曲鵬飛（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452）

0 引言

渤海油田多數(shù)油田油層為疏松膠結(jié)砂巖，地層出砂嚴重，對油氣的開發(fā)生產(chǎn)造成嚴重的危害。因此大多數(shù)完井作業(yè)階段需要采取防砂措施，一趟多層防砂技術(shù)是礫石充填防砂作業(yè)的一種，也是世界上較為先進防砂的技術(shù)，在渤海油田廣泛應(yīng)用，效果非常好，工藝流程逐漸成熟穩(wěn)定[1]。但在實際操作應(yīng)用過程中，由于工具、設(shè)備、地層、人員、技術(shù)等各方面的原因，不可避免的出現(xiàn)各種異常情況，例如封隔器提前座封、無法正常脫手、砂卡、泵砂過程中的異常變化等等，進而導(dǎo)致服務(wù)工具卡鉆影響后續(xù)作業(yè)。本文總結(jié)以往現(xiàn)場的防砂作業(yè)，針對不同異常情況，通過技術(shù)分析，對防砂可能出現(xiàn)的工程事故進行預(yù)測和采取相應(yīng)的對策探討，為今后的充填防砂作業(yè)提供借鑒。

1 一趟多層充填防砂作業(yè)完井技術(shù)工作機理及工藝流程

一趟多層防砂服務(wù)管柱由多個封隔器封隔產(chǎn)層進行生產(chǎn)，通過一趟管柱從下往上逐層進行座封、壓裂充填防砂作業(yè)，可實現(xiàn)同時完成2～6 個地層區(qū)間壓裂防砂作業(yè)，作業(yè)時任意一層作業(yè)時均與其它層隔離，安全可靠。與傳統(tǒng)單層充填防砂相比作業(yè)時效高，經(jīng)濟效益高。防砂機理：地面防砂泵將膠液攜帶的砂漿（支撐劑）從鉆桿泵入井內(nèi)，通過一趟多層壓裂充填服務(wù)工具轉(zhuǎn)換通道將支撐劑擠入地層裂縫、射孔孔道，在篩管與套管之間、射孔炮眼內(nèi)、人造裂縫內(nèi)充填支撐劑直至覆蓋整個防砂段，從而實現(xiàn)增產(chǎn)及逐級預(yù)防地層出砂的功能。

一趟多層充填防砂主要施工過程[2]：電纜（或鉆桿）下入沉砂封隔器，鉆桿下入防砂管柱總成，將錨定插入密封插入到沉砂封隔器中，座封驗封頂部封隔器及脫手服務(wù)工具，座封驗封下層的隔離封隔器，壓裂充填下層射孔段，將管柱上提至反循環(huán)位置反洗服務(wù)工具內(nèi)殘留的陶粒出井，繼續(xù)進行其他層位防砂作業(yè)，直至多層防砂段全部完成壓裂充填防砂后起出整套服務(wù)管柱。

2 一趟多層充填防砂作業(yè)常見異常問題預(yù)測

2.1 防砂管柱發(fā)生事故

鉆桿下入防砂管柱總成時，可能由于套管變形、井眼軌跡差、洗井質(zhì)量不合格等原因造防砂管柱遇阻、遇卡，無法正常下入，防砂封隔器未到達預(yù)定位置，提前座封。防砂篩管由于磕碰變形或者擋砂精度不合格，充填過程陶粒進入篩管及服務(wù)工具內(nèi)造成砂卡。

2.2 地面設(shè)備發(fā)生事故

在充填防砂作業(yè)的全過程中，防砂地面設(shè)備是影響充填防砂結(jié)果的重要因素之一，防砂地面設(shè)備的性能參數(shù)、匹配程度以及是否存在故障與問題直接關(guān)系充填防砂作業(yè)的成敗。一旦在施工中防砂地面設(shè)備出現(xiàn)故障例如供液系統(tǒng)故障無法正常供液，地面高壓管線爆裂，都將導(dǎo)致作業(yè)停止，可能造成服務(wù)工具砂卡，形成資源、人員的浪費，同時也增加了為充填防砂工程帶來的風(fēng)險和隱患。

2.3 技術(shù)操作造成的事故

一趟多層充填防砂技術(shù)是一項較為復(fù)雜的工藝，需要施工人員要有較高的技術(shù)水平，同時要求各崗位人員精準(zhǔn)配合。例如打砂過程中各崗位間溝通不通暢，人員誤操作，造成砂卡；誘導(dǎo)脫砂壓力過程中，方井口人員快速打開環(huán)空內(nèi)外壓力差將篩盲管擠變形、破損，造成砂卡。

2.4 地層特性造成的事故

在防砂作業(yè)時，對鉆桿壓力、環(huán)空壓力、環(huán)空返速、循環(huán)摩阻、砂漿濃度之間的相互關(guān)系理解不透徹，不能更好地與地層油藏特性相結(jié)合，泵砂參數(shù)選擇不當(dāng)導(dǎo)致事故發(fā)生。例如在充填作業(yè)時由于地層滲透不同造成砂橋；充填壓力大于地層破裂壓力在近井區(qū)域產(chǎn)生裂縫，防砂時形成“無底洞”，無法出現(xiàn)脫砂壓力。

3 一趟多層充填防砂作業(yè)事故預(yù)防及對策

3.1 針對防砂管柱事故預(yù)防對策

防砂管柱在下入前要用要按照海上油氣田完井刮管洗井推薦做法進行大排量洗井，直至返出液NTU值連續(xù)半小時小于30。在封隔器坐封位置上下刮管三次，防止管內(nèi)有尖銳物體造成防砂封隔器膠皮破損驗封不合格；提前檢查防砂篩管的種類、外觀、防砂精度、尺寸與磅級等是否符合；落實防砂陶粒防砂精度是否符合要求；根據(jù)具體井況，合理配管，封隔器避開套管接箍，防砂配長盡量使防砂段配等長減少隔離密封的使用，同時必須保證在防砂層段作業(yè)時，和其余的任何一層防砂層段都隔絕；嚴格檢查入井的各種工具的數(shù)量和質(zhì)量，入井工具要按正確順序下入，下鉆速度要平穩(wěn)緩慢，及時觀察液面防止，防止防砂封隔器提前座封，防砂管柱到位后要仔細核實下入深度是否是預(yù)定深度，并且通過插入沉沙封隔器或者探人工井底再次確認防砂封隔器座封深度。

3.2 針對地面設(shè)備發(fā)生事故預(yù)防對策

在防砂作業(yè)前要對所有地面設(shè)備進行充分檢修和功能測試，確保在整個防砂過程中地面設(shè)備運行良好。合適的布置地面管線的走向，盡量避開人群活動頻繁區(qū)域，管線要固定牢固，防止跳動。作業(yè)前方井口仔細檢查,實現(xiàn)正反循環(huán)的可行性和便捷性。充分考慮平臺泥漿泵的泵送能力，確保泥漿泵的泵壓能力以及排量滿足作業(yè)要求。吸入軟管破裂，連接設(shè)備時，需有一套備用軟管從鹽水罐到混砂器或者防砂泵，吸入管線破裂情況下迅速切換至備用管線直至維修好主吸入管線?；焐捌魇В杆賹⒒焐捌髋酝?，繼續(xù)以原泵速注入鹽水直到維修好混砂器。防砂泵失效，如有備用泵，立即啟用備用泵。如沒有備用泵，立即將工具提至反循環(huán)位置并倒方井口流程，使用平臺泥漿泵反循環(huán)管柱內(nèi)的砂漿，直至重新修好防砂泵。

3.3 針對技術(shù)操作事故預(yù)防對策

打砂前責(zé)任到人，相關(guān)作業(yè)工具人員應(yīng)持證上崗，作業(yè)時各崗位交流溝通要到位。工程師應(yīng)準(zhǔn)確的找到正反循環(huán)位置，做擠注實驗及循環(huán)測試，防砂時，注意每一層的上提、下放懸重，以便正確判斷是否砂卡；如果在循環(huán)位置發(fā)生砂卡，則需要進行上提、下放（注意懸重的變化）三、四次試圖解卡，但不得超過服務(wù)工具的最大抗拉強度；如果在反循環(huán)位置砂卡，則在此位置多次上下活動，以期解卡，或者再次反循環(huán)；如果反循環(huán)結(jié)束，不能下放管柱至循環(huán)位置進行充填，則提出服務(wù)工具，離開此層，不再對該層充填。防砂工程師要密切關(guān)注數(shù)采房的數(shù)據(jù)動態(tài)，包括油壓、套壓、開始加砂時間、停止加砂時間及脫砂等重要信息。倒反循環(huán)沖砂前,鉆桿放壓緩慢,防止地層壓力過高,擠壞篩管,造成砂卡。反循環(huán)沖砂時，井筒、鉆具必須要徹底進行清洗干凈，再進行下一層防砂作業(yè)。

3.4 針對地層特性事故預(yù)防對策

根據(jù)測井資料，充分了解地層的相關(guān)資料，包括地層縱向滲透率、地層壓力、水層和氣層的厚度及位置等[3]；同時充分了解具體的井資料，包括井眼軌跡、最大井斜角、固井質(zhì)量等資料；對長井段大斜度井分層進行礫石充填要考慮是否適合運用該工藝，如果層與層之間的間隔距離太長，可以考慮分幾次多層防砂工藝來降低作業(yè)風(fēng)險；綜合考慮地層情況，選擇合適的攜砂比和排量，根據(jù)擠注測試結(jié)果，選擇相應(yīng)的充填方式。

4 結(jié)語

一趟多層防砂技術(shù)在渤海地區(qū)乃至世界油田上的實踐應(yīng)用效果是顯而易見的，但作業(yè)中容易遇到砂卡，需要施工人員較高的作業(yè)水平和豐富的作業(yè)經(jīng)驗。嚴格把關(guān)入井的井下工具的數(shù)量和質(zhì)量，以及防砂設(shè)備的穩(wěn)定性。充分了解地層特性，根據(jù)具體井的情況和擠注測試選擇合適的充填方式，選擇對該井采取一次多層或分步一次多層的方式來進行防砂作業(yè)。