiǎn)。

常規(guī)機(jī)械復(fù)合防砂充填工藝為頂部充填，小井眼井實(shí)施易形成砂橋，同時(shí)防砂配套工具尺寸上不能滿足小套管要求，倒置防砂皮碗封（140 mm）難以進(jìn)入小套管（套管內(nèi)徑82 mm）（見(jiàn)圖1）。

因此，針對(duì)當(dāng)前防砂工藝局限性，以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)井筒防砂技術(shù)需要，開(kāi)展了小套管新型機(jī)械復(fù)合防砂工藝的研究及實(shí)施工作。

2 新型機(jī)械防砂工藝研究

2.1 充填工藝研究

常規(guī)直井充填方法為頂部充填，下一趟防砂管柱實(shí)現(xiàn)篩套環(huán)空頂部充填、擋砂坐封一體化實(shí)施。防砂管柱主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：油管+充填防砂工具+防砂篩管。循環(huán)通道主要為攜砂液從油管進(jìn)，經(jīng)過(guò)充填工具后進(jìn)入篩套環(huán)空，礫石滯留在環(huán)空，攜砂液通過(guò)篩管經(jīng)沖管、充填工具進(jìn)入油套環(huán)空最后從套管返出。

圖1 充填、坐封一體化防砂工具

由于小井眼井井筒空間小，篩套環(huán)空人工井壁薄，擋砂能力有限，地層砂易侵入。為加強(qiáng)防砂效果，井筒充填前先對(duì)地層進(jìn)行擠壓充填，增加充填層有效厚度。防砂工藝主要包括：地層擠壓充填、篩套環(huán)空充填、擋砂坐封工藝。在充填工藝實(shí)施上規(guī)避大尺寸工具，實(shí)現(xiàn)防砂配套工具小尺寸化。因此采取工藝分步實(shí)施，各實(shí)施工序管柱結(jié)構(gòu)：（1）地層擠壓充填工序：光油管實(shí)現(xiàn)地層擠壓充填；（2）井筒充填工序（由上而下）：油管+丟手工具+篩管+沖洗配套工具；（3）擋砂坐封工序（由上而下）：油管+頂部防砂封隔器。

研究設(shè)計(jì)了兩種循環(huán)充填工藝：正沖循環(huán)充填、反循環(huán)充填工藝；兩種充填工藝的充填方法和循環(huán)通道是不同的，具體設(shè)計(jì)實(shí)施方法如下：

（1）正循環(huán)充填：用光油管在進(jìn)行地層擠壓充填同時(shí)進(jìn)行井筒填砂（填砂量為井筒人工擋砂井壁所需砂量），即人工井壁所需砂在地層擠壓充填實(shí)施的時(shí)候泵入井筒。擠壓充填后，下防砂管柱，當(dāng)防砂管柱下放在砂面時(shí)開(kāi)始進(jìn)行正沖洗，沖洗水通過(guò)油管、管內(nèi)沖管以及底部沖洗配套工具將礫石沖起，管柱邊下邊沖，到達(dá)設(shè)定的預(yù)定位置后停止正沖循環(huán)，砂子自然沉降形成人工擋砂井壁。

（2）反循環(huán)充填：攜砂液從油套環(huán)空進(jìn)入，通過(guò)篩管、管內(nèi)沖管從油管返出。礫石在井筒內(nèi)沉降形成人工擋砂井壁。

2.2 配套防砂工具研制

針對(duì)小套管防砂工藝，設(shè)計(jì)研制了配套防砂工具，主要包括：底部沖洗配套工具、頂部防砂封隔器、防砂丟手等。

（1）底部沖洗配套工具：建立油套通道，實(shí)現(xiàn)單向正沖。

圖2 側(cè)周43-6A生產(chǎn)曲線

（2）頂部防砂封隔器：實(shí)現(xiàn)擋砂坐封、防止管柱蠕動(dòng)。

（3）防砂丟手：連接沖管、對(duì)接頂部封隔器。

“這個(gè)污水處理設(shè)施當(dāng)然好，你看我們村現(xiàn)在的環(huán)境多好，空氣也清新，村里人沒(méi)事就喜歡出門(mén)散散步?！闭勂鹞鬯幚碓O(shè)施帶來(lái)的變化，村民聶愛(ài)真是心生歡喜。她還告訴筆者，村里建設(shè)污水處理設(shè)施前，家門(mén)口就是個(gè)糞坑，夏天蚊蠅滋生，又臟又臭?，F(xiàn)在每家每戶都鋪設(shè)了污水管道，生活污水通過(guò)管網(wǎng)直接流進(jìn)污水處理池，再也不見(jiàn)蚊蠅圍繞的臟亂景象，村子到處干干凈凈。

3 工藝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

側(cè)周43-6A井位于傳統(tǒng)出砂區(qū)塊周43區(qū)塊，該井2015年末側(cè)鉆生產(chǎn)，1 224.43 m以下懸掛∮95 mm小套管。2016年9月實(shí)施化學(xué)防砂，有效期僅為5 d。2016年12月對(duì)該井實(shí)施機(jī)械復(fù)合反循環(huán)充填防砂工藝。

主要防砂技術(shù)工序設(shè)計(jì)：

（1）下礫石擠壓充填防砂管柱實(shí)施地層擠壓充填：泵車(chē)排量至400 L/min～800 L/min，擠入前置液15 m3待泵壓穩(wěn)定后開(kāi)始加砂，設(shè)計(jì)砂量為1.5 m3，加砂結(jié)束后續(xù)擠6 m3地層水，施工限壓22 MPa。

（2）下繞絲篩管礫石防砂管柱實(shí)施反循環(huán)充填：打開(kāi)套管閘門(mén)，泵車(chē)排量至200 L/min～300 L/min，進(jìn)行反循環(huán)填砂作業(yè)，砂比控制在1%～2%以內(nèi)，理論加砂量為25 L。

（3）丟手：從油管內(nèi)投入鋼球（30.0 mm）一個(gè)，等待30 min，泵正打壓 8 MPa～16 MPa，實(shí)現(xiàn)丟手同時(shí)打開(kāi)反洗滑套。

（4）下入油管底帶頂部防砂封隔器服務(wù)工具+頂部防砂封隔器，待封隔器底深下至留井對(duì)接接頭位置時(shí)緩慢下入，下壓管柱負(fù)荷50 kN，確認(rèn)坐封位置，上提管柱至原負(fù)荷，從油管內(nèi)投入鋼球（30.0 mm）一個(gè)，油管打壓8 MPa～16 MPa丟手，下放管柱加壓30 kN～50 kN，坐封頂部防砂封隔器。具體工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及實(shí)施情況（見(jiàn)表1）。

表1 防砂設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施參數(shù)表

4 效果及評(píng)價(jià)

側(cè)周43-6A井防砂前日產(chǎn)液0.6 t，防砂后初期日增油10.6 t，目前日產(chǎn)油穩(wěn)定在5 t左右，實(shí)施以來(lái)累計(jì)增油超過(guò)600 t，經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)100萬(wàn)元（見(jiàn)圖2）。

5 結(jié)論

研究形成合適本廠特點(diǎn)的小套管機(jī)械防砂工藝技術(shù)，自主研究并成功實(shí)施了小套管反循環(huán)充填防砂工藝，為小井眼井防砂工藝推廣應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。