井筒填砂工艺技术的应用

2022-09-12

一、前言

由于油田开发进入中后期, 油水井井况不断恶化, 随着开采难度的增大, 油水井作业施工措施工作量随之加大, 作业成本剧增。在封堵油层、露点等方面, 填砂越来越受到青睐。但在现场施工中, 填砂存在许多问题:

1. 填砂砂面不准, 或高、或低。

2. 填砂砂堵油管, 砂子粒径不均匀, 含其它杂物过多。

3. 填砂后形成砂桥, 在探砂面时卡死管柱。

4. 填砂后砂子悬浮不下沉, 在探砂面时无砂面, 或者造成卡死管柱。

除了以上填砂不良状态外, 有时因有溢流填砂填不进油管内。这些问题的发生主要原因: (1) 管柱深度有误差; (2) 洗井不彻底; (3) 砂量计算错误; (2) 施工方法存在问题; (3) 石英砂质量问题; (4) 井况原因。避免这些问题的发生, 需要对填砂工艺技术合理应用。

二、填砂工艺技术应用

1. 施工管柱的要求

要保证施工管柱的可靠性, 必须密封和连通, 是管柱数据要准确, 要“三丈量三对口”, 填砂管柱选用与管柱相匹配喇叭口和笔尖, 不可下带大直径工具。

2. 洗井

井筒填砂必须处理井筒至灰面或人工井底, 探的位置与设计提供的有差距, 必须进行落实, 先进行冲洗落实返出物, 一定要冲洗到位, 充分洗井后上提管柱至预计填砂砂面位置。

3. 砂子的选用

选用压裂砂, 因为它的粒径均匀、分选性好、杂质少和易于携带, 但是我们拉砂的时候一定要注意有一种褐色的压裂砂比重大, 粉砂含量多, 一是造成数据不准, 二是冲砂时难于携带。有溢流的井选择压裂陶粒砂。

4. 填砂量和附加量的计算

(1) 井筒填砂量=πR2h=π×R12×h1×n+附加量;R:是套管半径、h:是砂柱高、R1:是砂桶半径、h1:砂桶的高、n:砂桶数量。

(2) 附加量的计算=πR1 (h1-h2) ×n;R:砂桶半径、h1:砂在桶里的高、h2:砂在有水的桶内高、n:填砂的桶数。注:用砂桶装满砂后, 倒出备用, 再用砂桶装满清水, 把备用砂倒入砂桶内, 观察并测出砂桶内砂面的高度。

5. 填砂的操作

(1) 把计算好的砂子在地面通过水携带经油管输送到井内, 填砂要均匀填入, 使用循环水排量要小, 3-5m3/h即可, 携砂比不要过大, 也就是不要填的太快, 填砂的高度以100m是个界, 超过一百米就要分两次填, 往上每50m就要分填一次, 这样可以避免形成砂桥造成卡管柱或者砂面不准。

(2) 控制填砂速度和灌入清水的排量, 出口的排量应小于40L/min

(3) 填砂完后应该继续灌水30min, 上提管柱100m, 并且进行活动沉砂18小时。有溢流的井关井沉砂。

6. 填砂工艺技术应用措施

(1) 对于结盐结蜡严重的井, 在填砂前加入刮蜡、冲盐施工工序, 从而确保填砂施工时井筒的清洁。在进行填砂施工后探砂面时, 水泥车提前到位, 连接好洗井管线后方可进行探砂面操作, 如果在探砂面过程中如出现遇阻现象, 加压不大于30k N, 迅速上提管柱, 如有遇卡显示则开泵循环, 冲洗上提, 防止井筒内悬浮砂沉淀, 造成卡钻事故的出现。

(2) 加强对入井石英砂的选择, 填砂用砂一律采用压裂用0.45-0.9mm石英砂, 备砂量要充足, 按照设计算出所需砂量, 附加量为设计砂量的25%。在地层压力较大的高压高渗井中, 溢流较大造成密度较低的压裂砂一直以悬浮状态在井筒无法沉积在井底时, 需要选择使用加重陶粒填砂。

(3) 对地层压力较高有溢流的井在详细查阅了井史, 可以确定需填砂封堵层为漏失层, 上部为高压出水层时, 加深管柱至上部为高压出水层以下, 底部需填砂层以上, 通过进行多次少量的逐次填砂, 在活动沉砂后探砂面, 一次合格。

(4) 对于出水层位为需要填砂层的施工井, 我们采用了注水压砂的施工方法:即下至人工井底洗井后上提至填砂深度, 将足量石英砂填充后, 上提管柱200-300 m装井口, 使用水井流程油套合注进行注水, 向井筒加压10-20MPa, 保证井筒内液体相对静止, 沉砂24小时后进行探砂面施工;该种施工方法对套管要求较严, 需确保沉砂管柱以上套管无漏失。通过现场使用取得了不错的效果。

(5) 对于夹层比较小的井, 为了达到设计砂面深度, 首先对填砂管柱校深, 确定管柱深度, 采取多填砂, 使砂面高, 然后反冲砂至设计砂面深度。

(6) 若井内有溢流进行填砂施工, 填砂后进行灌水30 min, 活动沉砂2小时后, 如果井内还有溢流这说明砂悬浮在井筒内, 可用水泥车同时从套管和油管注水, 排量为160L/min, 泵压小于5MPa, 注水15min-30min, 观察压力变化, 压力上升时停止注水, 关井沉砂2小时后再探砂面。

(7) 如果施工井是填砂验套, 砂面厚度应在油层上界20m-30m之间, 砂面随着验套压力升高, 砂面下降, 填砂后还有溢流, 用水泥车同时从套管和油管注水, 排量为160L/min, 泵压小于15MPa。

(8) 在4寸套管内填砂时, 探底后把油管鞋提到4寸套悬挂器以上, 避免砂卡管柱。

(9) 对于溢流井, 往油管填砂填不进去的, 充分洗井后, 往油管替入一部分比洗井用的修井液密度大的液体, 然后密度大的液体携带砂子充填。

三、应用情况及效果评价:

1. 现场应用情况:

2010年填砂工艺技术的应用, 填砂施工井共10口, 砂面控制在0.15m-0.5m以内, 有溢流的井施工中, 避免卡钻事故的发生, 2010年经过现场应用, 没有发生无砂面和往油管填不进砂及填砂堵油管的现象, 填砂工艺技术应用取得了较好的效果。

2. 效果、效益评价:

(1) 效果评价

2010年填砂一次成功率由2009年的44%上升至100%, 大大提高施工效率, 缩短施工时间, 杜绝了返工工序和工程事故的发生。

(2) 效益评价

通过填砂工艺技术的应用, 缩短作业时间, 节省作业成本费用, 增加经济效益。

四、结论与认识

1. 填砂工艺技术应用是一种工艺简单、无污染油层、费用少、效果明显、易操作的工艺措施, 使用范围广, 适合于不同井别、不同井深、不同井况的油水井。

2. 填砂工艺技术应用避免因盲目施工, 造成不必要的返工工序和工程事故。

3. 随着填砂措施不断增加, 填砂工艺技术应用具有广阔的推广前景。

摘要：填砂作为油田开发中暂时封堵底部油层或封堵漏点的一项技术措施, 由于填砂因井况恶化、层间矛盾越来越突出及施工操作不当等原因, 不仅增加了作业成本, 而且使工程事故发生的风险大大增加, 填砂无法一次成功, 影响下步措施施工, 对填砂工艺要求越来越高。填砂工艺技术的应用:降低填砂风险, 避免因填砂及探砂面造成卡钻的重大工程事故。

关键词：填砂,封堵,技术应用