孟海洋

［中海石油（中国）有限公司天津分公司蓬勃作业公司，天津 300459］

完井方式指油气井井筒与生产目的层特定的连通方式，以及为了实现某种连通方式采用的井身结构、井口装置和技术措施[1]。针对不同的地层条件，选择不同的完井方式，使油田生产最佳的经济效益。某油田油层埋藏浅、疏松、生产过程容易出砂，某段地层砂很细，颗粒尺寸较小和分选较差，某段层地层砂较细和颗粒尺寸较大[2]。为了防砂需要，某油田开发将采用有效的完井方式以减少出砂量。根据油田一期的经验，二期采用多种完井防砂方法，即裸眼优质筛管、裸眼砾石充填、管内砾石充填、射孔完井和压裂充填/高速水充填等防砂完井方式[3]。

1 不同完井方式

1.1 裸眼优质筛管

裸眼优质筛管是指生产套管仅下到储层顶部，储层段下优质筛管，筛管顶部用悬挂封隔器悬挂在生产套管内，底部一直下到井底，地层流体由地层进入生产套管必须经过优质筛管[4]。

某油田有44口生产井采用此种完井方式，对于裸眼优质筛管防砂油井，计划将L50-L100分4～6层。裸眼井眼尺寸有4-3/4″、6-5/8″、7″、8-1/2″、9-5/8″，筛管尺寸有5-1/2″、6-5/8″、7″、9-5/8″，以及多种挡砂精度110、175、225、250、300、400、600µm，小尺寸（3.5″/4″/4.5″）的筛管可以用来作为补救措施或者备用。

优质筛管需要设计合理的挡砂精度，要做到“留大放小”，从而避免筛管阻塞，不同挡砂精度的筛管适用条件也不相同，如200～250µm的筛管可以在高含水的情况下提供有效的挡砂。而裸眼优质筛管通常选择400µm及400µm以上挡砂精度更高的筛管，裸眼优质筛管防砂的优点在于油层完全裸露，暴露面积大，有最大渗流面积，产能较高，地面设备要求不高，但是缺点在于见水前稳定，见水后易发生堵塞造成产能下降，无法解决层间干扰，无法选择性酸化或压裂。

1.2 裸眼/管内砾石充填

砾石充填：通常先将筛管下入目的层位置，接着注入充填液（携带砾石），从而利用砾石在筛管和套管之间的环形空间内形成一个砾石充填层，以防地层砂流入井筒。

砾石充填防砂能有效防止地层砂运移形成的近井低渗透带，充填层对地层砂的阻挡可以减缓砂对筛管的冲击，延长筛管寿命。因此开发易出砂油藏砾石充填完井是首选[5]。管内井下砾石充填井的使油藏流体向井流动时的渗流阻力增加，使产能降低，但由于砾石充填是阻止地层砂进入生产管柱，无法从根本上解决油气层出砂问题。

砾石充填是根据设计需要，在衬管和井壁之间注入砾石形成隔层，从而达到防砂和保护生产层的设计。充填砾石的方法分为直接充填和预制充填两种方式。直接充填是先将绕丝筛管或衬管下入井内设计井深，然后用充填液将在地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，形成砾石充填层，避免油层砂流入井筒，实现保护井壁、防砂入井的目的。预制充填砾石绕丝筛管是在地面将匹配的砾石充填在内外双层绕丝筛管之间，用油管下至油层位置，座封封隔器，达到防砂目的[3]。

考虑到不同油层特性的差异，裸眼完井和射孔完井都可以充填砾石。裸眼砾石充填防砂能使油井获得更大的井筒半径与渗透面积，减少生产压差。管内砾石充填防砂可以通过增加射孔密度、孔径、孔深等射孔参数和清洁孔眼等措施来提高产能比。此种防砂工艺可选择性地分段射孔，分段充填。因此，井内可以分段防砂，分段采取措施。这种防砂工艺具有技术可靠，成功率高，寿命长等特点。

1.3 套管射孔

套管射孔完井是指钻穿油层直至目的层，然后下生产套管至目的层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层至某一深度，建立起油流的通道。

套管射孔是一种油田工艺，钻井完成时，需下套管注水泥将井壁固定住，然后下入射孔枪，将套管、水泥环直至油层射开。套管完井能有效地封隔和支撑疏松易坍塌的生产层，分隔不同压力和不同特性的油气层，可以分层开采、分层增产措施等，除裸眼完井外比其他各种完井方式都经济。但缺点在于钻井固井过程中产层受钻井液和水泥浆浸泡时间长，油层易污染及对固井质量要求高。由于套管完井方式的特点，套管射孔完井主要应用于注水井，利用这种完井形式可以实现分层注水的目的。

某油田生产井有25口射孔完井，采用油管输送式射孔（TCP），管径5、7英寸，射孔密度6、12、18、24孔/英尺等，35/39/45gRDX射孔弹，射孔孔径0.38～0.83英寸等，射孔深度16.45～33.7英寸。油田水井基本上都采用射孔完井。

表层套管下深大约在垂直深度236m，生产套管将下至完钻井深。油田一期开发生产表明：裸眼井比套管射孔井初期产量高，成本低。裸眼优质筛管这种方式在见水前的生产稳定，但是大部分井在见水后由于筛管出现堵塞或者损坏导致产能下降或者防砂失败的情况，若油田的地层是多套砂泥岩互层，裸眼筛管没有将砂层与泥岩分开，油井见水后，将泥岩带至近井地带堵塞筛管，而且6-5/8“筛管与8-1/2”井眼之间在后期生产的时候填充的是地层砂，防砂效果不好。

1.4 压裂充填/高速水充填

压裂充填是利用水力压裂的设备与工艺，将符合要求的支撑剂兼作防砂砾石，以高于地层破裂压力方式冲破地层形成裂缝，进而通过裂缝将井筒和未受伤害地层连接起来。

压裂砾石充填是将水力压裂和砾石充填两者有机结合起来的一种充填方式，具有防砂效果好、防砂有效期长、对井产能无影响等特点，能从根本上杜绝地层出砂的防砂完井方式。该充填方式采用支撑剂充填，形成裂缝有效地贯通井眼与目的层，避免了近井伤害，同时减缓了流体向井流动时的渗流阻力，实现了增加油气井产能的设计。防砂管柱下到目的层，可以实现水力压裂施工和砾石充填施工同步作业，进而实现了油层改造和油井防砂的目的。

高速水充填以盐水或低黏度液体为介质，通过高速泵作用顶入地层，从而实现地层砂进入地层射孔道或微小裂缝的目的，但是由于充填压力小于地层破裂压力，因此地层砂集中在射孔孔道内。

高速水充填分为2种：①高速水充填适用于充填压力小于地层破裂压力；②高速微压裂水充填适用于充填压力略高于地层破裂压力，与高速水充填相比，该充填方式充填不仅是充填射孔孔道，也能制造和充填一些小的裂缝。

这两种完井方式的优点是裂缝导流能力强，油井完善程度高，生产管柱简单，生产效果好。缺点是作业规模大，有一定操作难度和风险。压裂充填防砂油井，根据油藏要求分2～8层，采用16/30目陶粒，300µm的5-1/2″的优质筛管，进行单趟多层防砂。

目前全油田生产井有187口压裂充填完井，24口高速水充填完井（图1、图2）。

图1 A06ST04压裂充填和高速水充填完井

图2 C52ST01井FP+HRWP+CP+S完井

目前大部分油田采取多种完井方法防砂，即

（1）裸眼+筛管（open hole+Screen）。

（2）压裂砾石充填+筛管（Fracturing pack+Screen）。

（3）砾石充填+筛管（Graval pack+Screen）。

（4）套管射孔（Casing perforation+Screen）。

（5）微压裂（Extansion+Screen）。

（6）高速水充填（High Rate Water Pack）。

2 结束语

完美的完井方式通常满足以下六方面要求：①保持油气层和井筒有效贯通，将油气层所受的伤害降至最小；②保留油气层与井筒间渗流面积，将油气入井阻力降至最低；③有效隔离油气水层，隔绝各层间的相互干扰；④有效控制油层出砂，杜绝井壁失稳，保障高效生产；⑤满足人工举升及井下生产等作业要求；⑥流程简易，成本低廉，高效完井效率。