油水井井下作业填砂施工技术应用与质量控制

油水井井下作业填砂施工技术应用与质量控制

郝少波

中国石化胜利油田分公司油气井下作业中心，山东东营257000

摘要：填砂施工指的是在油水井井下修井的施工中，砂子在地面通过水的携带经过油管输送到油井内，经过一段时间，砂子沉淀在井筒内，从而达到封隔油层的目的。填砂施工的目的就是暂时封隔油层保护目的层，且不污染油层，操作简单容易，施工投入小。本文介绍了填砂施工施工技术的基本步骤原则和、填砂施工的质量控制方法以及安全注意事项。

关键词：油水井；井下作业；填砂施工； 技术应用；质量控制

1  油水井填砂施工技术的基本步骤

在进行油水井填砂施工前先要充分做好各步工序的准备工作，并充分了解需要进行填砂施工的油田井的井身结构、井斜状况等，保证井口无溢流。

　　（1）前期准备：我们现在所填砂子为河砂，杂质较多，所以在填砂施工前应对砂子进行筛选，剔除砂子中的大块鹅卵石以及土块。另外填砂漏斗最好焊上滤网，填砂过程中能筛选掉大块杂质避免堵油管。

　　（2）下管柱下带外径不大于95mm工具探井底；

　　（3）上提管柱2-3m，用大于井筒容积1.5的洗井液彻底洗井至进出口水质一致，确保证砂面的准确洗井后重新探井底；

　　（4）上提油管至设计砂面以上100-150米后，水泥车最小排量送水（以填砂漏斗不溢水为宜），缓慢倒砂，填砂施工中密切关注套管出水情况，如果出现套管突然没有溢流或者溢流变小时，应停止填砂，活动管柱或者循环洗井，待循环正常或者套管溢流量正常后继续填砂施工，填完砂后井口用清水冲洗干净，水泥车停止送水，结束填砂施工；

　　（5）上提管柱至安全位置（提出上部油层或漏点，有四寸套则提出四寸套悬挂器以上，若无油层则上提至所填砂柱高度的2倍以上）活动沉砂（前2小时一直活动，2小时以后以每半小时活动一次为宜活动管柱时间不少于10分钟）；

　　（6）活动沉砂24小时，水泥车到位后连接好循环管线，缓慢下放管柱探砂面，下放管柱过程中每下放1米，然后上提2米，确认管柱无遇卡显示后下入所提出的2米油管，然后按照下放1米上提2米的步骤执行，若提前有遇阻显示后悬重恢复正常（较薄砂桥）则应停止下放，起出管柱至沉砂位置迅速接好循环管线循环洗井一周后继续活动沉砂；若管柱下到预计砂面没有遇阻显示应立即停止下放迅速连好洗井管线洗井。

　　（7）每次填砂砂量应不大于3方，若砂量超过3方，则应分多次进行填砂。

2  油水井填砂施工的基本原则

　　一是针对普通井填砂采取“高填低冲”原则，保证一次填砂的成功率；二是针对小溢流井填砂采取“利用密度差填砂的方法”关井沉砂，沉砂时间不少于24小时；三是对大溢流井填砂采取“关井注水沉砂”方法进行组织施工，48小时注水不停，施工队伍可以中途交叉搬走，从而提高填砂的成功率。

3  油水井填砂施工的质量控制措施

3 1 砂子的选用

现在的采油厂一般选用的都是压裂砂，它颗粒圆整、粒度均匀、表面光洁、流动性好、有较高的抗破碎度。压裂砂具有粒径均匀、分选性好、杂质少和易于携带的特点，是油田采油用最理想的压裂支撑剂。选砂时避免选择那种比重大、粉砂含量多等容易造成数据不准的砂。

3.2 填砂量的控制

理论砂量就是实探的深度到设计砂面（或者冲洗的深度）之间的计算量，附加量是指考虑到砂子湿水后体积变小以及油管及井壁粘附量、粉砂外排至地面或者悬浮在井筒的一部分。填砂量一般根据夹层的大小进行调节，本着宁少勿多的原则，对于夹层在10m之内的井在施工中一般不考虑附加量。为了保证填砂量的准确，一定选择大容积标准的计量器具，避免造成大的误差。

对于知道井筒通道的平均内径和深浅的井填砂施工，根据历来填砂施工的井砂子附加量，找出其中的规律，作表以便查询确定；对于井筒通道的平均内径和深浅并不清楚的井填砂，其总砂量很难准确的来计算，二次补填的可能性很大。找好初次填砂量的规律计算方式，但是做好补填和冲砂的思想准备，尽量提高一次填砂成功率。

3.3 合适合理的填砂方式

对于填砂井段超过120m的井，施工现场我们一般采用多次均匀连续填入的方式，如果使用循环水时排量要小，而且不要填的太快，以避免返出水时将部分粉砂带出地面，而造成砂面不准或沉砂时间过长。填砂时须注意：在填砂过程中动力设备不能停，若中途出现故障，要将井内混砂液彻底洗干净，而且一定要有专人进行观察返出，如果返出变小就要停止填砂，如果发现砂堵应立即活动管柱或试着起几根油管，若还是不通则反洗井蹩压，还不通的话可以起出堵管。

3.4 做好填砂过程的控制

包括填砂前的准备工作和井况调查以及填砂操作的控制等。

要做到：既能够把砂子安全的填入油管内，也要保证砂子完全的留在井底（或鱼顶）之上，避免造成质量隐患；填砂完毕进行送砂时要根据套管内径、填砂介质、油层状况的不同，决定不同的填砂方式以及填砂各种参数的变化；沉砂要把管脚提到井筒的安全深度，严格按照填砂标准进行施工。

3.4 预防油井砂卡

造成油井砂卡的原因如下，在实际填砂操作中应避免出现类似错误：1.填砂排量不足，并且混砂液在不同套管环空流速不同，砂子沉降堆积造成砂卡。这是造成砂卡的主要原因 2.填砂不均匀，部分砂比高，根据连通器原理，混砂液会上返至油套环空造成砂卡：填砂应均匀连续，控制好砂比，填砂完成后及时活动管柱。3.砂粒不均匀致使砂卡后，砂粒更容易沉积堆死：因此所选砂粒应均匀且含泥质较少，最好选择压裂砂，易沉降，不易发生砂堵。4.井本身属于4寸套悬挂，填砂管柱下至4寸套管的话，4寸套内径间隙过小，一旦出现管柱卡，就会加大处理难度：建议填砂管柱下入稍大的套管中。 

　　3.5  填砂施工安全注意事项

　　（1）水龙带完好，两端必须卡有直径不小于13 mm的钢丝绳套，由壬等连接部件砸紧并有密封垫圈。（2）出口管线用直径不小于13 mm钢丝绳套固定在牢靠的位置。（3）施工前调查井况，如发现套管有异常情况要及时制订应对措施，不得盲目施工。（4）施工时控制下放速度和钻压，有专人观察拉力表和进口压力及出口返液情况。（5）填砂中途不能停泵，如泵车发生故障需停泵处理时，应上提管柱至原始砂面50 m以上，反复活动。（6）若提升设备发生故障不能提下作业时，必须保持正常循环。（7）探砂面一律采用光油管硬探，使用与油管相同规范的笔尖或专用公锥，严禁带其他大直径工具。（8）油管下入顺序应从下到上强度递增，不允许混序下入。（9）高压自喷井填砂要控制出口排量，应保持进出口排量平衡，防止井喷。

4效果分析

以上总结了填砂施工中出现的各类情况，应用效果良好，满足现场填砂施工的各类需求，2019-2021年利用以上方法，成功填砂70口，一次成功65口，成功率92.8%，其他5口，因为井筒地层原因砂子不沉，改措施；其中溢流井填砂40方，成功35口，按照砂子300元/方，每口井按照1.5方计算，砂子成本450元，封隔器高压注灰一口成本2.8万元，桥塞成本3.1万元，投入产出比：1：66.7，填砂成功一口节约成本2.7万元，仅2012年一年节约了成本94.5万余元。

5结束语

为了保证填砂施工的成功进行，在实际操作中要严格按照施工工序进行，即下填砂管柱、填砂前彻底循环洗井、填砂中控制好砂比、排量和填砂速度、沉砂期间定时活动管柱、探砂面限速并控制吨位等顺序，在实际操作中要准确确定好各工序的参数，确保填砂施工的成功率，避免多次填砂和重复填砂。 

　　参考文献

　　[1] 田新军，刁春娜.新疆地浸铀矿山环境影响分析与污染防治措施[J].铀矿冶，2010，（01） 

　　[2] 陈伟等.带压作业修井井口三闸板散热量计算[J].油气田地面工程，2010，（01）

作者简介：郝少波，1981年9月出生，助理工程师，从事井下作业技术工作。