濮城油田绕丝筛管充填防砂技术的应用

濮城油田绕丝筛管充填防砂技术的应用

石玉栋

石玉栋

（中原油田采油气工程服务中心作业二大队河南濮阳457532）

摘要：濮城油田开发已进入中后期，地层出砂严重，致使采油井检泵周期缩短，激光割缝筛管、双层筛管、防砂泵、防砂气锚等简单的机械防砂技术，已不能满足出砂严重井的防砂要求，为此针对地层出砂严重的井我们应用了绕丝筛充填防砂工艺，此技术工艺简单，成本低，有效期长，经过采油井现场应用，经济效益显著。

关键词：濮城油田出砂机械防砂绕丝筛管充填防砂

一、前言

濮城油田开发进入中后期，随着开发程度的不断深入，油藏开采压差的增大，由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油气井出砂越来越严重，出砂油气井砂子随油流携带上升出井，砂上升的过程中会磨损抽油设备，致使产液量下降，泵效降低。油气井出砂后一部分砂子沉积井中形成砂堵，增加油流阻力，降低油井产量，砂堵严重的井，砂柱可达百米以上高度，将油井堵死，使油井减产甚至停产。为解决濮城油田采油井出砂严重的问题，我们研究应用了绕丝筛充填防砂工艺技术。

二、油气水井出砂机理

地层是否出砂取决于颗粒的胶结程度—地层强度。一般说来，地层应力超过过地层强度就可能出砂。出砂影响因素很多，主要分为两大类：1、先天因素：指砂岩地层的地质条件，如胶结物含量及分布，胶结类型，成岩压实作用，地质年代等。濮城油田地层流体粘度大，携带力强、油层胶结物类型以疏松的接触式及接触—孔隙式为主，孔隙度为16.9%—31.5%，泥质含量2%—20%，泥质中含有遇水易膨胀的蒙脱石，遇水变得松散，降低胶结性，因此，油井开发初期即出砂，进入注水开发后出砂日趋严重。2、开发因素：1）采液速度突然发生变化或采油速度过高；2）低质量（指对地层伤害严重）和频繁的修井作业；3）不合理的生产及作业措施造成油层伤害；4）地层压力持续下降，油井含水上升；5）开发中、后期油井提液，加剧了对颗粒的冲刷，泥质胶结的地层防膨措施不当。因此，随着开采时间的延长，地层结构破坏也就越严重，出砂也随之越来越严重。

三、油气水井出砂危害

濮城油田开发进入中后期，出砂危害日见明显，使井下情况愈加复杂。主要表现在三个方面：

1、破坏地层。油气水井出砂，破坏了地层的构架，造成油藏环境复杂化，出砂-破坏-加剧-坍塌，致使降低了油藏出油能力。

2、严重影响油井正常生产。油气水井出砂造成砂埋产层、堵塞生产管柱及磨损集输设备破坏井下抽油设备，造成频繁的砂卡，生产周期越来越短，使产量大减，作业成本巨增，经济损失严重。

3、损坏套管。由于大量出砂，地层结构破坏，地层内部亏空，内、外受力不平衡引起地层突发民生坍塌，轻则造成套管变形，重则套管被错断挤毁，修复很困难，使油（气）井工程报废。

四、绕丝筛管充填防砂技术的应用

（一）绕丝筛管充填防砂原理

普通机械防砂施工简单，成本低，但它是一种被动防砂办法，并不能改善油层性质，无法阻止地层砂进入井筒，只是阻止砂粒进入机组和管柱，起到了减少泵卡及砂对设备的破坏。为此我们根据濮城油田油气井管柱组合结构特点及油气井的出砂特性，井下砂粒形状、大小，濮城油田应用了绕丝筛管充填防砂。在下入绕丝筛管后，再用高渗透砾石（陶粒）充填于筛管和井壁之间的油井环空，并部分挤入井筒周围地层。利用充填砾石的桥堵作用来阻止地层砂运移，而充填砾石又被阻隔于筛管周围。形成多级过滤屏障，保证油流沿充填体内多孔系统经过筛管被源源不断地举升至地面，而地层砂则被控制在地层内，实现油井长期生产又不出砂或轻微出砂。

（二）绕丝筛管充填防砂施工工艺的现场应用：

施工步骤：

起原井管柱：起出原井生产管柱。

2）探冲砂：下合适工具探冲砂至鱼顶或人工井底。冲出原井内地层细沙，洗井彻底。

3）填砂：填入0.4-0.8mm的陶粒砂至要求砂面，关井沉砂，复探砂面合格起出填砂管柱。

4）刮削：下合适的套管刮削器反复刮削施工井段，封隔器上下50m刮削至少5次，充分洗井，使进出口水质一致。

5）下绕丝筛管充填防砂（自下而上）：丝堵+皮碗+Ф86mm绕丝筛管*m（内部下入Ф38mm空心管）+特殊变口+填砂封隔器*m+正反接头Ф73mm加厚油管*m。

6）座验封：上提管柱，正转管柱5-6圈下放加压80-100KN，由套管打压验封，油管不返水为合格。

7）充填：使用290型井口，用高压管汇施工：

（1）、根据需求砂量配制高粘携砂液m3，搅拌均匀，控制套管出口，入井前置高粘携砂液2m3。

（2）、将0.4-0.8mm的中陶压裂砂m3按1：100比例配置高粘混砂液m3，搅拌均匀。

（3）、替入高粘混砂液m3，顶替清水循环洗井至高粘携砂液全部返出地面。完成充填施工。

8）上提管柱至正常悬重，正转管柱，由正反扣接头脱手，起出管柱。

2、施工用料准备

1）绕丝筛管若干米，长度大于地层厚度，充填封隔器，∮73mm油管短节1m、2m、3m调整深度备用、接绕丝筛管使用。

2）小直径无接箍管m，无接箍管提升短节。

3）15方搅拌池1个，12方清水池1个。

4）粒径0.4-0.8mm陶粒

5）电子称（计量药品）、水桶2-4个（计量陶粒）、配置携砂液药剂聚丙烯酰胺或其它高粘剂。

6）700型水泥车2台，清水罐车1台（带清水），热水罐车1台（带热水），空罐车1台。

3、施工注意事项

1）下封隔器管柱前需要刮削，下刮削管柱时需要下带球座验管验证油管不漏失。

2）下完封隔器以下油管、小直径无接箍管和封隔器时要记录管柱悬重；坐封前记录管柱总悬重，并上提下放记录负荷变化数值，坐封加压80KN，坐封后正洗井至套管出液正常，套管反打压5-10MPa验封，稳压不降或油管无出口验封合格。

3）坐验封合格后，地面接好三通，需要装配闸门，管汇并连接至油管上的旋塞阀（需要2台水泥车同时施工）。

4）搅拌池摆放位置合适，2台700型水泥车能够同时够到搅拌池，搅拌池摆放时沉沙槽一头要低于另一头，以便水泥车替净池内液体方便清理。

5）根据携砂液用量在搅拌池内备好清水（罐车放水前要验证是否是清水），搅拌池清水温度控制在40℃（需要加入一定用量的热水）。

6）携砂液药剂抛洒时必须均匀缓慢，避免搅拌不及时凝结；药剂抛洒完毕需要搅拌30分钟，抛洒陶粒时必须均匀快速，快抛洒完毕时开泵施工，边泵入携砂液边抛洒剩余陶粒。

7）施工开始必须保证携砂液连续泵入，水泥车不得停泵，一台水泥车施工，另一台备用；施工水泥车需要换挡、排空、停车时，需要另一台水泥车开泵后方可。

8）携砂液泵入完毕后继续泵送大于油管内容积的清水量后，才能允许停泵施工。

（三）现场应用及效果

2016年及2017年，我们针对出砂量较大的W213-12、W51-15等井使用了绕丝筛管充填防砂，收到明显效果，平均检泵周期延长100天左右，减少了躺井井次，减少了作业费。

五、结论及认识

（一）激光割缝筛管、双层筛管、防砂泵、防砂气锚等机械防砂技术施工简单，成本低，可以在出砂不严重的油气水井中应用。

（二）绕丝筛管具有渗透率大，孔隙度高，结构简单，强度高，防砂范围广等特点。绕丝筛管充填防砂，挡砂强度高，适应性好，细、中、粗砂岩，直井.定向井，常规井均可应用，可以长井段防砂，防砂成功率高，有效期长，防砂效果更好。

防砂是一项油井维护措施，由于各油田性质的复杂性及防砂工艺的适用性等原因，仅供其它油田同仁参考。

参考文献：

1、赵敏，徐同台《保护油层技术》北京石油工业岀版社1995

2、孙平《石油新技术开发与应用》北京石油工业岀版社1997

3、马建国《油气藏增产新技术》北京石油工业岀版社1998