修井作業中填砂施工優化策略探究

周開軍

摘要：在油田開發進入中后期，地層能量越來越低，油層的出砂情況會越來越嚴重。油層出砂將會對油井正常原油生產造成極大的危害。其主要原因就是一旦砂進入井筒，地層砂將會沉降到井筒底部，阻擋油流流入井筒或砂隨油流進入井筒，甚至卡管柱和卡泵事故，導致油井無法正常生產。但是，從另外一個方面來看，砂也可以阻止修井液進入地層，避免造成地層污染或者提高作業效率。正是由于這樣的原理，將砂填到井筒內，達到完成修井作業工藝或保護油層的目的，將這一過程稱為填砂施工。修井作業填砂作為油田開發中暫時封隔油水層，保護目的層的一項施工技術，已在施工中廣泛應用，它的最大優點是不污染油水層。廣泛使用于負壓井無法建立循環的情況下進行打塞、封堵施工，具有簡單易操作，施工投入小的特點。

關鍵詞：作業填砂;打塞封堵;洗井液;填砂方式;優化施工

填砂就是將地面砂通過修井液攜帶，經過油管輸送到井內，經過一段時間沉積在井筒內，從而達到封隔油水層的目的。實施填砂施工工藝技術有助于解決特殊的井下作業修井任務或避免油層污染。通過長期的現場試驗證明，填砂施工必須解決三個問題，即砂粒的選擇，填砂數量的計算和填砂工藝。

一、施工管柱要求

1、保證施工管柱的可靠性，確保螺紋密封、管柱暢通和連接可靠;2、管柱數據準確，做到“三丈量三對口”;3、填砂時將管鞋下至距預計砂面以上20-50m;4、管柱匹配合理，使用大小頭時必須有倒角;5、填砂管柱選用與管柱相匹配喇叭口或筆尖，不可下帶大直徑工具。

二、洗井要求

1、首選正循環洗井方式;2、采用熱水加適量添加劑;3、將管鞋下至遇阻位置以上3-5m;4、遇阻深度與設計提供深度有誤差時，必須進行沖洗或打印落實，如果不到位，就要與設計部門進行結合，經同意后進行填砂施工。

（一）、洗井液性能要求

1、洗井液與油水層產出液具有良好的配伍性;2、洗井液不能與地層的粘土礦物發生膨脹;3、低壓漏失井應加入增粘劑和暫堵劑，并采用混氣等手段降低洗井液密度;4、稠油井應在洗井液中加入活性劑或高效洗油劑并提高溫度，必要時用熱油洗井;5、結蠟或卡鉆的抽油井，洗井液溫度不得低于700C;6、洗井儲備液為井桶容積的2.5倍以上;7、洗井液的相對密度、粘度、PH值和添加劑性能符合設計要求。

（二）、洗井的作業程序

1、根據設計要求將管柱下至預定深度;2、安裝采油樹或施工井口;3、管線試壓，試壓至設計施工泵壓的1.5倍，5min不刺不漏為合格;4、洗井開泵時觀察泵壓變化，控制排量由小到大，同時注意出口返液情況，若正常洗井，排量一般控制在25-30m3/h，水井排量可增至35m3/h，高壓油氣井出口噴量控制在3m3/h;

5、洗井過程中，隨時觀察并記錄泵壓、排量、出口量及漏失量等數據，如果泵壓升高，洗井不通時，應停泵及時分析原因進行處理，不得強行憋泵;6、出砂井應優選反循環洗井，如果采用正洗井，應經常活動管柱，防止砂卡;7、漏失嚴重的井采取有效堵漏措施后，再進行洗井施工;8、洗井施工中加深或上提管柱時，洗井液必須循環2周以上，方可動管柱，并迅速連接好管柱，直到洗井至設計施工深度。

三、砂子選用

選用粒徑均勻、分選性好、雜質少和易于攜帶的壓裂砂。壓裂砂是一種純天然石英砂，經水洗、脫泥、顆粒篩分后烘干，顆粒圓整、粒度均勻、表面光潔、流動性好、具有較高的抗破碎度，是油田采用的最理想的壓裂支撐劑。

視密度：減少立管出口阻力，催化劑依靠預提升蒸汽和干氣向提升管反應部分流動，管內氣體、固體密度應加上滑落系數（取20），稱為視密度。

體積密度：材料的質量與其總體積（包括氣孔）的比值。制品的體積密度高，相應的氣孔率小，對其強度、抗渣性、高溫荷重軟化溫度等一系列性能有利。體積密度是計算材料用量、荷重和結構應力的重要數據。

四、理論砂量及附加量

理論砂量就是實探的深度至設計砂面（或者沖洗的深度）之間的計算量;附加量是考慮砂子濕水后體積變小以及油管及井壁粘附量、粉砂外排至地面或者懸浮在井筒的部分。填砂量的選擇要根據夾層的大小進行調節，對于夾層在10m之內的井，一般不考慮附加量，并本著寧少勿多的原則;夾層大的井可以適當考慮一定的附加量，根據統計，砂面一般按理論量都要低一些，但是誤差在1-10m之內，附加量都在16-34l之間，所以結果是經驗值1m3之內附加30l左右，這就是所說的用理論作指導，靠經驗去校正。

五、計量器具選擇

砂量是否準確與計量器具的選擇有很大的關系，原則是計量器具要標準，盡可能的選用大容積的器具，這樣可減少多次計量造成的誤差，或者增加額外的勞動。

六、填砂方式選擇

填砂方式就是分幾次如何填的問題，我們認為直井100m是個界，超過一百米就要分兩次填，往上每50m就要分填一次，大斜度井每20m填一次（采取一邊填砂，一邊上下活動管柱辦法，使砂子沉降時，在沉砂井段形成液流的擾動，增加砂子在大斜井段的沉降能力），這樣可以避免形成砂橋，造成卡管柱或者砂面不準。填砂要均勻填入，使用循環水排量要小，3-5m3/h為宜，攜砂比不要過大，填砂速度過快，會將一部分粉砂帶出地面，造成砂面不準或者沉砂時間長。

七、填砂的注意事項

1、探底時，當油管下至距油層上界100m，下放速度不得大于1.2 m/min，懸重下降10～20kN時，連探2次，誤差不大于0.5m為合格;2、油水井填砂前要用0.4%活性水大排量正循環洗井替油1.5-2周，對于油稠的井應用溫度大于850C的0.4%活性水徹底洗井替油1.5-2周;3、洗井過程中發現負壓井漏應洗井至返出液正常后方可進行下步施工，負壓特別嚴重、無法建立循環的井，要及時匯報，采取暫堵等措施;4、砂量計量應用0.3m3專用砂子計量池計量，嚴禁用小桶計量，以防因計量誤差而造成所填砂面不合格;5、加砂時要均勻，以免造成管柱堵塞;

6、填砂過程中動力設備不能停車熄火，若中途出現故障，要將井內混砂液徹底洗干凈;7、填砂過程中如泵車出現故障，應立即活動管柱，活動時間要求每10分鐘活動一次，管鞋提至設計砂面50m以上;8、洗井后若有溢流，應及時測量溢流量并匯報，溢流量大于0.5 m3/h的井，應放溢流至溢流量變小后再進行填砂，溢流井填砂完沉沙時，裝井口，并反憋壓5-10MPa，關井沉砂;9、下管柱探砂面，下放速度應小于1.2m/min，以懸重下降10～20kN，連探2次，井深誤差應小于0.2m/km，遇阻后禁止強行加壓下放，以免造成卡鉆。如果探砂面超過預定位置50m探不到，就要立即上提管柱，將管鞋置于安全位置，然后進行匯報，不可盲目往下再探;10、填砂過程中一定要有專人進行觀察出口，如果出口流量變小就要停止填砂，如果管柱堵了，要采取反打壓迅速釋放壓力的方法進行解堵。

參考文獻：

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