防砂管柱失效原因分析及打撈策略

張琳

摘要：打撈防砂管柱占修井總數(shù)的53.78%，與防砂投產(chǎn)井?dāng)?shù)有直接的關(guān)系。形成打撈防砂管柱的原因也有所區(qū)別。與此同時(shí)，隨著井深的增加，下井工具長度以及重量也在增加，打撈鉆具在滿足自身及被撈物重量的基礎(chǔ)上還要克服鉆具及被撈物在井內(nèi)的磨擦阻力，因此深井鉆具的鋼級、尺寸就與常規(guī)井有所不同。

關(guān)鍵詞：修井作業(yè);防砂管柱;破裂失效;堵塞失效;打撈成功率

打撈不同于常規(guī)作業(yè)，是指采用相應(yīng)的措施工具撈出井下落物的作業(yè)過程，一般情況下，打撈井占大修井的75%以上，提高打撈成功率相應(yīng)可以大大提高修井質(zhì)量和效益。研究油區(qū)需防砂后投產(chǎn)的油井有兩類：稀油井和稠油井。打撈防砂管柱占總數(shù)的53.78%，與防砂投產(chǎn)井?dāng)?shù)有直接的關(guān)系。然而，稀油井與稠油井兩者因開采方式不同，故形成打撈防砂管柱的原因也有所區(qū)別。

1、稀油打撈防砂管柱主要是防砂管柱破裂失效，其次是防砂管柱堵塞失效。

（1）造成防砂管柱破裂失效的原因有：一是防砂管柱被生產(chǎn)液流沖涮損壞。二是防砂管柱被生產(chǎn)液流腐蝕損壞。三是防砂管柱被變形、破裂的油層套管擠壓、刮蹭損壞。油層部位油層套管彎曲變形，對防砂管柱形成不對稱擠壓;油層部位油層套管破裂、錯(cuò)斷移位后，對防砂管柱形成不對稱擠壓，或帶來高壓流體直接沖涮防砂管柱;防砂管柱在下井過程中被變形、破裂的油層套管刮蹭帶傷。四是防砂施工過程中造成防砂管柱損壞。

（2）造成防砂管柱堵塞失效的原因有：一是地層細(xì)粉砂鑲嵌堵塞。生產(chǎn)液流攜帶地層細(xì)粉砂流經(jīng)防砂管篩隙時(shí)，鑲嵌在防砂管篩隙內(nèi)并逐步積累，將防砂管篩隙堵塞，使防砂管柱滲透率急劇下降，造成油井供液不足。二是結(jié)垢集聚堵塞。隨著生產(chǎn)液流中含水不斷上升，高礦化度的地層水不僅能腐蝕防砂管柱，并能在防砂管外表逐漸形成結(jié)垢，逐步集聚后堵塞防砂管篩隙，降低防砂管柱滲透率，造成油井供液不足。

2、稠油井形成打撈防砂管柱的原因，主要是防砂管柱破裂失效。

造成稠油井防砂管柱破裂失效，除具有上述稀油井的各類原因外，另外還與其蒸汽吞吐開采的特點(diǎn)有關(guān)。一是防砂管柱受熱脹冷縮影響造成損壞。注汽過程中防砂管柱受熱伸長，生產(chǎn)過程中地層溫度逐漸降低，防砂管柱遇冷逐漸收縮。在此過程中，首先，防砂管柱自身的支撐中心篩管與外層篩套，因材質(zhì)不同故產(chǎn)生的膨脹、收縮量存在較大差異，使防砂管柱支撐中心篩管與外層篩套之間產(chǎn)生一方受拉、一方受壓，造成受拉一方產(chǎn)生撕裂破損，受壓一方則產(chǎn)生彎曲變形。其次，留井防砂管柱上部有封隔器固定，下部有砂面支撐，當(dāng)受熱膨脹時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的擠壓力造成防砂管柱彎曲變形;當(dāng)遇冷收縮時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的拉伸力造成防砂管柱撕裂破損。二是蒸汽吞吐使防砂管柱裸露造成損壞。三是燜井期間強(qiáng)行防壓造成防砂管柱損壞。

3、防范措施

（1）針對防砂管柱被生產(chǎn)液流沖涮損壞應(yīng)采取的防范措施。對非均質(zhì)地層采取地層改造措施（如：高壓地層充填），盡可能得到一個(gè)較為均勻的產(chǎn)液剖面;對注水高滲透帶進(jìn)行封堵，調(diào)整注水剖面和注水參數(shù);合理增加射孔密度和炮眼直徑;調(diào)整采油參數(shù)，確定合理的采油制度。

（2）針對防砂管柱被生產(chǎn)液流腐蝕損壞應(yīng)采取的防范措施。使用防腐材料，提高防砂管柱的抗腐蝕能力;注水見效明顯或有水竄現(xiàn)象的油井，在其對應(yīng)注水井的注入水中加入適量防腐藥劑。

（3）針對防砂管柱被變形、破裂的油層套管擠壓、刮蹭損壞應(yīng)采取的防范措施。對于新井應(yīng)強(qiáng)化采油管理，及早確立合理的采油制度，及時(shí)補(bǔ)充地層能量、維持注采平衡;對于老井在防砂前，應(yīng)加強(qiáng)對油層套管的偵探、測試工作，對已損壞或有異常的油層套管，必須進(jìn)行修套處理，以保證防砂前油層套管的完好。

（4）針對防砂施工過程中造成防砂管柱損壞應(yīng)采取的防范措施。加強(qiáng)防砂施工前的井筒處理工作，確保砂面精準(zhǔn)、井筒干凈;嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)，防砂中途出現(xiàn)異常必須停止防砂施工，查明原因后方可繼續(xù)施工。

（5）針對防砂管柱自身缺陷造成的損壞應(yīng)采取的防范措施。優(yōu)選信譽(yù)高、材質(zhì)好的防砂管供應(yīng)商;加強(qiáng)防砂管的入庫、入井前的檢查、檢測，對不合格的防砂管堅(jiān)決棄用。

（6）針對稠油井防砂管柱受熱脹冷縮影響造成損壞應(yīng)采取的防范措施。目前，稠油熱采防砂管，其中心支撐篩管與外層篩套多采用一端焊接固定、一端銷釘固定，中心支撐篩管與外層篩套受熱伸長達(dá)到一定差值，剪斷銷釘避免兩者受拉或受壓損壞，使用效果不太理想。建議加強(qiáng)熱采專用防砂管的研制，從根本上杜絕熱脹冷縮對防砂管的損壞（如：采用波紋外層篩套）;選用受熱膨脹系數(shù)相同后相近的金屬材料制作。稠油井防砂管柱組合為：管堵+2-3m油管短接+扶正器+生產(chǎn)篩管+扶正器+（夾層油管短接）+扶正器+生產(chǎn)篩管+扶正器+油管（2根*9.6m）+信號(hào)篩管+油管（1根*9.60m）+留井防砂魚頂，防砂管柱長度一般在30-100m之間，整個(gè)管柱中間無任何熱力補(bǔ)償裝置存在較大隱患。建議在防砂管柱組合中加入多極熱力補(bǔ)償裝置，以分級消除熱脹冷縮帶來的擠壓力或拉伸力。

（7）針對稠油井蒸汽吞吐使防砂管柱裸露造成損壞應(yīng)采取的防范措施。采用復(fù)合防砂方式與合理的注汽制度相結(jié)合，可有效緩解防砂管柱裸露造成損壞。復(fù)合防砂中大規(guī)模的地層充填可大幅提高近井地帶的滲透率，充填后期再加入適量的高溫涂料砂以提高近井地帶的地層膠結(jié)強(qiáng)度，這樣高速注入的蒸汽通過射孔炮眼后，流速迅速下降，大幅減少注入蒸汽對地層砂的攜帶能力。合理的注汽制度則是：前期低速、高干度、小排量，中期逐步提速、高干度、排量適中，后期高速、高干度、大排量。這樣可使地層逐步趨于飽和，同時(shí)可逐步疏通生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的地層堵塞，進(jìn)一步提高近井地帶滲透率，從而大幅降低注入蒸汽對充填砂體的傷害。

（8）針對稠油井燜井期間強(qiáng)行防壓造成防砂管柱損壞應(yīng)采取的防范措施。根據(jù)井口壓力的大小，選擇合適的油嘴控制放噴，避免人工操作無控制放噴。

（9）針對稀油井防砂管柱被地層細(xì)粉砂鑲嵌或結(jié)垢集聚堵塞失效應(yīng)采取的防范措施。解決地層砂鑲嵌堵塞，精確計(jì)算每口井地層砂粒度中值，再確定防砂管篩隙，不能對一個(gè)區(qū)塊的防砂井一律采用同一篩隙;其次采用兩段塞充填工藝技術(shù)即：先充填0.4-0.8mm礫石層做為擋砂層，提高防砂強(qiáng)度，然后再預(yù)充填0.6-1.2mm礫石層作為排砂層，最后再用0.6-1.2mm礫石進(jìn)行繞絲管環(huán)填，這樣不僅有效地防住了較大粒徑地層砂的進(jìn)入，而且較小粒徑的地層細(xì)粉砂可排出充填段，減少淤積堵塞;對已經(jīng)形成堵塞的油井，可采用水力震蕩解堵、酸侵、酸洗施工，以緩解地層砂鑲嵌堵塞。解決結(jié)垢集聚堵塞的方法，首選酸侵、酸洗施工，可配合使用水力震蕩解堵。

參考文獻(xiàn)：

[1]油田井下作業(yè)大修施工技術(shù)的應(yīng)用及價(jià)值研究[J].于新.石化技術(shù).2018（05）