水平井裸眼礫石充填完井工藝技術

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

水平井裸眼礫石充填完井工藝技術

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

近年來，礫石充填完井工藝技術在各大油田廣泛應用，特別是出砂較為嚴重的油藏應用更多。對于地質情況較為復雜的油井一般采用套管固井后射孔，然后進行管內礫石充填防砂完井，對于油層物性好、油層不復雜、油層巖石有一定膠結強度的油井一般推薦裸眼內下入篩管，在篩管外進行礫石充填的防砂完井方式。該工藝能保持井壁的最大滲流能力，增加油井產量，同時通過礫石充填帶和篩管多重防砂屏障阻擋各種尺寸的地層砂進入井筒，延長了油井的壽命。裸眼礫石充填工藝有很多種，這里主要分析研究水平裸眼井懸掛篩管外礫石充填防砂完井工藝技術。

水平井；裸眼；礫石充填；完井

油層為疏松砂巖，油層巖石有一定膠結強度，此類油藏若采用裸眼完井，在油井生產期間裸眼井壁保持最大的滲流能力，可以獲得較大的產量，但當生產一段時間后，油層空隙壓力降低，巖石強度不足以支撐上覆巖層壓力，此時就會造成油井大量出砂。此類油藏的完井工藝，現場應用過程中一般推薦裸眼井壁加篩管外礫石充填防砂完井工藝，可以用上部套管下部懸掛篩管礫石充填防砂完井，也可以用空心橋塞懸掛篩管礫石充填防砂完井工藝，裸眼礫石充填的配套工藝多種多樣，這里主要介紹空心橋塞懸掛篩管礫石充填防砂完井工藝，該工藝能節省大量中間套管且可以后期將篩管起出進行其它作業，為油井的開發降本增效。

1　水平井裸眼礫石充填完井工藝分析

水平井裸眼礫石充填完井工藝種類繁多，其中上部固井下部篩管外礫石充填防砂完井已有大量應用且取得了不錯的效果，但是該工藝在淺油層的情況下，篩管上部采用套管固井，增加了固井水泥、套管及配套材料的使用，造成了開發成本大大增加。此時水平裸眼井懸掛篩管外礫石充填完井工藝的優勢比較明顯，該工藝在鉆至油層以上10-20m時停鉆，下入套管固井，水泥凝固后下入鉆頭鉆開油層。再下入礫石充填裝置、篩管串及空心橋塞等防砂完井工具，如圖1所示，到達預定位置后管內打壓，坐掛空心橋塞。（見圖1）

下一步可以將坐封球反洗出管柱，也可以將管柱全部起出后再次下入充填管柱，建議使用將全部管柱起出后再次下入對接的工藝，增加施工成功率。對接后大排量循環，循環通暢后進行礫石充填，作業結束后的井底結構如圖2所示。

2　礫石充填工具分析

裸眼礫石充填完井工藝中涉及的防砂完井工具是該工藝能成功實施的關鍵，這里主要對空心橋塞和礫石充填裝置等進行介紹。

圖1　完井管柱結構示意

圖2　充填完井后井底結構示意

（1）空心橋塞 空心橋塞是裸眼礫石充填防砂完井工藝中的重要工具，空心橋塞主要有以下幾個作用：①封隔油套環空上下空間，防止地層砂進入井筒。②懸掛篩管，空心橋塞通過卡瓦咬入套管起到懸掛防砂管串的作用，其懸掛力可以達到30t及以上。③空心橋塞相比普通封隔器的優勢是大內通徑，可以在橋塞中心過沖管進行礫石充填。

（2）礫石充填裝置 頂部礫石充填主要靠礫石重力實現充填，不能將水平井段充填結實，因此水平井礫石充填建議采用逆向充填工藝，逆向礫石充填將礫石充填裝置裝配在管柱末端。礫石充填裝置一般采用對接式，事先將含有滑套的外管柱連接在篩管下端下入井內，橋塞坐掛后下入對接管柱將充填口推開，進行礫石充填作業，礫石充填結束后上提管柱，滑套關閉阻止礫石回吐。其中復位彈簧的大復位力是保證滑套在有礫石夾雜的情況下順利關閉的關鍵。

3　礫石充填管柱研究與施工步驟

（1）礫石充填管柱結構 水平井裸眼礫石充填防砂完井管柱結構從下至上依次為：引鞋+洗井閥+礫石充填裝置+短節+篩管+短節+空心橋塞+油管串至井口。

（2）施工步驟 水平裸眼礫石充填施工步驟如下：①鉆井至油層以上10～20m后下入套管注水泥固井，侯凝。②水泥凝固之后，繼續鉆進，打開油層。③下入裸眼礫石充填管柱串至預定位置，大排量正循環至通暢。④投球，坐封橋塞，上提3t驗封，打壓至設計壓力丟手，起出礫石充填管柱。⑤下入對接管柱，下帶對接裝置，與礫石充填外管柱對接。⑥充填礫石至設計量。

4　結語

①使用該工藝，油井生產若干年后若產量降低，可以打撈拔出篩管進行其它配套作業。②該工藝施工時先固井，水泥凝固后再打開油層，防止了水泥對油層的污染，起到了保護油氣層的作用。③該工藝大大節省套管、鉆井液、水泥等鉆井材料費用，同

時該工藝在油井開發后期可以從篩管外空間進行洗井作業。

［1］劉言理.老井防砂完井技術研究［J］.化工管理，2015，9，85.

［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，2015，7，149.

［3］劉言理.疏松砂巖水平井完井工藝及相關工具設計研究 ［J］.化工管理，2016，2，198.