水平井篩管完井工藝技術及關鍵工具研究

劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

水平井篩管完井工藝技術及關鍵工具研究

劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

針對當前水平井油層巖石膠結疏松，在油井生產過程中容易出砂的問題，本文對篩管完井工藝技術適應工況進行了分析，對于目前常用的篩管完井過程中的關鍵工具沖縫篩管進行了結構研究。通過研究得到了針對不同出砂嚴重度的對應篩管完井工藝及完井管柱結構，這對于油井的防砂壽命和開采有效期起著至關重要的作用。

水平井；篩管；完井；研究

隨著水平井篩管完井技術在當前疏松砂巖中應用越來越多，對其工藝技術要求也越來越高。采用篩管完井的主要目的是對油層砂進行阻擋，達到允許粒徑的砂粒進入井筒目的[1]-[2]。篩管完井的工藝技術根據不同油層出砂情況，可以選擇不同的水平井篩管完井方案。本文主要對不同的水平井篩管完井工藝技術的適用油層情況進行了分析，給出了不同工藝的完井管柱結構。對于目前常用的沖縫篩管進行了深入探討，對于該工具的現場應用提供了一定的參考意義。

1 水平井篩管完井工藝技術分析

針對不同的油層情況，目前的水平井篩管完井工藝主要有以下幾種方式。

(1)管內篩管循環充填完井 該工藝主要針對出砂不太嚴重的砂巖油藏，同時油層供液充足，不需要對油層進行壓裂的情況。如渤海灣地區的館陶組油藏常用此工藝。該工藝先對套管射孔完井，再下入篩管，在篩管和油層套管環空之間充填砂子，阻擋地層砂。對應的完井工藝管柱為：絲堵+油管短節+礫石充填裝置+油管短節+篩管串(含扶正器)+水平井空心橋塞+油管變扣+油管串至井口。

(2)管內篩管一體化擠壓充填完井 該工藝主要適用于地層供液情況一般的疏松砂巖油藏，需要對油層進行壓裂的情況，如渤海灣地區的沙河街組油藏。該工藝能將篩管和套管之間的環空填實，同時對近井地帶和油層內先進行壓裂，然后將其用砂子填實，增加地層出油效果，形成了多級擋砂屏障，保證了油井壽命。對應的完井工藝管柱與管內篩管循環充填完井相似。充填管柱由于要進行壓裂，設計較為復雜：服務器+沖管+變扣+油管串+水力錨(每500m設置一個)+油管串至井口(井口用大勾反加壓)。

（3）裸眼篩管外礫石充填完井 該工藝主要針對井壁不易坍塌的油層，能增大油層滲流面積，提高產量，且在篩管外進行礫石充填，可以起到支撐井壁的作用。該工藝通常采用上部注水泥固井下部篩管完井。常用的完井管柱結構為：絲堵+套管短節+洗井閥+套管短節+篩管串+套管短節+可鉆盲板+裸眼封隔器+分級箍+鉆桿串至井口。

（4）管內單獨懸掛篩管完井 該工藝主要針對出砂不嚴重的油藏，該工藝一般先采用油層套管射孔完井，然后下入篩管，用空心橋塞懸掛在套管壁上，該工藝不需要進行礫石充填，在油井生產若干年后篩管失效后可以輕松將橋塞解封，拔出篩管進行二次老井防砂。對應的完井管柱為：絲堵+油管短節+篩管+油管短節+水平井空心橋塞+油管串至井口。

2 關鍵工具研究

水平井篩管完井最為關鍵的工具是篩管，篩管的質量好壞、篩管結構和孔眼尺寸關系著整個油井的開采壽命、防砂效果、出液量和經濟效益，選取不合理的話可能會造成油井出砂嚴重，導致后期的打撈失敗，整個油井廢棄的嚴重后果。

目前已有的篩管有以下五個大類：①割縫篩管、直縫篩管、梯形縫篩管和組合縫篩管。②鉆孔篩管。③繞絲篩管。④沖縫篩管。⑤精密復合篩管。

圖1 沖縫篩管剖面示意圖

圖2 沖縫篩管實際剖面結構圖

其中沖縫篩管相比之下性價比較高，擋砂效果較好，如圖1和圖2所示。沖縫篩管采用沖縫螺旋分布，大大提高了過濾套強度。在局部受外部擠壓時，受壓部位在外力作用下，間隙減小或者閉合，保證防砂的可靠性。采用精密沖縫技術，不銹鋼沖縫過濾套的沖縫開口在側面，避免了地層砂對沖縫篩管的直接沖蝕作用。沖縫間隙的加工通常情況下根據不同油井的砂粒徑進行確定，可以控制在要求的加工誤差范圍之內，保證其過濾精度的要求。目前常用的篩管基本數據見表1。焊接方式上將篩管套與基管進行一體化焊接，充分保證篩管在井下復雜情況下和多年生產后仍能不會與基體脫離。

3 結語

①通過分析得到了適用于不同油層情況下的篩管完井工藝，給出了其對應的優化的篩管完井管柱結構。②對于關鍵工具篩管進行了研究，給出了抗擠壓能力強，抗沖蝕效果好的沖縫篩管結構，為現場應用提供了參考。③對于上部固井下部篩管完井的方案，篩管失效后可以采取篩管射孔，在篩管內下入小尺寸篩管，對小尺寸篩管外空間進行礫石充填的二次防砂工藝。

（文章題目：水平井篩管完井工藝技術及關鍵工具研究）

[1]劉言理，聶上振，楊延征.水平井完井方法研究和優選[J].價值工程,2015,10,34(378),94-95．

[2]劉言理.水平井充填一體化化學防砂完井技術在海上油田的應用[J].化工管理,2015,07,149-150．

[3]劉言理，聶上振.上部注水泥下部精密復合篩管完井技術的研究與應用[J].化工管理,2015,05,158-159．