側鉆小井眼井防砂工藝在周莊油田的應用研究

劉志斌，孫玉平，康玉陽

（江蘇油田分公司采油一廠，江蘇揚州 225265）

1 目前防砂技術現狀

1.1 防砂技術現狀[1-3]

本廠油井出砂主要集中在周43、許淺1、陳2、沙埝等疏松砂巖油藏區塊，其中周43、許淺1區塊出砂問題最明顯。針對地層出砂問題，本廠探索應用過壓裂防砂、纖維復合防砂、機械防砂、化學防砂等防砂工藝，目前成熟應用的主要為機械復合防砂、化學防砂技術。

（1）化學防砂：向地層中擠入一定數量的化學劑或化學劑與砂漿的混合物，達到充填、固結地層，從而穩定地層結構或形成具有一定強度和滲透率的人工井壁，達到防止地層出砂的目的。

（2）機械防砂：套管內正對出砂地層下入繞絲篩管，并于篩套環空以及地層近井地帶充填礫石，形成人工擋砂井壁，地層砂則被控制在地層內，確保油井正常生產。

1.2 防砂技術局限性

近年來，本廠傳統出砂區塊小井眼井不斷增多。以周43為例，小井眼井已占到總井數15%以上。目前工藝已不能滿足防砂技術需求，主要表現在：

化學防砂一般適用于薄層短井段，施工防砂有效期短，固結后地層滲透率下降明顯，有產能損失的風險。

常規機械復合防砂充填工藝為頂部充填，小井眼井實施易形成砂橋，同時防砂配套工具尺寸上不能滿足小套管要求，倒置防砂皮碗封（140 mm）難以進入小套管（套管內徑82 mm）（見圖1）。

因此，針對當前防砂工藝局限性，以及復雜結構井筒防砂技術需要，開展了小套管新型機械復合防砂工藝的研究及實施工作。

2 新型機械防砂工藝研究

2.1 充填工藝研究

常規直井充填方法為頂部充填，下一趟防砂管柱實現篩套環空頂部充填、擋砂坐封一體化實施。防砂管柱主要結構設計：油管+充填防砂工具+防砂篩管。循環通道主要為攜砂液從油管進，經過充填工具后進入篩套環空，礫石滯留在環空，攜砂液通過篩管經沖管、充填工具進入油套環空最后從套管返出。

圖1 充填、坐封一體化防砂工具

由于小井眼井井筒空間小，篩套環空人工井壁薄，擋砂能力有限，地層砂易侵入。為加強防砂效果，井筒充填前先對地層進行擠壓充填，增加充填層有效厚度。防砂工藝主要包括：地層擠壓充填、篩套環空充填、擋砂坐封工藝。在充填工藝實施上規避大尺寸工具，實現防砂配套工具小尺寸化。因此采取工藝分步實施，各實施工序管柱結構：（1）地層擠壓充填工序：光油管實現地層擠壓充填；（2）井筒充填工序（由上而下）：油管+丟手工具+篩管+沖洗配套工具；（3）擋砂坐封工序（由上而下）：油管+頂部防砂封隔器。

研究設計了兩種循環充填工藝：正沖循環充填、反循環充填工藝；兩種充填工藝的充填方法和循環通道是不同的，具體設計實施方法如下：

（1）正循環充填：用光油管在進行地層擠壓充填同時進行井筒填砂（填砂量為井筒人工擋砂井壁所需砂量），即人工井壁所需砂在地層擠壓充填實施的時候泵入井筒。擠壓充填后，下防砂管柱，當防砂管柱下放在砂面時開始進行正沖洗，沖洗水通過油管、管內沖管以及底部沖洗配套工具將礫石沖起，管柱邊下邊沖，到達設定的預定位置后停止正沖循環，砂子自然沉降形成人工擋砂井壁。

（2）反循環充填：攜砂液從油套環空進入，通過篩管、管內沖管從油管返出。礫石在井筒內沉降形成人工擋砂井壁。

2.2 配套防砂工具研制

針對小套管防砂工藝，設計研制了配套防砂工具，主要包括：底部沖洗配套工具、頂部防砂封隔器、防砂丟手等。

（1）底部沖洗配套工具：建立油套通道，實現單向正沖。

圖2 側周43-6A生產曲線

（2）頂部防砂封隔器：實現擋砂坐封、防止管柱蠕動。

（3）防砂丟手：連接沖管、對接頂部封隔器。

“這個污水處理設施當然好，你看我們村現在的環境多好，空氣也清新，村里人沒事就喜歡出門散散步?！闭勂鹞鬯幚碓O施帶來的變化，村民聶愛真是心生歡喜。她還告訴筆者，村里建設污水處理設施前，家門口就是個糞坑，夏天蚊蠅滋生，又臟又臭?，F在每家每戶都鋪設了污水管道，生活污水通過管網直接流進污水處理池，再也不見蚊蠅圍繞的臟亂景象，村子到處干干凈凈。

3 工藝現場應用

側周43-6A井位于傳統出砂區塊周43區塊，該井2015年末側鉆生產，1 224.43 m以下懸掛∮95 mm小套管。2016年9月實施化學防砂，有效期僅為5 d。2016年12月對該井實施機械復合反循環充填防砂工藝。

主要防砂技術工序設計：

（1）下礫石擠壓充填防砂管柱實施地層擠壓充填：泵車排量至400 L/min～800 L/min，擠入前置液15 m3待泵壓穩定后開始加砂，設計砂量為1.5 m3，加砂結束后續擠6 m3地層水，施工限壓22 MPa。

（2）下繞絲篩管礫石防砂管柱實施反循環充填：打開套管閘門，泵車排量至200 L/min～300 L/min，進行反循環填砂作業，砂比控制在1%～2%以內，理論加砂量為25 L。

（3）丟手：從油管內投入鋼球（30.0 mm）一個，等待30 min，泵正打壓 8 MPa～16 MPa，實現丟手同時打開反洗滑套。

（4）下入油管底帶頂部防砂封隔器服務工具+頂部防砂封隔器，待封隔器底深下至留井對接接頭位置時緩慢下入，下壓管柱負荷50 kN，確認坐封位置，上提管柱至原負荷，從油管內投入鋼球（30.0 mm）一個，油管打壓8 MPa～16 MPa丟手，下放管柱加壓30 kN～50 kN，坐封頂部防砂封隔器。具體工藝參數設計及實施情況（見表1）。

表1 防砂設計及現場實施參數表

4 效果及評價

側周43-6A井防砂前日產液0.6 t，防砂后初期日增油10.6 t，目前日產油穩定在5 t左右，實施以來累計增油超過600 t，經濟效益超過100萬元（見圖2）。

5 結論

研究形成合適本廠特點的小套管機械防砂工藝技術，自主研究并成功實施了小套管反循環充填防砂工藝，為小井眼井防砂工藝推廣應用提供了技術基礎。