水平井裸眼砾石充填完井工艺技术

2016-10-26刘言理大港油田公司石油工程研究院天津300280

化工管理 2016年28期

刘言理（大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

水平井裸眼砾石充填完井工艺技术

刘言理（大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

近年来，砾石充填完井工艺技术在各大油田广泛应用，特别是出砂较为严重的油藏应用更多。对于地质情况较为复杂的油井一般采用套管固井后射孔，然后进行管内砾石充填防砂完井，对于油层物性好、油层不复杂、油层岩石有一定胶结强度的油井一般推荐裸眼内下入筛管，在筛管外进行砾石充填的防砂完井方式。该工艺能保持井壁的最大渗流能力，增加油井产量，同时通过砾石充填带和筛管多重防砂屏障阻挡各种尺寸的地层砂进入井筒，延长了油井的寿命。裸眼砾石充填工艺有很多种，这里主要分析研究水平裸眼井悬挂筛管外砾石充填防砂完井工艺技术。

水平井；裸眼；砾石充填；完井

油层为疏松砂岩，油层岩石有一定胶结强度，此类油藏若采用裸眼完井，在油井生产期间裸眼井壁保持最大的渗流能力，可以获得较大的产量，但当生产一段时间后，油层空隙压力降低，岩石强度不足以支撑上覆岩层压力，此时就会造成油井大量出砂。此类油藏的完井工艺，现场应用过程中一般推荐裸眼井壁加筛管外砾石充填防砂完井工艺，可以用上部套管下部悬挂筛管砾石充填防砂完井，也可以用空心桥塞悬挂筛管砾石充填防砂完井工艺，裸眼砾石充填的配套工艺多种多样，这里主要介绍空心桥塞悬挂筛管砾石充填防砂完井工艺，该工艺能节省大量中间套管且可以后期将筛管起出进行其它作业，为油井的开发降本增效。

1　水平井裸眼砾石充填完井工艺分析

水平井裸眼砾石充填完井工艺种类繁多，其中上部固井下部筛管外砾石充填防砂完井已有大量应用且取得了不错的效果，但是该工艺在浅油层的情况下，筛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，造成了开发成本大大增加。此时水平裸眼井悬挂筛管外砾石充填完井工艺的优势比较明显，该工艺在钻至油层以上10-20m时停钻，下入套管固井，水泥凝固后下入钻头钻开油层。再下入砾石充填装置、筛管串及空心桥塞等防砂完井工具，如图1所示，到达预定位置后管内打压，坐挂空心桥塞。（见图1）

下一步可以将坐封球反洗出管柱，也可以将管柱全部起出后再次下入充填管柱，建议使用将全部管柱起出后再次下入对接的工艺，增加施工成功率。对接后大排量循环，循环通畅后进行砾石充填，作业结束后的井底结构如图2所示。

2　砾石充填工具分析

裸眼砾石充填完井工艺中涉及的防砂完井工具是该工艺能成功实施的关键，这里主要对空心桥塞和砾石充填装置等进行介绍。

图1　完井管柱结构示意

图2　充填完井后井底结构示意

（1）空心桥塞空心桥塞是裸眼砾石充填防砂完井工艺中的重要工具，空心桥塞主要有以下几个作用：①封隔油套环空上下空间，防止地层砂进入井筒。②悬挂筛管，空心桥塞通过卡瓦咬入套管起到悬挂防砂管串的作用，其悬挂力可以达到30t及以上。③空心桥塞相比普通封隔器的优势是大内通径，可以在桥塞中心过冲管进行砾石充填。

（2）砾石充填装置顶部砾石充填主要靠砾石重力实现充填，不能将水平井段充填结实，因此水平井砾石充填建议采用逆向充填工艺，逆向砾石充填将砾石充填装置装配在管柱末端。砾石充填装置一般采用对接式，事先将含有滑套的外管柱连接在筛管下端下入井内，桥塞坐挂后下入对接管柱将充填口推开，进行砾石充填作业，砾石充填结束后上提管柱，滑套关闭阻止砾石回吐。其中复位弹簧的大复位力是保证滑套在有砾石夹杂的情况下顺利关闭的关键。

3　砾石充填管柱研究与施工步骤

（1）砾石充填管柱结构水平井裸眼砾石充填防砂完井管柱结构从下至上依次为：引鞋+洗井阀+砾石充填装置+短节+筛管+短节+空心桥塞+油管串至井口。

（2）施工步骤水平裸眼砾石充填施工步骤如下：①钻井至油层以上10～20m后下入套管注水泥固井，侯凝。②水泥凝固之后，继续钻进，打开油层。③下入裸眼砾石充填管柱串至预定位置，大排量正循环至通畅。④投球，坐封桥塞，上提3t验封，打压至设计压力丢手，起出砾石充填管柱。⑤下入对接管柱，下带对接装置，与砾石充填外管柱对接。⑥充填砾石至设计量。