王啸，曲跃，张彬奇，张晓诚，张文博

(1.中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459；2.中海油田服务股份有限公司，天津 300459)

0 引言

海上油田多属于疏松砂岩地层，完井方式多采用防砂完井。砾石充填被广泛认为是一种高效实用的防砂方式，有助于防止井壁坍塌，保持井壁稳定，同时砾石充填层最大程度维持了地层的渗透性，可防止地层出砂随高速流体进入井筒。

1 砾石充填摩阻分析

1.1 砾石充填过程分析

砾石充填过程可分为三个阶段[1]：(1)砂浆注入阶段：砾石砂浆自地面泵入，此时由于泵入的砾石砂浆和井筒中原有的流体之间存在密度差，地面压力逐渐降低，到达转换工具时达到最小值；(2)α波充填阶段：当砂浆经转换工具进入裸眼井筒后，由于井筒环空截面面积增加，流速降低，一部分砾石沉降下来，形成砂丘，此阶段为α波充填阶段，在这个阶段，充填压力缓慢上升，一直到α波到达井筒趾端；(3)β波反向充填阶段：α波充填到达井筒趾端后，开始在α波砂床上部反向充填，此即β波充填的开始。在这个阶段，充填压力迅速增加，直至脱砂，压力达到最大值，充填结束。

1.2 各阶段摩阻分析计算模型

水平井砾石充填过程中，砂浆通过井下转换工具进入井筒环空后，由于重力的作用砾石开始沉积，形成砂丘。在一定的泵排量下，砾石的沉积和悬浮达到平衡状态，形成平衡堤。平衡堤上部流体的流动与筛管与冲管环形空间的流动相互平行，压力梯度相等，即有：

式中：f*、ftp为平衡堤上部、冲筛环空液体流动摩擦系数，无因次；……