水平井管内分段砾石充填防砂技术
水平井分段砾石充填技术及现场应用
72非均质储层的特征在于裸眼段的长度，大的中间层和许多油层。
渗透率的差异可能导致由于沉降导致的砂桥堵塞，导致不完全的裸眼砾石充填。
裸眼砾石填充水平井分段多层防砂，可提高充填效率，更好地隔离油层和密封层。
防砂是长间隔，大型夹层和异质储层的主要问题。
在水平井的裸眼砾石段中很好地解决了这个问题。
因此，在现有技术的基础上，本文进一步开展了水平井分段砾石充填防砂技术的研究。
1 水平井分段砾石充填技术应用意义渤海油田松散砂岩储层占很大比例。
岩性主要为中、浅砂岩，孔隙度大，渗透率高，胶结松散。
出砂是松散砂岩油藏开采中经常遇到的问题之一。
出砂的原因有很多，如果地层出砂得不到治理，油气井出砂会越来越严重，致使出砂油气井不能有效的开发。
出砂会产生许多严重后果，造成地面和井下设备磨蚀，损坏套 管，减产和停产作业，甚至油井报废。
目前，渤海油气井出砂数量逐年增加，出砂范围不断扩大，并逐年增加。
因此，出砂防治技术的研究和开发对松散砂岩油藏的顺利开发起着重要作用，是这类油藏正常生产的有力保障。
砾石充填[1]是一种广泛使用的防砂技术。
砾石充填防砂方法是一种理想的防砂技术，具有防砂期长，防砂效果好的优点。
它被认为是最好的防砂效果之一。
砾石充填防砂技术已得到广泛应用。
它比其他完成方法具有更大的优势。
它可以保持油井的长期高产，防止油气井过早出砂的形成，保持井壁稳定。
目前，砾石充填已被广泛使用，逐渐成为松散砂岩储层的主要完井方法。
非均质油藏具有较长的断面，较大的夹层和许多储层。
渗透率的差异可导致沉积，堵塞桥梁，造成不完整的砾石充填，裸眼砾石填充水平井多层防砂，提高充填效率，更好地隔离油层和密封层。
防砂是长间隔，大型夹层和异质储层的主要问题。
在水平井的裸眼砾石段中很好地解决了这个问题。
提高水平井的砾石充填效果，延长油井的生产周期具有重要意义。
2 水平分段砾石充填技术使用封隔器密封压以及砾石充填完井筛管和油路之间的水平环形空间的原理被分成较短的互连部分。
水平井筛管防砂完井及砾石充填防砂新工艺的研究与应用
术 。该技术利 用裸 眼封 隔器 、分级 箍 、盲板 、洗井阀等特殊完井工具 在 水平井 造斜段实现注水泥 ，根据油藏情况利用裸眼封隔器和 大通径 筛管对 油层部位进行分段完井 。完井时 ，首先对造斜段注水泥 固井 ， 然 后钻除固井盲板 ，最后下入洗井酸化胀封管柱 ， 对油层进行洗井 和
（ ） ８ １ 沾ｌ 块水平井完井方法优选 。
完 井方式 裸 眼 预充 填砾 石筛 管完 井 裸 眼金 属 纤堆 筛管 完井 裸 眼烧 蛄 陶瓷 筛管 完井 裸 眼金 属毡 缔管 完井 裸 眼 井下砾 石充 填 完井 开 井产量 （ ／ 经 济效益 ｆ 吨 天） 万元１ ５ ３ ２ ０ ５ ３ ４ ４ ５ ３９ ６ ５ ４６ ７ ６ ８６ ５ １８ １ ｏ ４１ ３ １５ ２ ８ ５０ ０ １２ ７ ４ ５８ ２ １ ５４ ３ ５９ Ｓ １３ ３ ２ ９６ ６ 生产 时 闻（ 天） ９ ２ １６ ０ ０ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ Ｏ ９ ２ １６ ０ ０
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匡 匿
图 ９ 井段 ２ ８￣２６ ｍ页 岩段 地 层 厚度 校 正 ４８ ５ ４
本 井在井段２８ ～ ５ ４ 录取页岩层 ，录取地层厚度为７ ｍ， （ ４８ ２６ｍ ６ 见 图９ ）井段换算 成垂深２ ０ ～ ４ ０ ４ ０ ２ ２ ｍ，垂厚为２ ｍ，其实这个 厚度仅仅 ０ 为一 个视厚度 ，在图 中表 现为Ｈ ＡＨ 与 的和 ，如果要求 出真实地层 厚 度还 得消除地层 倾角带来 的影响 ，本层在轨 迹方 向地 层倾角为３ ， 。 那 么就 得用地层倾 角消 除地层下倾带来地层 增厚影响 。ＡＨ＝ （ 层底 水平位移一 层顶 水平位 移 ）× ｇ 。 ，ＡＨ＝５ ×ｔ 。 ＝２ ｍ，得 出 ｔ３ ２ ｇ ３ ． ７ 地层 真实厚 度为１ ．ｍ。 ７３ （ ）引入特殊 录井手段 。非常规 油气勘探打破 了常规油气 录井 ５ 石油地质理论 ，引入一些特殊的录井方法尤其 重要 ，本井在录井过程 （ １４ ） 接 ０ 页 粘度 。根据砾 石充填机理 与固液两相 流理论 ，建立了水 平井砾石充填数模 ，研究 各参数对砾 石充填的影响 ，以达到充填防砂 施工 各参数 的最优 。沾 ｌ 块方案设 计用２ ８ ％防膨 抑砂剂配 成２ ｍ ８ ℃ ５ ） （ 以上本地 热污水溶 液挤前置液 ，携 砂液为 １０ 防膨清洁压 裂液 ，设 ８ ｍ
管内砾石充填防砂技术在曙3论文
管内砾石充填防砂技术在曙3摘要：针对曙三区杜家台油藏出砂严重，水平井检泵周期短等矛盾，研制了水平井管内砾石充填防砂技术。
室内试验优化了与地层配伍的携砂液配方体系，筛选了充填砾石的粒径。
现场应用效果表明，措施油井能够维持正常生产，措施后检泵周期得到明显延长，周期产油量大幅度提高，油井生产效果得到明显改善。
对同类油藏的开发具有一定的指导意义。
关键词：曙三区稀油油藏砾石充填防砂技术一、概述曙三区位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中段，开发目的层为下第三系沙河街组四段杜家台油层，油层埋深950～1700m，含油面积19.0km2，地质储量2244×104t，可采储量758×104t，平均油层有效厚度12.7m。
杜家台油层平均空气渗透率1.071μm2，孔隙度27%，粒度中值0.1603mm，分选系数1.67。
曙三区地面脱气原油密度0.9029g/cm3，50℃粘度169.81mpa.s，沥青+胶质含量33.44%，凝固点26℃。
水型nahco3，平均总矿化度5251mg/l，cl-含量1 100mg/l，hco3-含量2 285mg/l。
进入油藏开发中后期，受地质构造、沉积相带、油层发育状况等多重因素的制约，曙三区块出砂现象较严重[1]，大部分油水井有出砂或泥浆的历史，严重制约正常生产。
据统计，累出砂量大于2m3的井达到149口，占油水井总数的55.8 %，累出砂量在0.5m3到2m3的井81口，所占比例为30.3%。
受出砂影响，生产管理难度加大，停产停注井多，水驱效果变差。
同时油层的单层厚度薄，采用直井井网无法进一步提高油藏开发效果，而通过部署水平井井网，可有效增加储量动用程度，提高油藏最终采收率。
目前曙三、四区射孔完井方式水平井5口，其中3口出砂比较严重，曙4-h105已因出砂导致套坏。
从1992年开始，先后在直井试验应用了机械防砂、化学防砂、高压充填防砂、携砂泵等多项防排砂工艺[2]，取得了较好的效果，但存在树脂砂低温固化效果差、油层物性纵向差异大、树脂砂单层指进的问题。
水平井砾石充填防砂工艺研究
２１ ０ １年 第 ２期 （ ２ 卷 ） 第 １
・ ７・ １
水 平 井砾石充填 防砂工 艺研究
王 子元① 顾 长亮 杨 小敏
中 国石 油 大学 （ 京 ） 油 工程 学 院 北 石 中 国石 油 大 学 （ 京 ） 石 力 学 实 验 室 ，０ ２ ９北 京 昌平 斯 伦 贝谢 中 国海 洋服 务公 司 完 井部 北 岩 １ ２４
３ 杨喜柱 ， 刘树 新 ， 秀敏 等 ． 平 井裸 眼 砾 石 充 填 防砂 工 艺技 薛 水
术研 究 与应 用［． 油钻 采 工 艺 ，０ ９３ （ ：６ ７ Ｊ石 ］ ２０ ，１ ） ￣ ８ ３７
４ Ｊ Ｓ ｕ ｉｒ ｏ ｓｄ ｒｔ ｎ ｎ ＧｒｖｌＰ ｃ ｓｇ ．ａ ｃｅ ．Ｃ ｎ ｉｅａｉ ｓ ｉ ａ ｅ ａ ｋ Ｄｅｉｎ．Ｓ Ｅ ０ ０ ｏ Ｐ ４３ ．
该测 试 项 目现 场试 验 的成功 为 下一步 实现 大斜度 井 、 水平 井分 布式 温度和 单 点压 力监测 ， 供依 据 。 提 同时解 决 了常规 电子传 感 器和光 纤压 力传 感器 受油 井下 高温 高压 干扰 而无 法正常 工作 的技 术 难题 。
裘 新农
７ 余 克 让 ． 石 充填 完 井作业 队储 层 的伤 害． 气井测 试 ， 砾 油
】 ９ ：８ ４ ９ ２３ － ２
达 到含 格后 再泵 入井 内。即使 有漏 失存 在， 也易 在 生 产过程 中排 出。
３ 应 用前 景 展 望
（ ） 随着水 平井 砾石 充填 技术 研究 的深入 ， 高 １ 提
漏 失
参考文 献
１ 王 鹏 ， 和 清 ． 砂 工 艺技 术 ． 姚 防 北京 ： 油 工 业 出版 社 ，９ ９ 石 １９ ：
砾石充填技术
脱砂压力 —— 保证筛管顶部以上有合适的砾石高度
技术水平
目前渤海9 5/8” 套管和7”套管防砂井应用了 ONE-TRIP和DUAL-TRIP防砂技术，取得了卓著的成效。 尤其是ONE-TRIP技术的应用，大大缩短了完井周期，以 往一口三层的井用STACK-PACK技术防砂完井需9天，现 在用ONE-TRIP技术仅需4天左右。
顶部 液压座封工具
中心管 冲管
充填转换工具 定位接头
隔离封隔器 液压座封工具
沉砂封隔器 锚定密封及延伸
冲管
隔离密封段
三层防砂管柱
座封管柱
充填管柱
应用概况
项 目 时间 1994 SZ36-1实验区 1994 1997 平台数 A B J 井数 32 16 16 Stack-pack Stack-pack 技术 完井周期（天） 9.10 9.42 4.50
砾石充填示意图
泵压
Psi
脱砂压力
时间，t
砾石充填特点
工艺简单，易于操作，节约作业费用 适用于大斜度井、水平井 成功率高，有效期长 可根据每个防砂层段的实际情况选择相应的充
填方式，避免窜层；若采用微压裂充填方式，
可有效解除近井地带的油层污染，提高油井产 量。
技术指标
砾石质量 —— 能否挡住地层砂
隔离封隔器
INV密封筒 滑套 GP 密封筒 密封筒 盲管 筛管 LH 密封筒
隔离封隔器 INV密封筒
滑套 GP 密封筒 密封筒 盲管 筛管 定位密封总成 沉砂封隔器
底部密封总成
套管
带引鞋和单流阀的底部延伸筒
管内砾石充填防砂技术在曙3-H1井的应用
根 据 油井 泥质 含 量高 、出细粉 砂严 重 的现 状 ，采 用外 径 中９ ５ ｍｍ 的 多层不 锈钢精 密防砂 筛管为 曙 ３ － Ｈ １ 井充 填防砂 工艺筛 管。 １ ． ２ 充 填砾石 的筛 选 根据 井 深和 地 层砂 的粒 度 ，确 定 充填 砾 石 的类 型和 粒 径 等参 数 。 曙 三区 油层 埋 深 ９ ５ ０ — １ ７ ０ ０ ｍ，压 力梯 度 ０ ． ０ １ ９ ＭＰ ａ ／ ｍ，石英 砂 满足 现 场需要 。依 据索 西埃（ Ｓ ａ ｕ ｃ ｉ ｅ ｒ ） ｔ １ 公式：
、
第三 系 沙 河街 组 四 段杜 家 台油 层 ，油层 埋 深 ９ ５ ０ ～ １ ７ ０ ０ ｍ，含 油面 积 １ ９ ． ０ ｋ ｍ ，地质 储量 ２ ２ ４ ４ ×１ ０ ４ ｔ ，可 采储 量 ７ ５ ８ Ｘ １ ０ ４ ｔ ，平均 油层 有效 厚度 １ ２ ． ７ ｍ。杜 家 台油 层 平均 空气 渗透 率 １ ． ０ ７ １ ｍ ，孔 隙 度 ２ ７ ％， 粒 度 中值 ０ ． １ ６ ０ ３ ｍｍ， 分 选 系 数 １ ． ６ ７ 。 曙 三 区 地 面 脱 气 原 油 密 度
砂液配方体 系，筛选 了充填砾石的粒径。现场应用效果表 明，措施 油井能够维持正 常生产 ，措施后检泵周期得到明显延长 ，周期产 油量 大幅度提 高，油
井生产效果得到明显改善。对 同类油藏的开发 具有一定的指 导意义。 关键词 ：曙三 区 稀油油藏
一
砾石充填
防砂技术
概 述 曙三 区 位于 辽河 断陷 盆 地西 部 凹陷西 斜坡 中段 ，开发 目的层 为下
Ｏ ． ９ ０ ２ ９ ｇ ／ ｃ ｍ ，５ ０ ℃粘 度 １ ６ ９ ． ８ １ ｍＰ ａ ． Ｓ ，沥 青 ＋胶质 含 量 ３ ３ ． ４ ４ ％，凝 固点 ２ ６ ℃ 。水 型 Ｎａ ＨＣ Ｏ ，平 均 总 矿 化 度 ５ ２ ５ １ ｍｇ ／ １ ，Ｃ Ｌ 一 含量 １ １ ０ ０ ｍｇ ／ １ ，ＨＣＯ。 一 含量 ２ ２ ８ ５ ｍｇ ／ １ 。 进入 油藏 开发 中后期 ，受 地 质构 造 、沉 积相带 、油层发 育状 况 等
渤海老油田砾石充填防砂方法研究
渤海老油田砾石充填防砂方法研究渤海老油田是中国油气资源重要的产区之一，但受到了砂粒嵌塞井眼和生产管道等问题的困扰。
为了解决这一问题，研究人员开始探索各种防砂方法，其中砾石充填防砂方法备受关注。
本文将对砾石充填防砂方法进行深入研究，探讨其在渤海老油田的应用前景。
一、砾石充填防砂方法的原理砾石充填防砂方法是利用砾石填充井眼和管道，形成一定的孔隙度和透水率，从而防止砂粒进入井眼和管道。
砾石充填防砂方法主要包括砾石筛管、砾石充填层和砾石过滤层三个部分。
砾石筛管是在井眼周围设置的一层砾石填充的管道，主要作用是过滤井下地层中的砂粒，防止砂粒进入井眼。
砾石充填层是指在井眼底部设置的一层砾石填充层，可以增加地层的支撑力，防止井下地层的砂粒进入井眼。
砾石过滤层是指在生产管道中设置的一层砾石填充层，可以过滤生产过程中携带的砂粒，防止砂粒进入生产管道。
砾石充填防砂方法具有以下优势：1. 提高采油效率：砾石充填防砂方法可以有效防止砂粒嵌塞井眼和管道，保证了油气的顺利产出，提高了采油效率。
2. 延长设备寿命：砾石充填防砂方法可以减少设备的磨损和损坏，延长了设备的使用寿命，降低了维护成本。
3. 保护地层环境：砾石充填防砂方法可以有效减少地层的砂化现象，保护了地层环境，维护了油气资源的可持续开发。
砾石充填防砂方法在渤海老油田的应用前景非常广阔。
渤海老油田地层中普遍存在砂岩和砾石岩层，砾石充填防砂方法可以有效防止砂粒进入井眼和管道，提高了采油效率。
渤海老油田作业环境复杂，地质条件多变，砾石充填防砂方法具有灵活性强、适应性好的特点，可以满足不同地段的防砂需求。
渤海老油田的生产管道较长，生产工艺复杂，砾石充填防砂方法可以有效保护生产管道，延长其寿命。
砾石充填防砂方法在渤海老油田具有良好的应用前景，可以有效解决砂粒嵌塞井眼和管道的问题，提高采油效率，延长设备寿命，保护地层环境，具有较高的经济和社会效益。
随着渤海老油田逐渐进入中后期开发阶段，井网密度增加、产量逐渐减小，需要引入更多的先进技术和工艺来提高采收率。
胜利油田开发出水平井管内分段砾石充填防砂技术
［ ］ 杨世 奇 ， 敦 松 ， 镜 仑 ， ． 轮 钻 井 技 术 的 新 进 展 ［］ 石 油 ４ 薛 蔡 等 涡 Ｊ．
大学 学 报 ： 自然 科 学 版 ， ０ ２ ２ （ ） １ ８ １ ２ ２０ ， ６３ ：２ — ３ ．
［ ］ 石 晓 兵 ， 运 荣 ， 浩 炯 ．流 道 式 井 下 动 力 装 置 ： 国 ， ５ 刘 章 中
问题 ［］ 国外 石 油 机 械 ，９ ９ １ （ ） 卜３ Ｊ． １ ９ ，０ ２ ： ．
［ 审稿 屈文 涛］
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水平井砾石充填防砂工艺技术的研究与应用
收稿日期：２０１８－１１－２２；修回日期：２０１９－０５－０５ 基金项目：“十三五”国家重大专项“胜利油田特高含水期提高采收率技术”（编号：２０１６ＺＸ０５０１１）部分研究内容。 该管柱已申请发明专利，申请号 ２０１６１００３４９２２．３。 作者简介：谢金川（１９６２－），高级工程师，本科，毕业于胜利油田职工大学机械工程专业，２００３年深造于石油大学石油工程，现从事油田 开发技术研发工作。地址：（２５７０００）山东省东营市西三路 ３０６号胜利油田分公司石油工程技术研究院，电话：（０５４６）８７７８６５９，１８５０５４６３１８５， Ｅｍａｉｌ：ｘｉｅｊｉｎｃｈｕａｎ．ｓｌｙｔ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ
二、充填过程中影响充填密实的 因素以及解决措施
１．施工中携砂液排量的影响及解决措施 携砂液的排量，决定了携砂液在筛套环空的水
平流速，这是影响砾石充填密实的首要因素。当携 砂液携带砾石如图 １箭头所示，从泵车→油管→工 具充填口→进入筛套环空，从近工具端 Ａ靶点到达 后尾部 Ｂ靶点，经筛管过滤，砾石留在筛套环空，过 滤后的携砂液从冲管底部进入冲管，经转换进入工 具顶部的油套环空，回到地面形成循环。
上世纪 ９０年代，胜利油田石油工程技术研究院 防砂中心做过一套外径 １７７．８ｍｍ、内径 １６０ｍｍ水 平井充填 模 拟 装 置，也 得 出 了 相 同 的 实 验 结 果［３］。 这个结论在当时的施工装备和充填参数下是正确 的，为当时的水平井防砂做出了理论性的指导。后 来随着技术的进步，为提高产量和防砂有效期，采用 大排量地层挤压填砂 ＋循环充填。α波 －β波理论 不能解释施工中出现的现象，为搞清理论问题，２０１４ 年笔者重新做了简易的水平井充填物理模拟实验。 １．１ 实验过程
二属于疏松砂岩油藏，该类油藏的出砂问题是制约水平井正常生产的第一因素。在诸多防砂工艺中，砾石充填既 能改造地层提高产量，又有较长的有效期，成为最有效的防砂方式。
水平井管内分段砾石充填防砂技术精品PPT课件
有锚定式和非锚定式两种，可满足不同井况和工艺 条件的砾石充填防砂要求。
二、主要技术研究
1、砾石充填工具研制
HWPT型水平井充填工具技术参数
型号
适用套管内径，mm
钢体最大外径，mm 最小通径，mm
技 留井后最小通径，mm 术 坐封压差，MPa 参 验封压差，MPa 数 工作压差，MPa
悬挂力，kN 工作温度，℃
≤120
钢体最大外径，mm Φ74
Φ60
最小通径，mm
Φ34
Φ24
二、主要技术研究
3、分段砾石充填施工管柱研究
管柱组成
（1）砾石充填工具 （2）防砂管柱系统 （3）冲管系统
充填工具 1-充填工具 防砂管柱系统 2-防砂筛管 4-内密封短节 6-丝堵 冲管系统 3-冲管 5-分段充填装置
三、施工工艺研究
二、主要技术研究
2、分段充填转换装置研制 实现分段充填工艺过程的关键装置，其必须逐段打开， 才能确保分段充填工艺过程的可靠性。
研制了FDT型分段充填转换装置.
两大 特点
➢只有分段充填转换装置上下承受一定压差， 其内部转换机构才能打开； ➢根据砾石充填实际需要和工艺要求，每级 分段充填转换装置的打开压差可以设计为不 同，以获得最佳砾石充填效果。
丢手方式
HWPT-152 Φ157.07～ 166.07
152 67 76 15～18 7～8 ≥35 ≥500 ≤120 正转倒扣 20圈以上
HWPT-115 Φ121.36～ 127.30
115 36 60 15～18 7～8 ≥35 ≥500 ≤120 正转倒扣 20圈以上
说明
此种工具 亦有非锚 定型式 （非悬挂 式）。
一、水平井管内分段砾石充填防砂技术机理 分段充填防砂机理
水平裸眼井砾石充填防砂控水技术应用
水平裸眼砾石充填技术是近年来针对弱胶结易出 砂地层的水平井的一种机械防砂方式，可以有效保持 井眼稳定性，同时还能取得明显的防砂效果[1] 。但由 于水平段的跟趾效应及储层非均质性等原因导致根部 或局部过早见水，严重影响油井的采收率。为了延长 油井生产寿命，控制底水锥进，降低开采成本，研制 出一套适合海上作业的水平井砾石充填防砂+中心管 AICD控水工艺管柱及其配套工具，满足了现场作业和 油藏开发的要求。
3 现场应用
平18-1A16H井8-1/2"水平段长452m，测井解释孔 隙度23.7%～33.7%，渗透率130.3～1243.1mD，地层原 油粘度为111.18～277.77mPa·s，属于边水油藏和底水 油藏，单点或者单段出水的可能性很大，满足水平裸 眼井砾石充填防砂控水应用的条件，最终该井水平段 分四段防砂管柱采用：“8.5"顶部封隔器总成+5.5”优 质筛管+6.9”遇油膨胀封隔器+4.75”密封筒+5.5"裸眼 循环阀总成”；砾石充填后下入AICD中心管柱：“95 液压丢手+6锚定插入密封+2.875"油管+自适应控水流 量阀（AICD）+4.75"插入密封”+2.875"圆堵。该井正 常完成防砂管住的下入、防砂施工作业以及下入生产 管柱进行生产。
1 水平裸眼井砾石充填防砂控水技术原理及管柱 结构
（1）水平裸眼井砾石充填防砂控水技术原理。水 平裸眼井砾石充填防砂控水技术是根据地层物性布设 遇油膨胀封隔器对水平段进行封隔分段，筛管的上端 连接充填滑套总成及顶部封隔器；进行砾石充填防砂 时，通过充填工具使砂浆进入裸眼段与筛管的环空， 陶粒逐步覆盖整个裸眼段筛管，筛管阻挡陶粒，陶粒 阻挡地层砂，最终实现防砂目的。生产过程中，通过 插入密封与遇油膨胀封隔器的密封筒配合，液体流经 自适应控水流量阀（AICD），能够随着含水率的变化 自动调整相应的附加阻力，可直接对所处位置的地层 起到阻水稳油的作用，从而在整个油井开发生产周期 达到改善水平井流动剖面，提高采收率的效果。
砾石填充防砂完井技术
技术简介：
砾石填充防砂完井技术，是在裸眼水平井段下入的金属焊接绕丝筛管和井眼环空，通过分段充填工具泵入砾石砂浆，充填的砾石被阻隔于筛管周围，形成桥堵作用阻止地层砂的运移。
这种多级过滤屏障，保证油流沿充填体内多孔系统经过筛管被源源不断举升至地面，而地层砂则被井制在地度内，实现油井生产期不出砂或轻微出砂目的。
技术特点：
渗流面积大，导流能力强，可形成大半径面积流，实现增产；
形成的高渗透挡砂屏障直接与井壁紧密接触，可阻止地层骨架砂运移；
采用了水平井分段连续充填技术思路，解决了长井段水平井砾石充填难题；
防砂有效期长，增产效果好。
适用条件：
埋藏浅压实程度差；高孔高渗、胶结疏松易出砂的储层；
泥质含量高、遇水易膨胀松散；储层敏感性强保护难度大，水敏速敏严重的地层；
油砂粒度中值细，稠油密度大粘度高，悬浮力强、流动性差拖拽力大，携砂能力强的特、超稠油油藏；
低孔低渗、易污染堵塞；长期低产低效难动用的储层。
应用案例：
适用于51/2in、7in、95/8in裸眼水平井
钻井现场经验表明：水平段充填长度在300m之内充填效果最好。
充填最长井段：500m，挤压充填量0.3~0.5m3/m ；
环空充填率：>99%；。
水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺
第37卷第2期2015年3 月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYVol. 37 No. 2Mar. 2015文章编号：1000 – 7393（2015 ） 02 – 0047 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.02.013水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺杜 丙 国1， 2（1.中国石油大学，北京 102249；2.中国石化股份胜利油田分公司，山东东营 257001）引用格式：杜丙国.水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺研究及应用［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：47-50.摘要：为解决出砂油藏水平井管外均衡改造的难题，研制了裸眼管外分段挤压充填防砂完井工艺。
其原理是通过管外隔离封隔器和可重复开关充填滑套将水平段进行分段封隔，利用防砂服务管柱实现分段挤压充填防砂。
与水平井底部砾石挤压充填防砂相比，新工艺可根据水平段物性差异分段优化防砂施工参数，水平段改造更均衡。
生产实践表明，采用裸眼分段挤压充填防砂完井的井，防砂后产量高，防砂效果好，为水平井防砂完井工艺提供了新的技术思路。
关键词：水平井；分段挤压充填；防砂完井；隔离封隔器中图分类号：TE257 文献标识码：ASand control completion technology by staged squeeze packingin openhole horizontal wellsDU Bingguo1, 2（1.China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Shengli Oilfield Company, Dongying 257001, China）Abstract: In order to address the difficulty in equilibrium modification outside the pipe string of horizontal wells in sand producing reservoirs, the sand control completion technology by staged squeeze packing behind the string in openhole has been developed. Its principle is that, by isolating the horizontal section in stages with isolating packer behind the pipe and packing the sliding sleeve with repeatable switch, the sand-control service pipestring is used to realize sand control by staged squeeze packing. Compared with gravel packing at the bottom of horizontal wells, the sand-control parameters can be optimized in stages according to the differences of physical properties in horizontal section, so the horizontal section can be serviced in more equilibrium. Production practice shows that, in wells completed by staged squeeze packing in openhole section, the production after sand control is even high and sand control effect is favorable, providing a new concept for sand-control completion technology for horizontal wells.Key words: horizontal well; staged squeeze packing; sand control completion; isolating packer2013年胜利油田实施水平井滤砂管裸眼完井217口，其中裸眼底部砾石笼统挤压充填防砂完井89口，占裸眼防砂完井数的41%。
渤海老油田砾石充填防砂方法研究
渤海老油田砾石充填防砂方法研究引言随着能源需求的不断增加，对油田开发的需求也日益增加。
在油田开发中，渤海老油田一直以来都是我国油田开发的重要区域之一。
渤海老油田存在着一些独特的问题，比如水平井开发中的砂粒堵塞问题。
为了解决这一问题，需要对渤海老油田的砾石充填防砂方法进行研究，本文旨在对该方法进行一定的探讨。
一、渤海老油田的砂粒堵塞问题渤海老油田是我国海域重要的石油生产区之一，其油田地层主要由砂岩和砾石组成。
在水平井开发过程中，随着地层产能的开发，地下水渗透增强，导致砂粒的运移能力增加，使得砂粒易于堵塞水平井井筒和井底装置。
砂粒堵塞问题不仅会影响油田产能，还会增加生产开销，因此解决砂粒堵塞问题对于油田开发至关重要。
二、砾石充填防砂方法的研究意义砾石充填防砂方法是一种解决水平井砂粒堵塞问题的有效措施。
这种方法主要通过在井筒中充填一定的砾石，形成一定的支撑和过滤作用，从而减少砂粒堵塞的发生。
由于渤海老油田地层中含有大量砾石，因此砾石充填防砂方法在该地区具有重要的应用前景。
砾石充填防砂方法的研究将为渤海老油田的开发提供重要的技术支持，提高油田的开发效率和产能。
三、砾石充填防砂方法的研究内容1. 渤海老油田地层特点分析首先需要对渤海老油田地层的特点进行分析，了解地层中砾石的含量、大小分布和形态特征等，为后续的砾石充填防砂方法研究提供基础数据。
2. 砾石充填防砂方法的原理研究通过理论分析和实验研究，深入探讨砾石充填防砂方法的原理，包括砾石的支撑作用、过滤作用和渗透能力等关键问题，为设计合理的砾石充填方案提供理论支持。
3. 砾石充填防砂方法的优化设计在了解了地层特点和原理基础上，对砾石充填防砂方法进行优化设计，包括砾石的选用、充填密度和充填方式等关键参数的确定，确保砾石充填防砂方法在实际应用中具有高效性和可操作性。
4. 砾石充填防砂方法的应用效果评价通过现场试验和实际应用效果的评价，验证砾石充填防砂方法在渤海老油田的应用效果，从而为该方法的推广和应用提供重要的参考依据。
胜利油田水平井裸眼分段充填防砂技术与应用
胜利油田水平井裸眼分段充填防砂技术与应用孙浩玉; 刘春艳; 胡高群; 马明新【期刊名称】《《石油地质与工程》》【年(卷),期】2019(033)006【总页数】4页(P81-84)【关键词】胜利油田; 水平井; 防砂; 砾石充填【作者】孙浩玉; 刘春艳; 胡高群; 马明新【作者单位】中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257000; 中国石油燃料油有限责任公司青岛仓储分公司山东青岛266599【正文语种】中文【中图分类】TE257胜利油田开发中后期生产含水逐渐升高[1]，生产压差和采液强度不断增大，导致油井出砂加剧，生产中滤砂管被堵塞问题越来越严重[2]。
单一的筛管防砂工艺已经不能满足水平井防砂的要求，水平井砾石充填技术应用越来越得到重视[3]。
长水平段水平井工艺在胜利油田应用广泛[4]，受水平井单段充填工艺充填段数限制，随着充填长度的增加，充填过程中容易产生砂桥堵塞，管内砾石充填率低、充填效果不理想[5]；而水平井砾石分段充填技术，裸眼部分通过管外封隔器分段、逆向砾石充填的方案，将长水平段分成若干个小井段进行分段分次充填施工，可以大幅度提高水平井裸眼长井段砾石充填密实效果，减缓或避免在生产过程中防砂筛管被堵塞，提高长水平段水平井的防砂效果和寿命[6]。
本文阐述了水平井分段砾石充填技术工具管柱结构和工艺原理，现场应用表明，水平井裸眼分段充填防砂工艺成熟可靠，可实现一趟管柱多段连续充填，有效避免了长井段充填时砂沉积堵塞的风险，提高了长水平段水平井的充填密实程度和充填效果，是长水平段水平井提高防砂质量的有效技术。
1 分段砾石充填防砂工艺1.1 裸眼单段充填工艺（1）工具管柱。
外管柱结构（自下而上）：引鞋+底部充填工具+防砂筛管+定压阀+免钻分级箍工具（或固井盲板+管外封隔器+分级箍）+套管串至井口（图1）。
内充填管柱：密封插头+油管串至井口。
图1 裸眼单段充填工艺管柱（2）充填工艺。
水平井筛管完井后，首先进行筛管顶部注水泥施工，通过免钻分级箍工具对筛管上部套管串进行环空固井作业，固井施工完成后，再下入内充填管柱内密封插管，打开底部充填工具进行充填防砂施工，实现底部逆向充填，从而达到防砂增产的目的。
砾石充填技术(3)
ONE-柱
DURAL-TRIP防砂管柱（以三层为例）
三层防砂管柱
座封管柱
顶部封隔器
充填滑套
密封筒
盲管
筛管
隔离封隔器
密封筒
充填滑套
锚定密封及延伸
沉砂封隔器
隔离封隔器 液压座封工具
顶部 液压座封工具
隔离密封段
脱砂压力 —— 保证筛管顶部以上有合适的砾石高度
筛管尺寸、筛缝—— 能否有效阻挡砾石
充填液—— 清洁度、与地层和外来液体配伍性
砾石质量 —— 能否挡住地层砂
技 术 水 平
已经吸收消化了“洋”技术，实现了防砂地面设备国产化和井下工具操作人员的“本地化”
目前渤海9 5/8” 套管和7”套管防砂井应用了ONE-TRIP和DUAL-TRIP防砂技术，取得了卓著的成效。尤其是ONE-TRIP技术的应用，大大缩短了完井周期，以往一口三层的井用STACK-PACK技术防砂完井需9天，现在用ONE-TRIP技术仅需4天左右。
砾石充填示意图
P s i
泵压
时间，t
脱砂压力
砾石充填特点
工艺简单，易于操作，节约作业费用
适用于大斜度井、水平井
成功率高，有效期长
可根据每个防砂层段的实际情况选择相应的充填方式，避免窜层；若采用微压裂充填方式，可有效解除近井地带的油层污染，提高油井产量。
技 术 指 标
充填系数 —— 反映炮眼内充填的砂量
防砂完井逐步形成配套的综合技术如：隐形酸完井液体系、TCP射孔工艺、一趟管柱多层防砂技术、一变多控技术等。
ONE-TRIP和DUAL-TRIP防砂技术已在JZ9-3油田47口井、QK17-2油田30口井、SZ36-1-II期186口井和QHD32-6油田74口井中得到成功应用。
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研究 内容
2、分段充填转换装置研制 3、分段砾石充填施工管柱研究
二、主要技术研究
1、砾石充填工具研制 研制了HWPT型水平井充填工具.
采用防止中途坐封设计，确保其下井过程中的安全性； 具有验封机构，能够检验工具坐封后胶筒的密封状况， 确保砾石充填施工的可靠性； 采用防砂卡关闭机构设计，确保充填工具转换孔关闭 的可靠性； 具有工具本体后期处理装置，消除工具后期难以处理 的隐患。
一、水平井管内分段砾石充填防砂技术机理 分段充填防砂机理
水平井管内分段充填-底部井段充填示意图
一、水平井管内分段砾石充填防砂技术机理 分段充填防砂机理
水平井管内分段充填-上部井段充填示意图
二、主要技术研究
包括实现分段砾石充填工艺过程所需的各种 工具、器材研制与施工工艺研究等。
1、砾石充填工具研制
二、主要技术研究
3、分段砾石充填施工管柱研究
管柱组成
（1）砾石充填工具 （2）防砂管柱系统 （3）冲管系统
充填工具 1-充填工具 防砂管柱系统 2-防砂筛管 4-内密封短节 6-丝堵 冲管系统 3-冲管 5-分段充填装置
三、施工工艺研究
1、下入防砂管柱：内密封短节须与分段充填
装置相配合；
2、坐封：投球，憋压； 3、验封：反憋压，检验充填工具胶筒密封状况； 4、砾石充填：由下到上逐段充填； 5、反洗井：充填结束时，将油管内多余的砾石
二、主要技术研究
2、分段充填转换装置研制 FDT型分段充填转换装置技术参数
型 号 FDT-74 FDT-60 说 明
适用套管内径，mm
Φ157.07～ 166.07
Φ121.36～ 127.30
27/8 技 配套使用筛管（筛管 31/2 （Φ88.9mm） （Φ73mm） 术 基管尺寸）,in 参 适用温度，°C ≤120 ≤120 数 Φ60 钢体最大外径，mm Φ74 最小通径，mm Φ34 Φ24
最小通径，mm
67
76 15～18 7 ～8
36
60 15～18 7 ～8 此种工具 亦有非锚 定型式 （非悬挂 式）。
技 术 参 数
留井后最小通径，mm 坐封压差，MPa 验封压差，MPa
工作压差，MPa
悬挂力，kN 工作温度，℃ 丢手方式
≥35
≥500 ≤120 正转倒扣 20圈以上
≥35
≥500 ≤120 正转倒扣 20圈以上
1-充填工具 2-防砂筛管 3-冲管 4-内密封短节 5-分段充填装 置 6-套管 7-丝堵
一、水平井管内分段砾石充填防砂技术机理 砾石充填过程：
防砂充填管柱被分段充填转换装置分隔成若干不同的 砾石充填井段，砾石充填首先从最底部井段开始。当 砂浆到达底部井段油套环空时，砂浆脱砂，携砂液进 入筛管内部，通过冲管上返。在环空中砾石逐渐沉积， 当砾石埋住最底部分段充填转换装置，在其上下形成 一个水力压差，这一压差上升到一定值，充填转换装 置内部机构打开，上部井段砾石充填循环通道打开， 充填压力同时恢复到循环充填时的水平，进行另一井 段的充填。如此由下到上逐段充填，直到完成全部充 填过程。
水平井管内分段砾石充填 防砂技术
主要内容
一、水平井管内分段砾石充填防砂技术机理
二、主要技术研究
三、施工工艺研究 四、小结
一、水平井管内分段砾石充填防砂技术机理
机理：根据水力压差原理，利用分段砾石充填装置，把较长的水平 充填井段分隔成若干较短的砾石充填井段，由下到上逐小段进行砾 石充填，从而减少水平井砾石充填过程中因早期桥堵发生而过早中 断砾石充填过程的风险，达到改善砾石充填的效果．
特
点
有锚定式和非锚定式两种，可满足不同井况和工艺 条件的砾石充填防砂要求。
二、主要技术研究
1、砾石充填工具研制 HWPT型水平井充填工具技术参数
型 号 HWPT-152 Φ157.07～ 166.07 152 HWPT-115 Φ121.36～ 127.30 115 说 明
适用套管内径，mm 钢体最大外径，mm
二、主要技术研究
2、分段充填转换装置研制 实现分段充填工艺过程的关键装置，其必须逐段打开， 才能确保分段充填工艺过程的可靠性。 研制了FDT型分段充填转换装置. 只有分段充填转换装置上下承受一定压差，
两大
其内部转换机构才能打开；
特点
根据砾石充填实际需要和工艺要求，每级
分段充填转换装置的打开压差可以设计为不 同，以获得最佳砾石充填效果。
洗出；
6、丢手、起出防砂管柱：丢手时须倒扣20圈
以上；
Hale Waihona Puke 7、下入生产管柱完井。三、施工工艺研究
水平井管内分段砾石充填施工理论曲线
四、小结
★ 一种新的水平井砾石充填防砂方法，可有效
克服水平井砾石充填过程中的早期桥堵问题。
★ 施工操作简单，一次下入管柱，即完成复杂
的分段砾石充填工艺过程。
★ 分段充填装置设计科学合理，可以根据实际 需要和工艺要求，不同充填井段其打开压差不同， 以获得最佳砾石充填效果。
惠赐批评
衷心感谢！