砾石充填防砂技术应用

循4.4环. 防充砂填施防工砂步施骤工
• （7）座封：钢球到位（大约需要30分钟）后，小排量正 打压座封,座封压力与稳定时间按以下程序操作：
• 0→4MPa(稳压5分钟)→6MPa(稳压5分钟)→8MPa(稳压5 分钟) →10MPa(稳压5分钟) →12MPa(稳压5分钟) →15MPa(稳压5分钟)。
• 4.2 FS 充填工具 • (1) 工具结构。 • FS 充填工具主要由封隔机构(包括液压、锁紧、
密封、卡瓦锚定等部分) 、充填机构、反洗机构、 丢手机构4 部分组成（如下图所示）
4.2循砾环石充充填填防防砂砂方方法法
• (2)工作原理。FYC- 115 (150) 充填工具是封隔高压充填 防砂的关键技术,具有封隔、充填、反洗、关闭充填孔、 丢手等功能。工具下到预定位置后,从油管投球加压,封隔 器坐封,密封油套环空。充填机构位于中心管下部,由充填 筒和关闭机构组成。中心管下端圆柱面上开有充填孔,封 隔器坐封后继续加压,充填孔打开,充填液从油管经中心管 下端充填孔和充填机构的充填孔,进入油套环空实施充填。 反洗机构在充填机构上部,由反洗接头和反洗环组成。充 填完成后,从油套环空泵进去的反洗液,通过反洗接头的反 洗孔,打开反洗环,进入油管充填孔,把充填孔以上的充填砂 反洗干净。中心管下端为反扣螺纹,与连接头上螺纹相接 而组成丢手机构。充填结束后正转油管,实现充填管柱丢 手,中心管、球坐和上接头起出,并自行关闭充填孔,完成充 填过程。
循环充填防砂设计
• (3)充填砾石用量计算：一般以多挤入为好， 这样可以提高防砂效果；根据**的地层现场 施工经验，充填都为明化和馆陶组，其用 量一般为筛管环空和口袋体积的总和。
4.3砾砾石石充充填填防防砂砂设设计计
• 4.5筛管长度的设计 • 生产筛管的设计长度应超过产层段上、下界各2~3m。 • 4.6信号筛管设计 • 上部信号筛管表明井筒内砾石储备量以达到设计要求，充
设计，原则是要使操作有利于提高砾石充填的防砂质量和 施工的顺利进行。常规井的施工工艺步骤如图1-2所示：
4.3循砾环石充充填填防防砂砂施设工计
下防砂管住
充填前循环洗井
陶粒充填
投产
丢手
图1-2 常规井的施工工艺步骤
反洗
循4.4环. 防充砂填施防工砂步施骤工
• (1) 起出原井下管柱。 • (2) 探、冲砂：下笔尖探冲砂或填砂至施工砂面位置，沉
(2)后期开采过程的开发因素 完井、采油及后期措施作业造成的油井出砂
砾油石井充出填砂防的砂原方因法
• 2.1 地层粘结强度低 • 在胶结疏松的地层中，流体流动阻力克服
了砂粒间的聚合力或岩石强度，使油井出 砂。特别当原油粘度高，流速大，流动阻 力也愈大，出砂也愈严重。
4.2 油砾井石出充砂填的防原砂因方法
砂4小时后复探砂面. • (3) 通井：下入通井规通井并实探人工井底。通井过程中
出现异常情况及时汇报（遇阻加压不得超过30KN）。 • (4) 刮管、油管试压：刮削、油管试压：自上而下：油管+
断销式泄油器+1根油管+固定球座+1根油管+7in套管刮削 器至封隔器卡点位置，并在卡点上下反复刮削3次，以及 油层部位反复刮削3次，反洗井（3％氯化钾溶液）至出口 干净(若中途上提或下放超过正常负荷20KN，则采用 600L/min以上排量反循环冲洗)。
4.2循砾环石充充填填防防砂砂方方法法
• 循环充填工具示意图
循4.3环砾充石填充防填砂防设砂计设程计序
• 砾石充填防砂施工分步设计程序： • 底层预处理设计 • 砾石设计充填方式选择防砂管柱设计携砂
液设计施工工艺设计
4.3充砾填石防充砂填设防计砂程设序计
充填方式选择
底层预处理设计
砾石设计
施工工艺设计
NP11-X116井砾石充填防砂施工曲线
防 防砂 砂案 案例 例效 分果 析
• 先开始管线试压25兆帕。 • 循环阶段：2~15min循环携砂液，排量1 m3/min，泵压
2.7MPa。 • 充填第一阶段：排量1 m3/ min，14min~40min循环充填，
40min 时泵压升至 18MPa，套管闸门打开，这时加砂量 （扣除油管容积）0.9m3。 • 充填第二阶段：排量1m3/min，40min~50min循环充填， 泵压逐步升至25MPa，加砂量0.82m3。 • 顶替阶段：50min~60 min，排量0.5 m3/min，顶替压力 20MPa。 • 管内理论砂量1.43m3，实际加砂量1.72m3，计算充填率 为120.7%，实际上从进出口排量分析，总的损失液量5.5 m3，有漏失现象，但漏失均匀，不集中在某一点上，所 以整个井筒能达到完全充满，计算充填率基本上与实际吻 合，达到了设计要求。
循环充填防砂施工
• 油管试压25MPa，稳压30min，压降小于0.5Mpa 为合格。试压合格后，投棒砸开泄油器，起出刮 削、试压管柱。
• (5) 下防砂管柱：连接防砂管，下至预定位置。 • （6）按设计位置下入管柱，磁定位校深，卡封位
置合格后，连接座好高压滑动井口，用3％氯化钾 溶液反洗井至出口无油污，记录此时悬重，从油 管内投入Φ35mm钢球一只。连接地面流程，试压 25MPa，不刺不漏为合格
砾油石层充出填砂防的砂危方害法
1 油井出砂的危害 1.2 掩埋井下管柱，造成井下事故
对于分层开采的油井，大量出砂会将井 下封隔器及管柱埋住，造成砂卡事故或井 下管柱被拔断。
4.1 油油砾层井石出出充砂砂填防的防砂原砂研因方究综法述
2.油井出砂的原因
(1)先天性的油层的地质因素 取决于砂岩地层的地质条件，砂岩地层胶结矿物 含量及分布、胶结类型、成岩压实作用、地质年 代等因素决定。
2摘摘要要
• 本文针对**油层出砂问题，首先对油层出砂 危害，原因做了简单介绍，列举了机械防 砂步骤等；重点强调介绍了砾石充填技术 原理、工具结构及工作原理、施工程序,阐 述了排量、压力等主要参数设计方法,介绍 了充填防砂的应用效果及下一步规划方向。
• 关键字：充填 防砂 油层出砂 工作原理 管柱设计
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
3、生产过程
特点
防砂方法介绍
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
特点
★ 该防砂工艺适应性强 ★ 可满足小—中砂粒地层防砂要求 ★ 防砂效果好
局限性
★对于地层亏空过大
★分选性差的油层防砂效果不理想
4.2循砾环石充充填填防防砂砂方方法法
• 4.1 防砂原理 采用PYC - 150 (215) 封隔高压充 填工具与绕丝筛管配套,携砂液以大排量将陶粒带 到油气井产层管外空洞和筛管与套管的环形空间, 经沉积、压实,形成高效能挡砂屏障,达到防止油层 出砂目的。
• 4.8筛管直径设计 • 筛管直径与砾石充填方式和井身结构有关，
既要考虑防砂井段的通径，又要使充填层 有足够的厚度，以保证充填层的挡砂能力 和稳定性。目前**7寸套管一般选用108mm的 绕丝筛管 • 4.9安全接头的使用 • 为方便防砂管的后期套铣筒的打捞，防止 上大修作业，一般每10米放一个安全接头。
前置 液
活性 水
顶替 液
0.8～1 30 0.8～1 80 0.5
无 陶粒 无
砂比 ％
5-10
砂量 m3
5
控制 压力 MPa <25
<25
Max 25
5防防砂砂案案例例分效析果
• 防砂施工地面流程图
防 防砂 砂案 案例 例效 分果 析
• （2）施工管柱
防 防砂 砂案 案例 例效 分果 析
• （3）施工过程
2.2采油工作制度不合理、或作业措施不当
a.油井投产放喷、抽汲过猛，强烈降压，或
油井生产压差过大，排液速度过快；油井 开关频繁，均会造成油井激动引起油井出 砂。 b.酸化措施，除去地层中的钙质胶结物，或 入井流体与地层不配伍，造成堵塞，加大 油流阻力使油井出砂。
4.1 油防层砂出砂方防法砂介研绍究综述
砾石充填防砂技术应用
• 单 位： **油田采油作业区 • 部 门： 工 程 管理科 • 实习岗位： 采油工程方案设计岗 • 姓 名： ***
前言
• **油区为复杂油田，其特点是：断层发育， 构造破碎，油层埋藏深，油层类型多，油 水关系复杂;井筒状况差，深井、斜井多。 开发难度大。
• 其中，馆陶和明化镇组属于疏松砂岩油 藏，尤其最近连NgⅠ出砂都很严重 ，严重 影响了油井的正常生产。
4.3充砾填石防充砂填方防法砂设设计计
• 4.4砾石设计 • 主要包括砾石尺寸设计、砾石用量计算两方面的内容。 • (1)砾石尺寸设计：在筛析实验室中取得防砂井油层砂样
粒度中值d50后，根据计算公式求得所需用的砾石尺寸， 即砾石的粒度中值D50。从目前普遍使用的索西埃 （Saucier）公式D50=（5~6）d50可推知：当D50/d50＜6 时，砾石与油层砂界面清楚，砾石挡住了油层砂，油气井 无砂生产；而当6＜D50/d50＜14时，油层砂部分侵入砾石 充填层，造成砾/砂互混，砾石区渗透率下降，尽管油气 井不出砂，但产量下降；当D50/d50＞14时，油层砂可以 自由通过砾石充填层，防砂无效； • 目前**充填一般用的都为直径为0.45-0.9mm 陶粒砂。
• 3.采油防砂方法 • 综合上述油气层出砂原因，为防止油井出
砂，一方面要针对油层及油井的条件，正 确选择固井、完井方式，制定合理的开采 措施，提高管理水平；另一方面，要根据 油层、油井及出砂的具体情况采用防砂方 法。
4.1 油防层砂出砂方防法砂介研绍究综述
• 4.采取合理的防砂工艺 • 根据防砂原理，目前常用的防砂方法主要可分为
• （8）开启充填通道:继续打压至压力突降为零,充填通道开 启。
• （9） 按照防砂泵注程序循环充填防砂施工。 • (12) 反洗井：接好水泥车管线，反洗出油管内的余砂，
洗净为止； • (13) 起出小冲管，防砂施工完成。
5 防防砂砂案案例例分效析果
• 试验井例 (NP11-X116)
• 泵液参数 阶段 排量 流量 充填 名称 m3/min 体积 介质
三大类，分别为机械防砂、化学防砂与其他防砂 方法。 • 而对于**而言，主要为机械防砂，通常情况根据 地层而言，NgⅡ、Ⅳ 出砂轻微，一般挂虑防砂， Ed1基本不出砂，可以不加考虑，而生产NgⅠ 、 Nm组井地层出砂很严重. 根据出砂情况考虑充填 还是挂滤防砂。
原理
防砂方法介绍
机械防砂
（一）防砂管挡砂工艺技术
循环充填防砂设计
• 4.10增阻器的使用 • 为防止沙粒在砂管环空形成砂桥，增大携砂液的流动阻力，
使砂粒能够充分填实。 • 4.11携砂液的选择 • 携砂液种类和用量应根据油井的具体情况和工艺要求进行
选择和设计。（一般**用2%—3%氯化钾） • 4.2施工工艺步骤 • 施工工艺应根据油气井的具体情况和施工工具及设备进行
填停止，可以转入下一道工序。下部信号筛管可以提供准 确的开始挤压的时间。信号筛管的缝隙和直径尺寸与生产 筛管相同，长度一般为2m。 • 4.7扶正器设计 • 扶正器可使防砂管柱在井筒内处于中心位置，以便砾石能 够均匀充填在筛管周围，形成良好的挡砂屏障。其位置和 数量的多少根据井筒的具体情况而确定。
4.3循砾环石充充填填防防砂砂设设计计
目录
• 油层出砂的危害 • 油井出砂的原因 • 防砂方法介绍 • 充填防砂方法设计 • 循环充填防砂施工 • 防砂案例分析
油层出砂的危害
• 1.油层出砂的危害 1.1 砂埋油层、卡泵使油井频繁的冲砂检
泵，油井生产时率大大降低； 出砂严重的会造成套管变形，油井报废。
既提高了原油成本，又增加了油井的管理 难度。因而，油井出砂后必须进行防砂措 施防砂。
出砂
出砂
原理利用防砂管过滤地层内产 出的地层砂
原理
防砂方法介绍
机械防砂
（二）循环充填防砂技术
第一道挡砂屏障
石英砂
第二道挡砂屏障
防砂管
施工过程
防砂方法介绍
来自百度文库
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
21、座封过程
施工过程
防砂方法介绍
机械防砂
（二）循环充填防砂工艺技术
2、充填防砂过程
施工过程 防砂方法介绍
携砂液设计
防砂管柱设计
图1-1 砾石充填防砂施工分步设计程序
4.3 充砾填石防充砂填方防法砂设设计计
• 4.3充填方式的选择 • 根据防砂油层、油井的特点和设计原则等，
结合完井类型选择出最合适的砾石充填方 式； • 4.3油层预处理设计 • 根据油层砂样分析化验的结果和防砂井的 具体情况，确定酸化解堵和粘土稳定处理 等措施，同时考虑防乳化、防止新生沉淀 等问题；