浅谈底部挤压充填防砂技术在孤东油田的应用

孤东油田是国内著名的出砂油田，主力油层馆陶组含油层系形成于上第三纪的河流沉积，其埋藏浅，泥质含量高，胶结疏松及油稠等因素造成了油层出砂严重，防砂治砂一直是井下作业生产的一项主要任务，从开发初期到目前采用机械、化学几十种的防砂方法，通过多年的摸索论证，绕丝管砾石充填防砂方法对孤东油田地层类型较适应而被目前广泛采用。

1 常规挤压砾石充填防砂存在问题分析

1.1挤压充填防砂工艺简介

挤压充填防砂工艺是利用充填封隔一体化工具连接绕丝筛管(割缝管)下入井内，绕丝管对准油层部位。地面压裂车组挤入一定排量、一定压力的携砂液，把充填砂携带挤入地层，在井筒周围形成一定厚度的充填砂体，再通过施工参数调整，使充填砂在绕丝管与套管环空内沉积压实，完成充填施工。

1.1.1防砂作用机理

挤压充填防砂工艺的防砂原理与普通绕丝筛管砾石充填防砂工艺一样，通过绕丝筛管(割缝管)挡住充填砂,利用充填砂对地层砂的桥塞作用，把地层砂挡在充填带周围，形成较好的二级挡砂屏障,达到防止油层出砂的目的。

1.1.2增产作用机理：

挤压充填防砂后，在井筒周围形成一定厚度的充填砂体，充填砂体一般采用0.4-0.8的石英砂，渗透率高达121μm2，远高于孤东油田馆陶组地层渗透率。挤压充填防砂工艺并不是地层预充填技术与环空砾石充填防砂工艺的简单相加，无论在提高防砂能力方面，还是在减少地层堵塞，增加油井产能方面，挤压充填都比地层预充填加套管内砾石充填工艺具有明显优势。

1.2挤压充填防砂工艺存在的问题

挤压充填防砂虽然具有很多优点，但通过近几年在施工中发现，经常会遇到压力起升快，加砂量达不到设计砂量的问题，特别在多层、大斜度井、低压高渗漏失井施工时较为突出。2008年1-11月份，我大队共施工绕丝挤压充填井160口;其中达不到设计砂量的达47口，占29.4%。达不到设计砂量的47口井中，生产油量等于或大于修前油量的有20口，占42.6%;生产低于修前油量井有17口，占36.2%(表2);达不到设计砂量，进行二次施工的井有10口，占21.3%。这47口井中，多层井有29口，占61.7%;其它单层施工压力低于10.0MPa低压高渗漏失井有6口，占13%。

浅谈底部挤压充填防砂技术在孤东油田的应用

1.3存在问题原因分析

1.3.1生产层位多，层间渗透率差异大，使部分地层得不到改善。

目前挤压充填施工，携砂液基本是采用污水，排量在1000L/min左右，当携砂液到达地层时，液体被炮眼分流，流速会大幅度降低，携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内快速堆积，这样相对高渗透层或吸液启动压力低的油层(一般是上部油层)，在没有填饱砂子时，下部油层已经被砂子掩埋。造成结果是没有得到充填疏通的油层渗透率明显低于得到充填疏通的油层，生产时便不能发挥出最大能力。

1.3.2对大厚度油层井，不能发挥最佳的产能。

如图1所示，同一层内，携砂液首先进入层内亏空部位(这个部位一般在油层顶部)，和多层井一样，携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内堆积，会很快将油层中下部埋住，使这部分层段没有得到充填疏通，这样在生产时，也就发挥不出最佳产能。

1.3.3不能实现筛套环空的循环充填

如图2所示，绕丝与套管环空内的充填砂，是在砂子进入地层时，部分砂子从携砂液内析出沉积而成，当砂面埋住地层时，压力会快速升高。这样环空内的砂子是靠沉降充填的，易产生砂桥，且砂面也只能填到油层上界。

2 底部挤压充填防砂主要技术原理

2.1工艺管柱

该工艺管柱主要包括：井下开关、防砂筛管、信号筛管、悬挂封隔器四部分组成。

(1)井下开关——作用是在挤压充填和循环充填时，为进入地层的液体提供通道。

(2)防砂筛管——采用强度高，过流面积大的绕丝筛管，可最大限度的提高产液能力，成本相对较低。

2.2施工程序

施工程序主要有：下入防砂管柱→洗井座封→丢手→起出管柱→下入挤压充填管柱→挤压充填施工+循环充填→反洗井→起出挤压充填管柱。

4 该技术在孤东油田应用效果分析

4.1现场试验及应用情况

2010年7月-10月，底部挤压充填防砂工艺在孤东油田实施了5井次，通过在这5口井的实施，见到了良好的效果。截止到当年底，累计增油1968.4t，特别是GD6-39-45井有施工前的0.9t，提高到目前的10.0t，GD2-18-56井有施工前的1.3t，提高到目前的7.2t。累计产生效益399.63万元，并在完善了防砂工艺，减少了一次冲砂工序，避免了一次压井液入井，相对降低了地层污染机率，使油层发挥了最大生产潜能，避免了后续增产措施的投入上的社会效益突出。

4.2底部挤压充填在孤东油田应用关键技术的研究

能使地层最大限度的吸收充填砂量，提高地层的渗透性，为油井的稳产高产奠定基础。由于砾石在筛套环空的液流方向是由层段的下部向上部流动，减缓了砾石的沉降速度，从而防止产生砂桥和空洞，砂浆前沿便不存在砾石沉降和在层段底部的堆集，便于砂浆挤入炮眼。

5 结论

孤东油田防砂井达2000余口，其中绕丝挤压充填年工作量在600口井左右，如果采用底部挤压充填防砂，能有效解决目前常规挤压充填施工中，部分井存在的加砂量少，压力起升快的问题。对多层生产井、大斜度井的绕丝挤压充填效果会更加突出，能提高油井渗透率，增加单井产量，提高油井免修期。对于蒸汽吞吐井如果实验成功，将极大的改善稠油井的开采现状。同时它的推广应用对于孤东油田在防砂工艺的完善上，将起到重要作用。该项目推广后，预计年累计增油在1.8万吨，实现效益达1200万元。

参考文献

[1]《井下作业实用数据手册》.北京：石油工业出版社，2007.8