大斜度井擠壓充填膠結(jié)砂完井技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用分析

劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

目前針對大斜度井常用的完井技術(shù)有裸眼完井和射孔完井兩大類，對于易出砂的油氣藏，大斜度井完井工藝還要考慮出砂問題。對于易出砂油氣藏，如果采用先期防砂，那么防砂工藝實質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橥昃に?，即防砂完井。在水平井裸眼完井和射孔完井的基礎(chǔ)上衍生出了很多大斜度井的防砂完井工藝。但是由于大斜度井特殊的井深結(jié)構(gòu)，目前適用于大斜度井的防砂完井工藝主要包括機械濾砂管防砂、礫石充填防砂等[1]。 早期由于工藝水平限制，大斜度井防砂主要以機械篩管防砂為主，隨著工藝進步，礫石充填得到重視。斜度超過80度的油井極易出砂，造成出油通道堵塞，在套管外先擠壓充填礫石，在下篩管防砂不失為一種好的完井方法[2]。為此，開展了大斜度井擠壓充填膠結(jié)砂完井技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用研究。

1 技術(shù)思路及技術(shù)要點

(1)技術(shù)思路 大斜度井擠壓充填防砂完井技術(shù)將套管外擠壓充填完井、套管內(nèi)循環(huán)充填完井和獨立篩管完井結(jié)合在一起，是對以上幾種完井技術(shù)的綜合。該技術(shù)主要是先在油層段下入割縫襯管，篩管上部用空心橋塞懸掛在油層套管上，同時橋塞密封油套環(huán)形空間。下入帶充填服務(wù)器的沖管與充填裝置對接，對接成功后進行礫石充填，攜砂液將礫石帶入射孔眼及地層內(nèi)進行擠壓充填，最后開套管閘門，在套管和篩管中間實現(xiàn)循環(huán)充填，這樣建立起了管外地層壓實帶、井筒環(huán)空及射孔炮眼充填帶、機械濾砂管三級擋砂屏障，滿足大斜度井疏松油藏出砂油井的有效開發(fā)。

(2)技術(shù)要點及難點 ①完井管柱必須計算準確，在充填工具和服務(wù)器對接過程中準確找到二者重合的出砂孔，并且要壓力負荷適當。②對工具、管柱要求高，特別是空心橋塞要求坐封后橡膠密封性能好且卡瓦能經(jīng)受住加砂過程中的高壓作用力。

2 充填防砂管柱設(shè)計

(1)管柱組合設(shè)計Φ89mm絲 堵(0.15m)+Φ89mm油管短節(jié)2m + PDCZ-115充填裝置(1.25m)+油管變扣(Φ78.6mm公×Φ89mm平式母)+Φ89mm組合縫篩管串(38m)+Φ89mm油 管4m+油管變扣(Φ89mm平 式 公×Φ78.6mm母+PY445RS-115/64水平井空心橋塞+油管變扣(Φ73mm平式公×Φ73mm外加厚母)+Φ73mm外加厚油管串+Φ89mm油管串至口。

(2)篩管尺寸設(shè)計 縫隙尺寸是防砂管柱最重要的設(shè)計尺寸，原則上應(yīng)能滿足擋住最小充填礫石的要求[3]。對現(xiàn)場施工的油井，射孔油層厚度30m，油層套管為5 1/2″，所以選擇篩管長度為38，在油層的上下各覆蓋4m，篩管類型為組合縫割縫篩管，縫寬0.2mm，篩管外徑89mm，均勻分布，過流面積達3500mm2/m，完全符合洗井和擠壓充填礫石作業(yè)要求。

3 礫石尺寸選擇和攜砂液設(shè)計

擠壓充填防砂施工中，選擇合理的礫石尺寸是防砂成功的關(guān)鍵之一。較大的礫石尺寸有利于獲得較高的產(chǎn)能，但會導(dǎo)致地層砂侵入礫石層；較小的礫石尺寸擋砂效果好，但對油井產(chǎn)能的影響較大。因此需要從砂侵和產(chǎn)能兩個方面綜合考慮，優(yōu)選出既能避免嚴重砂侵，又能獲得較高產(chǎn)能的最佳礫石尺寸。經(jīng)綜合分析，選取膠結(jié)砂的粒徑0.6mm～1.5mm。攜砂液粘度為30～40MPa·s。

4 施工要求

防砂施工泵注程序設(shè)計對成功施工起關(guān)鍵作用。施工油壓限壓34MPa,套壓限壓18MPa(需監(jiān)測套壓值，安裝記錄儀器)，如果施工泵壓過高可提前結(jié)束擠壓充填轉(zhuǎn)循環(huán)充填。排量、砂比根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整，砂比20%作為施工時調(diào)整方案。

5 橋塞(PY445-115/64R封隔器)

橋塞是實現(xiàn)篩管懸掛坐封和建立油套密封空間的重要工具，橋塞中間為中心管，可以供沖管通過，為洗井和礫石充填建立通道。

①結(jié)構(gòu)。PY445-115/64R封隔器主要由丟手部分、封隔部分和錨定部分組成。②工作原理。橋塞下到預(yù)定位置后反洗井，洗出球座處的臟物，同時使套管內(nèi)部充滿液體，為下部打壓平衡掉油管內(nèi)液柱壓力，防止橋塞提前坐封，反洗井完畢后投入鋼球，鋼球到位后，泵注加壓，壓力控制為4MP、8MP、12MP，各穩(wěn)壓3min，實現(xiàn)封隔器脹封和卡瓦錨定，繼續(xù)加壓至16～25MPa，剪斷銷釘，實現(xiàn)丟手。③技術(shù)性能指標?？傞L度1300mm，最大外徑115mm，坐封壓力12MPa，丟手壓力16～25MPa。

6 現(xiàn)場應(yīng)用

大斜度井擠壓充填防砂完井技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，無論從施工工藝過程，還是從施工管柱上看，都體現(xiàn)了它的優(yōu)越性。該技術(shù)在某油田進行了現(xiàn)場應(yīng)用， 取得了預(yù)期的效果，下面以現(xiàn)場施工的油井為例加以說明。

(1)現(xiàn)場施工油井概況 油井于2014.10.28完鉆，完鉆井深3512m，生產(chǎn)層位沙一段，最大井斜87.7°，完井油層套管外徑139.7mm，內(nèi)徑124.26mm。本次依據(jù)地質(zhì)設(shè)計進行射孔作業(yè)，射開Es1s3的3#層，井段3424～3426,3453～3464米，厚度23m，孔隙度27.95%，滲透率574mD，含油飽和度20.22%，泥質(zhì)含量10.26%。油井的生產(chǎn)層位屬于中孔中高滲，泥質(zhì)含量較高的儲層，同時井深、水垂比大、井斜較大接近水平井以及完井套管尺寸較小，這些都加大了管柱下入以及防砂施工難度。

(2)施工步驟 ①下充填防砂管柱。②座封PY445H-

115 /64水平井空心橋塞:用小排量正打壓座封:4.0MPa、8.0MPa、12.0MPa、各穩(wěn)壓3.0min完成座封，泄壓上提管柱比原負荷多2-3t驗封，合格后繼續(xù)打壓至突降為零，完成丟手并起出管柱。③下充填防砂服務(wù)管柱，快到位時邊循環(huán)邊下放，記錄負荷、泵壓。④按防砂施工泵注程序加砂。

(3)效果分析 現(xiàn)場整個完井防砂施工過程順利，油壓一直穩(wěn)定在34MP以下，沒有超壓，此次施工共計加砂8.5m3，最大砂比10%，加液共計156m3。到目前為止該井沒有出砂，取得了良好的防砂效果。

7 結(jié)語

①當?shù)貙記]有漏失時，在排量為2.5m3/min條件下，可以降低攜砂液粘度，用正循環(huán)的方式進行礫石充填，最終形成管外擠壓充填層，管內(nèi)循環(huán)充填層，施工效果更好。②大斜度井擠壓充填膠結(jié)砂完井技術(shù)適用于疏松易出砂地層,與常規(guī)防砂技術(shù)相比具有防砂效果好、工作壽命長等優(yōu)點，可以在油田推廣使用。

[1]董長銀編著.水平井防砂完井力量與技術(shù)[M].中國石化出版社，2013，1.

[2]麻惠杰.管內(nèi)擠壓礫石充填防砂技術(shù)在大斜度井中的應(yīng)用[J].油氣井測試,2014,23(4)40-42.

[3]劉正仁.海洋鉆井手冊[M].北京:石油工業(yè)出版社，1998:409-436.