防砂注汽一体化技术的研究

防砂注汽一体化技术的研究

关键词：稠油热采砾石充填注蒸汽

一、概述

辽河油田稠油机械防砂一般有以下几种工艺：将机械防砂管柱下到防砂井段，不充填石英砂，直接丢手后下注汽管柱注汽；先预充填石英砂，然后将机械防砂管柱下到防砂井段，丢手后下注汽管柱注汽；还有一项稠油井机械防砂工艺采用先下铅封封隔器将油层段防砂管柱与套管环形空间充填砾石，再下带注汽封隔器和注汽补偿器的注汽管柱进行注汽。上述工艺有的措施复杂，有的工艺防砂效果不理想，而且在注汽过程中，由于注入的高温蒸气与铅封封隔器和注汽封隔器之间套管段直接接触，造成稠油注汽井在该部位套管损坏几率大增，并造成大量热能损失。

防砂注汽一体化技术是一项稠油防砂注汽新技术。该技术针对热采井防砂工艺技术上的缺陷，将一次管柱高压砾石充填防砂技术与注蒸汽相结合，采用大排量携砂液将亏空油层和井筒一次充填结实，建立高渗透注汽采油通道，降低注汽压力，提高防砂效果；同时注汽管柱直接插入防砂管柱内，简化了注汽管柱结构，提高了注汽效果。具有防砂施工简便可靠、注汽管柱结构简单、热损失小和有利于保护套管等优点，是稠油防砂注汽的理想技术。

二、常规热采井防砂注汽技术

1.常规热采井防砂注汽管柱结构

管柱结构如图1所示。该管柱分三次完成：

1.1充填防砂留井管柱；

1.2铅封封隔器留井管柱；

1.3注汽管柱。

2.施工程序

2.1下充填防砂管柱；

2.2按充填工艺进行砾石充填施工；

2.3起出冲管及充填工具以上管柱；

2.4下入铅封封隔器使之与充填工具留井的联顶节咬合；

2.5投球，憋压丢手，并座铅封，起出丢手后的管柱；

2.6下热采管柱，注汽、投产；

2.7起出热采管柱；

2.8需要打捞时，下打捞管柱，对扣捞出全部防砂管柱。

3.工艺缺陷

3.1砾石充填只能对油套环空进行充填，充填压力低，防砂周期短，对于地层亏空严重的油井，防砂效果差；

3.2对防砂形成的砂体，须用铅封封隔器进行密封处理，施工难度大；

3.3注汽管柱结构复杂；

3.4注汽管柱与防砂留井鱼顶间的套管与高温蒸汽直接接触，不仅受到热应力破坏，而且腐蚀严重；

3.5防砂管柱后期处理难度大。

三、防砂注汽一体化技术

1.管柱组成

防砂注汽一体化管柱主要由pfz-150（pfz-115）防砂一次充填装置、防砂管柱补偿器、等径绕丝防砂筛管（或微逢自洁防砂筛管）、注汽加长补偿器等组成（见图2、图3）。

先将砾石-石英砂以大排量的携砂液携带到油井套管外的亏空处和绕丝管与套管的环形空间，经沉淀、压实形成高强度的挡砂屏障，倒扣丢手，起出上部管柱，下入带加长补偿器的隔热管，插入井内防砂管柱补偿器内，形成滑动密封，起到减缓隔热管受热伸缩的作用。

2.施工程序

2.1通井：下入防砂一次充填装置之前用通井规通井至人工井底，并清洗干净。

2.2刮管：下入对应套管刮管器，在工具和油层部位刮3-5次，并清洗干净。

2.3下防砂一次充填装置：下井前检查装置，确保无损坏，在下接头处连接好绕丝筛管等防砂工具，在上接头连接好油管，上扣时，注意打好背钳，防止发生倒扣丢手。下井过程中要平稳操作，下放速度不超过1根油管/分钟。

2.4装井口：装全上紧全套250型井口采油树。

2.5座封：装置下到预定位置后，用清水正洗井1～2周，直至井口出水清洁干净，投球座封，开启充填通道。

2.6正充填：

试压合格后，关闭套管闸门，正挤清水，填砂。若在充填过程中压力不起，慢开套管闸门，开始循环充填，待压力上升到18mpa时停泵，正顶替到20mpa。

2.7丢手：充填完成后，上提管柱至原负荷，正转油管柱15～25圈倒扣丢手，确认倒开后上提管柱，充填通道自动关闭。

2.8反洗井：从套管内泵入清洁液体，洗出油管内多余的砾石，洗净为止，起出防砂管柱。

2.9下注汽管柱：下入带加长补偿器的隔热管柱，到达防砂鱼顶时，缓慢下入，下压1-2吨，确认插入防砂管柱内。

2.10上提补偿距：上提一定高度的补偿距，装好注汽井口。

2.11按设计要求注汽。

2.12注意事项

2.12.1下井油管必须清洗干净，并且无裂纹、刺漏及腐蚀等缺陷，以防止打压座封过程中油管漏失。

2.12.2中途洗井时，压力应小于4.5mpa，以防中途座封。

2.12.3座封位置应避开套管接箍。

2.12.4起下管柱时，要平稳操作，严禁猛提、猛放和顿钻，防止事故发生。

2.12.5下加长补偿器应注意指重表的变化，待确认插入位置正确后，再调整井口管柱。

2.12.6解封打捞时，应注意指重表的变化，待确认完全解封时，方可用正常速度起出全部管柱。

2.12.7搬运过程中要注意保护密封件和两端螺纹。

四、工艺特点

1.防砂工具本身具有注汽封隔器的作用，防砂完成后，可直接下入注汽管柱进行注汽，减少作业周期。

2.简化了施工程序，降低防砂施工成本。

3.该防砂技术，对油层具有压裂解堵作用，能够压开油层或疏通堵塞的油层，达到提高地层渗透率之目的，从而降低油井注汽压力，提高供液能力，增加油井周期产量。

4.实现了蒸汽通过隔热管和补偿器直接注入油层的要求，可减少注汽热损失，提高注汽效果，并且对套管有保护作用，注汽管柱结构简单，施工方便。

5.注汽管柱底部的注汽加长补偿器与防砂留井鱼顶内的密封部

分直接接触，注汽管柱受热伸长时，加长补偿器直接在防砂管柱内滑动，且在滑动时保证可靠密封，蒸汽不易泄漏到套管内，可有效减轻套管受到热应力和腐蚀破坏。

6.省掉了注汽封隔器，不仅提高了注汽效果，而且减少了下管柱的费用，使施工操作更简便。

参考文献

[1]陈辉，高成元，孙理达，沈朝霞，梁国杰.jd-2新型热采井防砂材料的研究与应用[j].特种油气藏.2011（03）.

[2]胡渤.稠油注蒸汽高温水泥石防砂工艺[j].油气田地面工

程.2005（06）.