小井眼井防砂配套工藝技術與應用探究

宋長山 李有才 張鳳 宋元新 黎軍容

摘要：隨著油田長期開采，油井不可避免地出現出砂、油層坍塌、套管損壞等問題，嚴重的可導致油井停產。采取打側鉆井方式實現二次開采，但開采過程中又重現出砂問題，嚴重制約了后續(xù)的開采工作。對于套損井逐年增加的老油田來講，套管貼堵和側鉆井技術在井網調整、盤活報廢井等方面具有明顯技術優(yōu)勢，但貼堵和側鉆后，套管的尺寸小、類型多，制約了常規(guī)機械防砂工藝的應用。目前側鉆井防砂主要采取化學固砂、穩(wěn)砂技術，但都存在防砂成功率低、有效期短的問題。為保證施工質量，在施工過程中從工具配送、入井坐封到充填施工、丟手起鉆，全部安排雙崗技術服務，精細操作，確保循環(huán)充填防砂作業(yè)一次成功。

關鍵詞：套管貼堵；側鉆井；套管尺寸；側鉆井防砂；優(yōu)化施工

套管貼堵和側鉆井技術在井網調整、盤活報廢井等方面具有明顯技術優(yōu)勢，是采油廠措施挖潛的重要手段，但貼堵和側鉆后，套管的尺寸小、類型多，制約了常規(guī)機械防砂工藝的應用。本文研發(fā)小直徑防砂工具，對防砂工藝及充填礫石進行優(yōu)化篩選，通過對化學防砂配方的優(yōu)化，提高其膠結強度，達到小井眼防砂的目的。小井眼循環(huán)充填防砂作業(yè)施工過程中存在著施工管柱過流面積小、管損大，射孔不完善、工藝選擇余地小、配套設施不完善等不利因素，增大了防砂無效風險，施工難度堪比繡花。為保證施工質量，在施工過程中從工具配送、入井坐封到充填施工、丟手起鉆，全部安排雙崗技術服務，精細操作，確保循環(huán)充填防砂作業(yè)一次成功。

1機械防砂配套模式

單層、或多層不再下返的井，施工工藝以密閉充填為主要手段，完善防砂系列工具與施工工藝，提高環(huán)空擋砂屏障可靠性。

1.1 防砂系列工具的研制

（1）小直徑充填工具。針對側鉆井及全井貼堵井，研發(fā)能夠滿足內徑為φ80mm 以上小井眼井密閉充填防砂需要。針對過貼堵管防砂，研發(fā)反循環(huán)充填工具，丟手機構為打壓丟手，同時采用彈片扶正器。（2）等徑內置防砂篩管。根據側鉆套管內徑小、篩套空間小、易架橋等特點，研制了等徑內置防砂篩管。（3）防砂管柱扶正器、旋轉尾管。該型以鋼管為母體，布置獨特軸承結構，外壁焊接螺旋形葉片，充填施工過程中在液流沖擊作用下旋轉。在防砂施工中，與等徑內置防砂篩管上下連接，旋轉使液流在井底形成“繞”流，解決充填礫石在環(huán)空“堆積架橋”和充填層“二次重排”問題，有效提高充填效率。

1.2 充填礫石篩選

室內研究表明，低密度陶粒砂在充填過程中不易形成“架橋”現象，體積密度1.4 g/cm 、視密度2.62 g/cm ，均小于普通石英砂；室內試驗其抗壓強度26.2 M Pa，而普通石英砂抗壓強度為15.3 M Pa。篩選低密度陶粒砂作為充填材料，考慮到小套管篩套環(huán)空狹小的實際情況，尺寸規(guī)格參數選取0.3 ～0.6 m m 為標準。

2 化學防砂配套工藝

針對多層開采，以后很可能下返生產的井，采用分層涂料砂樹脂防砂配套模式。結合室內涂料砂+樹脂強度、滲透率試驗結果，開展涂料砂預充填、樹脂“封口”施工工藝試驗研究。

2.1 樹脂類型篩選

涂料砂與低傷害樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂配伍性試驗。實驗結果表明，上述三種樹脂固結強度均能滿足現場防砂需要，而低傷害樹脂滲透率保留率最高，有利于提高油井產能。

2.2 涂料砂+低傷害樹脂試驗條件

運用正交試驗設計方法，將影響因素分為四個因素，取三個水平，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗，通過對這部分試驗結果的分析了解全面試驗的情況，找出最優(yōu)的水平組合（涂料砂：100 g）。

從實驗數據看，當樹脂濃度達到一定濃度時，與涂料砂表面的酚醛樹脂的配伍性下降。樹脂5% 時固結巖芯的強度達到5.31 M Pa，基本上能夠滿足油田側鉆油井的生產需要。截止目前，小井眼井防砂共實施55井次，油井防砂后免修期延長近1倍，累增油46502噸。油田開發(fā)多年，以每年新增套損井80口左右的速度增長，利用現有套管問題井資源，打側鉆、貼堵是低成本挖掘剩余油潛力、提高采收率的重要措施之一。該技術不僅為老油田開發(fā)提供了工藝增油手段，同時為工程技術人員在出砂井治理方面提供了一種新的工藝方法，滿足了油田深入開發(fā)的需要。

3 結束語

隨著油田多年開發(fā)生產，受開發(fā)過程中出砂、腐蝕、偏磨和高壓措施等因素影響，套管損壞逐漸加劇，下小套管的井逐年增多，小井眼井符合開發(fā)投入少、產出多的原則。油田在防砂技術領域取得了新突破。小井眼復合防砂技術結合了人工井壁防砂和機械防砂的優(yōu)點，可有效解決Φ101.6mm套管小井眼油氣井出砂難題，有效消除氣流和地層壓力對人工井壁造成的沖擊，解決人工井壁低溫固化強度低的難題，為治理Φ101.6mm小井眼井、地層壓力高的油井、造漿嚴重的油井和淺層油井出砂難題提供了一種非常有效的防砂手段。此工藝措施能減少樹脂砂用量，比采用壓裂防砂工藝每口井可有效降低成本10余萬元，便于推廣使用。同時，井下防砂結構，可將抽油泵有效深入小井眼內以確保油井產能，便于后續(xù)管理。

參考文獻：

[1]何生厚，等.油氣井防砂理論及其應用.北京：中國石化出版社，2013：25-37

[2]連經社，等.油田采油工藝技術.北京：中國石化出版社，2014：139-163

[3]鄧英爾，等.高等滲流理論與方法.北京：科學出版社，2014：12-256

[4]李愛芬，等.礫石充填防砂井產能預測方法.山東東營 石油勘探與開發(fā)，2016：02-103