胜利油田水平井裸眼分段充填防砂技术与应用

孙浩玉; 刘春艳; 胡高群; 马明新 【期刊名称】《《石油地质与工程》》 【年(卷),期】2019(033)006 【总页数】4页(P81-84)

【关键词】胜利油田; 水平井; 防砂; 砾石充填 【作 者】孙浩玉; 刘春艳; 胡高群; 马明新

【作者单位】中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 山东东营257000; 中国石油燃料油有限责任公司青岛仓储分公司 山东青岛266599 【正文语种】中 文 【中图分类】TE257

胜利油田开发中后期生产含水逐渐升高[1]，生产压差和采液强度不断增大，导致油井出砂加剧，生产中滤砂管被堵塞问题越来越严重[2]。单一的筛管防砂工艺已经不能满足水平井防砂的要求，水平井砾石充填技术应用越来越得到重视[3]。长水平段水平井工艺在胜利油田应用广泛[4]，受水平井单段充填工艺充填段数限制，随着充填长度的增加，充填过程中容易产生砂桥堵塞，管内砾石充填率低、充填效果不理想[5]；而水平井砾石分段充填技术，裸眼部分通过管外封隔器分段、逆向砾石充填的方案，将长水平段分成若干个小井段进行分段分次充填施工，可 以大幅度提高水平井裸眼长井段砾石充填密实效果，减缓或避免在生产过程中防砂筛管

被堵塞，提高长水平段水平井的防砂效果和寿命[6]。

本文阐述了水平井分段砾石充填技术工具管柱结构和工艺原理，现场应用表明，水平井裸眼分段充填防砂工艺成熟可靠，可实现一趟管柱多段连续充填，有效避免了长井段充填时砂沉积堵塞的风险，提高了长水平段水平井的充填密实程度和充填效果，是长水平段水平井提高防砂质量的有效技术。 1 分段砾石充填防砂工艺 1.1 裸眼单段充填工艺

（1）工具管柱。外管柱结构（自下而上）：引鞋+底部充填工具+防砂筛管+定压阀+免钻分级箍工具（或固井盲板+管外封隔器+分级箍）+套管串至井口（图1）。内充填管柱：密封插头+油管串至井口。 图1 裸眼单段充填工艺管柱

（2）充填工艺。水平井筛管完井后，首先进行筛管顶部注水泥施工，通过免钻分级箍工具对筛管上部套管串进行环空固井作业，固井施工完成后，再下入内充填管柱内密封插管，打开底部充填工具进行充填防砂施工，实现底部逆向充填，从而达到防砂增产的目的。 1.2 裸眼分段充填工艺

（1）工具管柱。外防砂管柱结构：免钻分级箍工具、防砂筛管、裸眼分段封隔器、底部充填工具、上部充填工具。内充填/坐封管柱结构：对接装置、密封杆、充填管、丝堵等（图2）。 图2 外管柱总成及充填管总成

（2）充填工艺。以两段充填为例，将外防砂管柱下至设计井深后，上部地层进行筛管顶部注水泥固井施工作业。固井施工完成后，下内充填管柱，通过对接装置和密封杆密封，内管打压座封管外封隔器，之后内管柱泄压，下放内充填管柱对接底部充填滑套。通过上提下放打开充填孔，对底段进行砾石挤压充填作业，充填结束

后上提下放关闭该段充填口、反洗井，待井内冲洗干净后，上提内充填管柱至上部充填滑套，再按照以上作业程序对上段进行挤压充填作业。 2 主要充填工具 2.1 免钻分级箍工具

免钻分级箍工具[7]由固井器总成、封隔器总成、回接筒和内套系统四部分组成，是筛管顶部注水泥完井技术的关键部件。施工中随完井管串下入，起到隔离产层、建立注水泥通道、防止水泥污染油层等作用。

免钻分级箍工具不改变固井工艺流程，固井碰压后打捞出内部结构，省去了钻塞作业，保护了套管，单井可减少完井作业时间24 h，大幅节约建井成本。同时，在完成注水泥固井作业后，完井管柱内通径大且内表面光滑通畅，有利于水平井筛管外砾石充填防砂作业[8-9]。 2.2 新型砾石充填复合防砂筛管

复合防砂筛管过滤层由绕丝管和不锈钢网共同组成，绕丝管采用不锈钢丝轧制后缠绕而成，不仅可以缓解泥质、稠油、粉细砂对滤砂管造成的堵塞，而且提高了筛管的强度和耐冲蚀性能。外层包裹的过滤网为不锈钢金属材料，具有强度高、结构稳定、孔隙率高、孔径均匀、不易堵塞的优点，过滤性能优异。最外部为拉伸冲孔外保护结构，提高了防砂筛管的耐冲蚀能力，具体参数见表1。

表1 复合防砂筛管性能参数 mm 号 基管 外径 基管 内径 滤砂管最大 外径 78 型 178****5203+− 2.3 裸眼分段封隔器

裸眼分段封隔器是实现水平井分段连续充填的关键工具，安放于水平井筛管段，下入到位后通过内充填管柱进行打压坐封，从而将外防砂管柱与井筒环空分隔成几段，实现水平井裸眼环空的封隔，结构及性能参数如图3、表2 所示。 图3 裸眼分段封隔器结构示意图

2.4 底部充填滑套

底部充填滑套工具能同时实现底部酸洗、底部外管充填。

主要包括密封筒和滑套机构，在下入之前滑套处于关闭状态，到位后通过内充填管柱对接，上提下放打开充填口，进行挤压充填作业，充填施工结束后，通过内管柱上提下放关闭充填口，完成 该段充填施工，具体参数见表3。 2.5 上部充填滑套

基本结构与底部充填滑套相似，主要适用于筛管中部砾石充填，能有效分层，避免因渗透率差异导致砂沉降造成砂桥或充填不实的现象，具体参数见表4。 表2 裸眼分段封隔器性能参数 总长/mm 最大外径/mm 内径/mm 启动压力/MPa 关闭压力/MPa 工作压力/MPa 工作温度/℃ 适用井眼 1 240 205 160 9 12～18 25～35 90～120 18 cm 裸眼

表3 底部充填滑套主要技术参数 型号 开启负荷/KN 总长/m 外径/mm 内径/mm 连续螺纹 适用井眼 SL-7BPT 5 3 195 73 18 cm CSG 18 cm 裸眼

表4 充填滑套主要技术参数 型号 开启负荷/KN 总长/m 外径/mm 内径/mm 连续螺纹 适用井眼 SL-7BPT 5 3 195 145 18 cm CSG 18 cm 裸眼 2.6 内充填管柱总成

内充填管柱总成主要包括对接装置、密封杆、充填管、丝堵等工具组成，可实现一趟管柱多段砾石连续充填，工艺简单、效率高。主要作用是建立外管柱与裸眼环空之间的充填及洗井、循环通道[10]。充填时通过充填管柱总成对接、密封、打开循环通道，携砂液通过内管充填总成进入裸眼环空，充填完毕上提内管工具后关闭充填循环通道（图4）。 图4 内管充填总成结构

内充填管柱总成设计了充填洗井定位机构，确保内充填管柱总成与充填滑套的循环口相互一致，防止携砂液在充填过程中对充填工具的冲蚀破坏，且工具设计了双级

密封功能，在充填施工完成后，确保充填滑套循环口可靠关闭，杜绝了因循环口关闭不严导致的防砂失效，具体参数见表5。 3 现场应用

胜利油田稠油、疏松砂岩油藏储量丰富，是国内水平井筛管先期防砂技术发展最快、应用规模最大的油田，近十年防砂完井的水平井约1 600 余口，占胜利油藏水平井的30%左右。

在前期裸眼防砂完井的基础上，该技术用于胜利S56、LZ14、S105、G43 等区块现场应用19 口井，现场施工顺利，充填均匀可靠，成功率100%。在Y451-P26 现场首次突破了一趟管柱三段连续充填防砂施工，有效避免了长井段充填时砂沉积堵塞的风险，可有效保护筛管，提高油井的防砂寿命。

表5 内管充填总成主要技术参数 型号 密封杆外径/mm 对接装置外径/mm 充填管外径/mm 充填管内径/mm 对接方式 适用井眼 SL-7NZC 98 140 142 118 机械式 18 cm 裸眼

到目前为止，所有现场应用井未出现筛管损坏、井底出砂情况，生产投产情况如表6 所示。 4 结论

（1）现场应用表明，基于管外封隔器分段、逆向砾石充填的水平井裸眼分段充填防砂工艺成熟可靠，可实现一趟管柱多段连续充填，有效保护了筛管，提高了油井的防砂寿命。

表6 现场应用井目前生产情况 井号 生产时间/d 日产液/t 日产油/t 含水/% 累计产油/t 单56-平25 1 122 29 3 91 6 578 商105-平1 1 337 14 2 85 357 商105-平4 908 21 0 99 1 039 商105-平5 967 44 2 96 1 592 商105-平6 1 302 23 2 89 4 446 林中12-平2 947 4 2 52 4 213 Y451-P26 1 075 10 2 86 3 299 坨827-平1 151 13 9 28 1 445 高43-平14 873 28 2 94 1 683 曲9-平22 696 25

5 82 4 567 曲9-平23 652 7 6 15 3 758 高43-平19 643 28 3 90 3 295 高43-平20 639 23 7 70 4 694 高43-平18 660 26 7 72 5 117 高424-平27 379 9 5 41 1 844 高424-平28 198 8 7 16 1 534 高424-平29 163 3 3 2 411 高423-平4 23 10 1 90 29

（2）水平井裸眼分段连续充填防砂技术可有效避免长井段充填时砂沉积堵塞的风险，提高长水平段水平井的充填密实程度和充填效果。 参考文献

【相关文献】

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