特稠油油藏中新型防砂篩管的應(yīng)用

王躍歧

【摘要】為防止油井出砂、保護(hù)套管、延長(zhǎng)篩管防砂有效期，減少大修井次。經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，研究開(kāi)發(fā)出一種油井新型防砂篩管防砂技術(shù)，實(shí)踐表明該技術(shù)具有良好的保護(hù)套管和防砂效果，為稠油、超稠油油藏出砂井正常生產(chǎn)創(chuàng)造安全、可靠的工作條件，具有良好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】防砂篩管的研制;室內(nèi)實(shí)驗(yàn);現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

遼河油田地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，斷層異常發(fā)育，油品類型多，同時(shí)多套油氣層并存，油層埋藏淺，尤其是油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期以來(lái)，油井工況復(fù)雜、生產(chǎn)中出砂嚴(yán)重，造成油層近井地帶地層虧空大;特別是油層出砂井各層位開(kāi)發(fā)時(shí)間、地層壓力、生產(chǎn)能力、滲透率各不相同，再加上隨著稠油多輪次注、采工藝技術(shù)的成功應(yīng)用，致使套管徑向應(yīng)力發(fā)生明顯變化，造成大部分油井套管變形、錯(cuò)斷，損傷，導(dǎo)致油井出砂。由于常規(guī)的油井防砂生產(chǎn)管柱在套損出砂井中應(yīng)用，篩管無(wú)法正常起下作業(yè)（套管變形、錯(cuò)斷），區(qū)塊大修施工井次逐漸增加。

以往的機(jī)械防砂管柱，由于部分過(guò)濾單元墊片、外罩以及篩管本體內(nèi)擋環(huán)等強(qiáng)度不夠而脫落，致使油井防砂無(wú)效;為減少大修井次，保護(hù)套管、提高施工一次成功率，降低作業(yè)成本，機(jī)械防砂技術(shù)必須有針對(duì)性地研制開(kāi)發(fā)出新型防砂篩管，保證防砂有效期長(zhǎng)及其安全性的目的，為稠油出砂井正常生產(chǎn)創(chuàng)造安全、可靠的工作條件。

1?防砂原理

新型篩管完井防砂工藝技術(shù)是利用丟手封隔器與防砂篩管組成防砂管柱在油井作業(yè)后下入井下，使篩管正對(duì)生產(chǎn)油層段，通過(guò)封隔器坐封丟手，使篩管留在油層段，形成一個(gè)井下防砂管柱系統(tǒng)。篩管是以鋼管為基管，采用激光在基管上按一定規(guī)則割成若干條縫，從而形成濾砂屏蔽。當(dāng)攜砂流體流經(jīng)濾砂屏蔽時(shí)，該篩管能使原油及小于0.1mm的細(xì)粉砂通過(guò)，并隨油流排出井筒，起到防砂過(guò)濾的作用。

2?割縫篩管的研制

割縫篩管是以鋼管為基管，并按一定規(guī)則進(jìn)行割縫，形成的防砂篩管。由于防砂工藝技術(shù)及保護(hù)套管的需要，要求承受井下高溫、高壓的惡劣條件，其中管柱承壓能力是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)篩管的過(guò)流能力是關(guān)系到油層防砂后油井產(chǎn)能的一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)，因此篩管的參數(shù)設(shè)計(jì)，關(guān)系到防砂效果的好壞。

2.1割縫的設(shè)計(jì)

2.1.1篩管割縫方向的選擇

室內(nèi)研究著重從篩管的布縫方式、布縫長(zhǎng)度、布縫寬度、布縫數(shù)量等方面進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，以確保最佳的篩管布縫參數(shù)。

在套管上割縫方式可分為軸向（縱向）割縫、斜向割縫和周向（橫向）割縫三種，最終選擇了軸向（縱向）割縫。割縫篩管割縫的幾何分布形式主要有直線平行排列，交錯(cuò)排列和螺旋排列三種，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：承受軸向拉力和周向應(yīng)力最大的為平行割縫，故選擇平行割縫，即軸向平行割縫篩管。

2.1.2.篩管材質(zhì)的優(yōu)選

防砂施工中井下管柱承受壓力，對(duì)管柱強(qiáng)度要求是首要的。針對(duì)以往出現(xiàn)的普通材質(zhì)篩管在井下易損壞的問(wèn)題，優(yōu)選材質(zhì)為P110的φ139.7mm套管作為割縫管基管。

2.2.篩管強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)

通過(guò)軸向壓力和徑向壓力實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)布縫數(shù)、縫間距以及布縫方式對(duì)篩管強(qiáng)度的影響，確定布縫方式。軸向壓力、布縫數(shù)對(duì)篩管強(qiáng)度影響較小，縫間距和布縫方式對(duì)篩管強(qiáng)度影響大，平行縫篩管比交錯(cuò)縫篩管強(qiáng)度高。因此在滿足生產(chǎn)要求的前提下選擇平行布縫篩管。

2.3割縫篩管的技術(shù)特點(diǎn)

（a）單層整體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高、剛度小能夠?qū)ιa(chǎn)套管起到一定的保護(hù)作用;篩管的通徑大，便于采油生產(chǎn)與后期打撈作業(yè)。

（b）采取軸向布縫，不會(huì)因彎曲而導(dǎo)致篩逢尺寸不均。

（c）采用最先進(jìn)的割縫技術(shù)，縫寬均勻一致，精度高，公差±0.05mm。

（d）在縫的表面被“淬火”，所以可形成0.3mm厚的高強(qiáng)度耐腐蝕表面，使縫的強(qiáng)度提高，有利于長(zhǎng)期生產(chǎn)。

（e）可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，加工成任意幾何形狀的縫。

（f）可應(yīng)用在各種變形井中，極大地提高了防砂的成功率，不易對(duì)油氣井產(chǎn)生淤堵現(xiàn)象，滲透性好，擋砂能力強(qiáng)。

（g）易打撈，對(duì)地層無(wú)污染，施工周期短，有效期長(zhǎng)，成功率高，適用的范圍廣，是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型防砂技術(shù)。

3?典型井例

3.1油藏特點(diǎn)

杜32塊開(kāi)發(fā)層系為S1+2、興Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組，油藏埋深平均800～1100m，地層結(jié)構(gòu)疏松，滲透率1200～2400×10-3μm2，粒度中值0.2～0.38mm，泥質(zhì)含量4.6%，原油粘度高10×104mPa·S，屬于極易出砂地層。

3.2出砂情況

杜84、杜32塊隨蒸汽吞吐輪次的增加，油井出砂嚴(yán)重，套損井的數(shù)量逐年增多，到2010年共有生產(chǎn)井?dāng)?shù)650口，套損井累積達(dá)到404口，占總井?dāng)?shù)的62.10%，嚴(yán)重制約了油井的正常生產(chǎn)。

3.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

杜32-46-56井，生產(chǎn)層位為興Ⅳ+Ⅴ組，完井日期：1999年12月11日，完鉆井深1052.00m，需防砂井段：901.2～943.9m，厚度為27.5m/2層，套管規(guī)范：Φ177.8mm;共吞吐完10輪，累計(jì)注汽22764t，累計(jì)產(chǎn)油13273t，累計(jì)產(chǎn)水17309m3，油氣比0.58，回采水率1.3。2009年8月22日8輪轉(zhuǎn)抽下Ф154鉛印打印至909.78米，鉛模底部刮掉一角，周?chē)卸嗟拦魏郄?54鉛模變形直徑125～155mm，印痕顯示套管錯(cuò)斷。該井出砂嚴(yán)重，停產(chǎn)，轉(zhuǎn)大修作業(yè)。經(jīng)過(guò)對(duì)油井砂樣的篩選，分析，通過(guò)粒度中值曲線，確定該井粒度中值為0.243mm，于2010年8月21日進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，該井采用材質(zhì)為P110，Ф139.7mm割縫篩管防砂技術(shù)防砂，防砂粒徑0.2mm。管柱下入一次成功，施工過(guò)程順利。目前該井施工后一直連續(xù)生產(chǎn)，無(wú)因砂卡檢泵現(xiàn)象發(fā)生，生產(chǎn)正常，日產(chǎn)油：5.7t，含水39.9%，截止2010年底累計(jì)產(chǎn)油：615.9t，防砂效果明顯。

4?結(jié)論

新型防砂篩管技術(shù)將油井防砂與套管加固，預(yù)防套變有機(jī)結(jié)合，降低成本，防砂增產(chǎn)，技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。適應(yīng)于稠油注汽開(kāi)采、出砂嚴(yán)重區(qū)塊的油井防砂和套損井、套損修復(fù)井、側(cè)鉆井的防砂。該技術(shù)性能可靠，有效期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益高，是目前解決套損井防砂的主要技術(shù)。根據(jù)套損修復(fù)井防砂生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)室內(nèi)試驗(yàn)研究，在保證篩管各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提下，降低篩管加工成本。