汤化健-浅谈(修改后)

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1、浅谈砾石充填防砂工艺编写人：汤华建单　位：东辛作业一大队二十队日期：2003-12-139摘　要　一、概述二、防砂机理三、选井的原则及影响因素四、施工工艺及方法五、效果评价及下部打算9浅谈砾石充填防砂工艺一、概述油井出砂是砂岩油层开采过程中常见的问题。胶结疏松的砂岩油层，松散的砂粒有可能随同油气一起流入井筒。如果油气的流速不足以将砂粒带至地面，砂粒就会逐渐在井筒内堆积，砂面上升至掩盖射孔层段，阻碍油气流流入井筒，甚至使油井停产。出砂严重时，也有可能引起井眼坍塌、套管毁坏。油井出砂后，随着油层孔隙压力逐步降低，上

2、覆地层的重量逐渐传递到承载骨架砂上，最终引起上覆地层的下沉，致使套管变形和损坏。油井出砂也将增加井下工具和地面设备的磨损，而需要经常更换，增加生产成本。油井出砂是由于井底地带岩石结构被破坏引起的，它与岩石的胶结强度、阻力状态和开采条件有关。岩石胶结强度主要取决于胶结物种类、数量和胶结方式，而东营组地层易出砂的油层大多以接触胶结为主，其胶结物数量少，且含有粘土胶结物，此外也有胶质沥青胶结的疏松油气层，原油粘度高、密度大（相对密度0.9501）容易出砂。因为高粘度的原油对岩石的冲刷力和携砂能力强，生产压差越大，渗流

3、速度快，井壁处液流对岩石的冲刷力就越大。岩石即发生变形和破坏，造成油井出砂。二、防砂机理管内绕丝筛管砾石充填防砂工艺是先将地面预制好的绕丝筛管和井下配套工具依次下入井内，使绕丝筛管对准出砂层位，然后用携砂液携带一定粒度的砾石向地层、炮眼及筛管与套管环空填充，或先对地层和炮眼填砂，再下充填管柱对环形空间充填砾石。充填砾石对地层砂形成挡砂屏障，绕丝筛管则使充填的砾石始终保持在防砂井段确保挡砂屏障的形成。三、选井的原则及影响因素9在选择防砂井施工中，对产层薄厚、渗透率高低、出砂量多少、出砂时间早晚、防砂井段长短均能有

4、效实施。对脆性砂岩地层，采用管内砾石充填进行早期防砂，效果更好。受筛管缝隙宽度限制，管内绕丝筛管砾石充填只能防止砂粒粗颗粒进入井筒，减轻油井前期出砂程度，但不能有效地防止细粉砂粒，因此不适用于细粉粒地层，也不适用于高压生产井。选井条件为：1、粘土及细粉矿含量应小于75%；2、含水大于60%时，堵水和防砂要综合考虑；3、套管无变形、无破损。影响砾石充填成功的因素有多方面，要保证防砂成功关键是必须选择与油层岩石颗粒组成想匹配的砾石尺寸。其选择原则是：既要能阻挡油层出砂，又要使砾石充填层具有较高的渗透性能。因此，砾石

5、的尺寸、砾石的质量、充填液的性能是砾石充填防砂的技术关键。1、砾石质量的要求a、砾石粒径的选择：要使砾石粒径Dg是油层砂粒度中值d50的5-6倍，即Dg=（5-6）d50b、砾石尺寸合格程度砾石尺寸合格程度的标准是：大于要求尺寸的砾石重量不得超过砂样总重量的0.1%，小于要求尺寸的砾石重量不得超过砂样重量的2%。c、砾石的强度砾石强度的标准是：抗破碎试验所测出的破碎砂重量含量不得超过下表所示数值。砾石抗碎推荐标准充填砂粒度，目破碎砂重量百分含量，%8-16812-20416-30220-40230-50240-

6、6029d、砾石圆度和球度砾石圆球度标准是：砾石球度应大于0.6，砾石圆度也大于0.6。e、砾石酸溶度砾石酸溶液的标准是：在标准土酸（3%HF+12%HCL）中，砾石的溶解重量百分数不得超过1%。2、砾石充填液对油气影响充填液是将砾石携带到筛管和井壁环形空间的液体。因为部分充填液将进入地层，因此对充填液的性能应严格要求，充填液要携砂能力强，使砾石在充填液中不沉降，使之形成紧密的砾石充填层，避免在砾石层内产生洞穴，以至在生产过程中发生砾石的再沉降，而是筛管出漏失去防砂作用。还要求充填液在井底温度的影响下或在某些添

7、加剂的影响下，能自动降粘稀释而与砾石分离，以免在砾石表面包裹一层较厚的胶膜，使砾石堆积不实而影响填砂质量。从保护油层角度考虑，要求充填液无固相颗粒，并尽可能防止液相侵入后引起油层粘土的水化膨胀或收缩剥落。四、施工工艺、方法及注意事项（一）、正循环砾石充填：它是利用下到井内的转换工具来实现的，水泥车泵组将砾石砂浆从油管泵入井底，通过冲砂工具转换通道进入油管和套管环形空间，经筛缝过滤的液体进入冲管向上经工具转换总成的夹壁腔，自旁通孔流入工具上方的套管环形空间，工具的封隔器总成阻止液体向下运动，并流向井口返出地面，从

8、而实现油井正循环砾石充填。1、充填工具的施工及要求9对井筒处理好后，要保证防砂管柱有一个稳固的井底基础，应根据下部产层重建人工井底，防止施工结束后，筛管、砾石下沉，造成防砂失败。重建人工井底的方法：打桥塞、注水泥塞、填砂。下充填管柱：将充填工具与防砂管柱连接丈量准确无误后，按施工设计要求下入预定位置，使生产筛管对正油层，下入速度控制在5m/min左右，平稳操作，严禁顿钻、溜钻和挂单吊环