机械压裂防砂工艺技术研究与应用
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携砂 液 配方 和施 工工 艺 优 化 ， 施 工 安 全 和 施 工效 果 使
得到保证 。现场试验证 明， 该技术是解决疏松砂岩油 藏油 井砂 害 的一 项 十分有 效 的技术 。
图 １ 防砂管柱 图
１ 工 艺技 术 原 理
利用水力压裂原理 ， 在地面用高压泵组将混砂液 以大 大超 过底 层 吸 收能 力 的 排 量 注人 目的层 中 ， 井 在
泛调 研 的基 础 上 提 出 了防 砂 方 法— — 机 械 压 裂 防砂 技 术 ， 结合 了水 力 压 裂技 术 和砾 石 充 填 防砂 技 术 的 两 大功 能 ， 两 它 使
项技 术有机 结合从 而 实现防砂和增产的双重 目的。 自２ ０ ００年进入 现场 ， 通过 不断的改进 与完善 ， 并进行 了现场应 用 ， 防
要的。优选 ＜ ２ ｍ（ ｌ０材质） ７ ７ｍ Ｐ ｌ １ 的套管作为割缝管 基管 ， 为此 ， 设计 了三种 不 同 的布 缝方 式 ， 制作 出试 并 验样 件进 行筛 管抗 外压试 验 ， 验 数据见 表 ２ 试 。
表 ２ １７ ９ ２ ｍｍ 激光筛管试验数据表
还关系到筛管抗堵塞 的能力。设计的梯形 割缝筛管 ，
既能满 足强 度要求 ， 又具 有很 强 的抗 堵 塞 能力 ， 图 ３ 如
，
３ ｍｍ
／
图 ３ 梯形 割缝 筛管缝 隙截面 示意 图
石
油
仪
器
・４ ・ ９
２１ 年 ０１
・
第２ ５卷 第 １ 期
Ｐ Ｔ Ｅ ＲＯＬ ＵＭ Ｎｓ ＲＵＭＥ Ｓ Ｅ Ｉ Ｔ ＮＴ
方法 研 究 ・
机械压 裂防砂工 艺技 术研 究与应用
王 玉 国
（ 中油辽河油 田分公 司 辽宁 盘锦 ）
摘
要 ：文章针 对辽河油田疏松砂岩油藏胶结疏松 、 出砂量 大、 常规 筛管防砂和化 学 防砂 有效期 短的 防砂 难题 ， 在广
合考虑油井产能和购买砾石 的方便 ， 我们选择砾石粒 径 ０ ８ｍ ． ｍ～１２ｍ 该粒径范 围的粒径算术平均值 ． ｍ， 为 砾 石＝１ ０ｍｍ， 推 砾 ． 反 石与 ｄ 值的 选 择 系 数 为 ： 中
１０÷０ １８＝５ ９ 。其仍 满 足 系数 为 ４～６倍 的 防砂 ． ．６ ．５ 要求 。缝 宽 尺 寸 ＝１３×ｄ 石 ＝１３ｘ１０＝０ ３ ／ 砾 ／ ． ．３
佳的筛管布缝参数。 １筛缝 长度 尺寸 和缝 数 的设 计 ）
由于施 工 中管柱 承 受 高 压 ， 管柱 强度 要 求 是 首 对
ｍ 取 整 ＝０ ３Ｉ＇ 最终 确定 筛缝 宽度 ０ ３ｍｍ。 ｍ， ． ｌ ， Ｔｌ ｌ ｑ ． ３ 割 缝几何 形状 的设 计 ）
割缝筛 管几 何形 状不 仅 关 系 到 筛管 的强 度 ， 且 而
考虑 到施 工工 艺要 满 足 生 产 的 大通 径 设 计 、 防止
由于在地层中形成微 裂缝 ， 原来 的原油 向心径 使 向流 改变 为流 向裂 缝 的水平 流 ， 流 条件得 到 改善 ， 渗 具
有 一定 的增 产 效果 。同 时 ， 由于 挤入 的人 工 砾 石 形 成 砂 桥 的 阻挡 作 用 ， 大 部 分 地 层 砂 不 易 向井 筒 运 移 。 使
１４ ０ ２ ０１
石
油
仪
器
２１年 ｏ ０１ ４月
Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ ＥＲ ＬＵ Ｉ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ Ｎ
表 １ 填砂 工具 技术参数
ｄ 石＝１ ３ ．４ ．８ｍ 缝宽 取整 为 ０ ３ｍ 砾 ／ ×０ ８ ＝０ ２ ｍ， ． ｍ。
根据 ｄ 石 得 砾石 填 充 层 渗 透 率 为 ２２ ｍ ， 砾 查 ０ 综
２ 室 内研 究及 性 能实
验
２ １ 高压 填砂 管柱研 究 ．
２ １ １ 高压 填砂 工具设 计 ．．
图 ２ 充填示意 图
砂桥 ， 如图 １ 所示 ， 并形成第一道防砂屏障。井筒内再 下人防砂管柱 ， 如图 ２ 所示 ， 为第二道 防砂屏障 ， 作 防
止人 工砾 石 的反 吐 ， 到双 重 防砂 的 目的。 达
砂十分普遍 ， 已严重制约着油井正常生产 。尤其 是出
细粉 砂 问题一 直 没有 很 好 的 解 决 办法 ， 成 大批 油井 造 关井 停 产 。针对 这一 问题 开 发研 制 了 “ 缝 筛 管 机械 割
压裂防砂工艺技术”通过 向油层高压注入人工砾石 ， ， 实现油井防砂治砂的 目的。通过高压填砂管柱设计 ，
油层砂埋的油管防喷装置设计和安全可靠的两种丢手
方式设计等环节 ， 确定了工具的具体参数 ， 见表 ｌ 。
２ １２ 激光割缝梯形筛管的研制 ．． 筛管研制着重从筛管的布缝方式 、 布缝长度、 布缝
宽度、 布缝数量等方面进行理论计算和实验 ， 以确保最
第一作者简介 ： 王玉国 ， ， ７ 生 ， 男 １ ６ 工程师 ， ９ 大庆石油学 院石油与天然气工程在读研究生。现从事辽河油田齐 ４ 块蒸汽驱油藏评 价工作 。邮编 ０
底 附近形 成 憋起 超过井 壁 附近 地应 力及 岩石 抗 张强度 的压 力后 ， 即在 地 层 中形 成 微 裂缝 。随 着带 有 支 撑 剂 （ 工 砾石 ） 人 的携砂 液 注 入 裂缝 中 ， 在裂 缝 内形 成 人 工
下 人 的 割 缝 筛 管 机 械 防 砂 管 柱 具 能 够 有 效 阻 挡 大 部 分细 粉砂 ， 到 二次 防砂 的 起 作用 【 。
砂 效果和增产效果显著。 关 键 词 ： 裂 防砂 ； 究 与 应 用 ；辽 河 油 田 压 研
中图法分 类号 ： Ｅ ５ ． Ｔ ３７ １
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：１０ ．１４ ２ １ ）２０４ —３ ０４９ ３ （ ０ １０ —０ ９０
Ｏ 引 言
辽河 油 田是 一个 复杂 断块 油 田 ， 油藏 类 型多 ， 地质 结构 复 杂 ， 随着 油 田开 发进 入 中后期 ， 松砂 岩油 藏 出 疏
得到保证 。现场试验证 明， 该技术是解决疏松砂岩油 藏油 井砂 害 的一 项 十分有 效 的技术 。
图 １ 防砂管柱 图
１ 工 艺技 术 原 理
利用水力压裂原理 ， 在地面用高压泵组将混砂液 以大 大超 过底 层 吸 收能 力 的 排 量 注人 目的层 中 ， 井 在
泛调 研 的基 础 上 提 出 了防 砂 方 法— — 机 械 压 裂 防砂 技 术 ， 结合 了水 力 压 裂技 术 和砾 石 充 填 防砂 技 术 的 两 大功 能 ， 两 它 使
项技 术有机 结合从 而 实现防砂和增产的双重 目的。 自２ ０ ００年进入 现场 ， 通过 不断的改进 与完善 ， 并进行 了现场应 用 ， 防
要的。优选 ＜ ２ ｍ（ ｌ０材质） ７ ７ｍ Ｐ ｌ １ 的套管作为割缝管 基管 ， 为此 ， 设计 了三种 不 同 的布 缝方 式 ， 制作 出试 并 验样 件进 行筛 管抗 外压试 验 ， 验 数据见 表 ２ 试 。
表 ２ １７ ９ ２ ｍｍ 激光筛管试验数据表
还关系到筛管抗堵塞 的能力。设计的梯形 割缝筛管 ，
既能满 足强 度要求 ， 又具 有很 强 的抗 堵 塞 能力 ， 图 ３ 如
，
３ ｍｍ
／
图 ３ 梯形 割缝 筛管缝 隙截面 示意 图
石
油
仪
器
・４ ・ ９
２１ 年 ０１
・
第２ ５卷 第 １ 期
Ｐ Ｔ Ｅ ＲＯＬ ＵＭ Ｎｓ ＲＵＭＥ Ｓ Ｅ Ｉ Ｔ ＮＴ
方法 研 究 ・
机械压 裂防砂工 艺技 术研 究与应用
王 玉 国
（ 中油辽河油 田分公 司 辽宁 盘锦 ）
摘
要 ：文章针 对辽河油田疏松砂岩油藏胶结疏松 、 出砂量 大、 常规 筛管防砂和化 学 防砂 有效期 短的 防砂 难题 ， 在广
合考虑油井产能和购买砾石 的方便 ， 我们选择砾石粒 径 ０ ８ｍ ． ｍ～１２ｍ 该粒径范 围的粒径算术平均值 ． ｍ， 为 砾 石＝１ ０ｍｍ， 推 砾 ． 反 石与 ｄ 值的 选 择 系 数 为 ： 中
１０÷０ １８＝５ ９ 。其仍 满 足 系数 为 ４～６倍 的 防砂 ． ．６ ．５ 要求 。缝 宽 尺 寸 ＝１３×ｄ 石 ＝１３ｘ１０＝０ ３ ／ 砾 ／ ． ．３
佳的筛管布缝参数。 １筛缝 长度 尺寸 和缝 数 的设 计 ）
由于施 工 中管柱 承 受 高 压 ， 管柱 强度 要 求 是 首 对
ｍ 取 整 ＝０ ３Ｉ＇ 最终 确定 筛缝 宽度 ０ ３ｍｍ。 ｍ， ． ｌ ， Ｔｌ ｌ ｑ ． ３ 割 缝几何 形状 的设 计 ）
割缝筛 管几 何形 状不 仅 关 系 到 筛管 的强 度 ， 且 而
考虑 到施 工工 艺要 满 足 生 产 的 大通 径 设 计 、 防止
由于在地层中形成微 裂缝 ， 原来 的原油 向心径 使 向流 改变 为流 向裂 缝 的水平 流 ， 流 条件得 到 改善 ， 渗 具
有 一定 的增 产 效果 。同 时 ， 由于 挤入 的人 工 砾 石 形 成 砂 桥 的 阻挡 作 用 ， 大 部 分 地 层 砂 不 易 向井 筒 运 移 。 使
１４ ０ ２ ０１
石
油
仪
器
２１年 ｏ ０１ ４月
Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ ＥＲ ＬＵ Ｉ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ Ｎ
表 １ 填砂 工具 技术参数
ｄ 石＝１ ３ ．４ ．８ｍ 缝宽 取整 为 ０ ３ｍ 砾 ／ ×０ ８ ＝０ ２ ｍ， ． ｍ。
根据 ｄ 石 得 砾石 填 充 层 渗 透 率 为 ２２ ｍ ， 砾 查 ０ 综
２ 室 内研 究及 性 能实
验
２ １ 高压 填砂 管柱研 究 ．
２ １ １ 高压 填砂 工具设 计 ．．
图 ２ 充填示意 图
砂桥 ， 如图 １ 所示 ， 并形成第一道防砂屏障。井筒内再 下人防砂管柱 ， 如图 ２ 所示 ， 为第二道 防砂屏障 ， 作 防
止人 工砾 石 的反 吐 ， 到双 重 防砂 的 目的。 达
砂十分普遍 ， 已严重制约着油井正常生产 。尤其 是出
细粉 砂 问题一 直 没有 很 好 的 解 决 办法 ， 成 大批 油井 造 关井 停 产 。针对 这一 问题 开 发研 制 了 “ 缝 筛 管 机械 割
压裂防砂工艺技术”通过 向油层高压注入人工砾石 ， ， 实现油井防砂治砂的 目的。通过高压填砂管柱设计 ，
油层砂埋的油管防喷装置设计和安全可靠的两种丢手
方式设计等环节 ， 确定了工具的具体参数 ， 见表 ｌ 。
２ １２ 激光割缝梯形筛管的研制 ．． 筛管研制着重从筛管的布缝方式 、 布缝长度、 布缝
宽度、 布缝数量等方面进行理论计算和实验 ， 以确保最
第一作者简介 ： 王玉国 ， ， ７ 生 ， 男 １ ６ 工程师 ， ９ 大庆石油学 院石油与天然气工程在读研究生。现从事辽河油田齐 ４ 块蒸汽驱油藏评 价工作 。邮编 ０
底 附近形 成 憋起 超过井 壁 附近 地应 力及 岩石 抗 张强度 的压 力后 ， 即在 地 层 中形 成 微 裂缝 。随 着带 有 支 撑 剂 （ 工 砾石 ） 人 的携砂 液 注 入 裂缝 中 ， 在裂 缝 内形 成 人 工
下 人 的 割 缝 筛 管 机 械 防 砂 管 柱 具 能 够 有 效 阻 挡 大 部 分细 粉砂 ， 到 二次 防砂 的 起 作用 【 。
砂 效果和增产效果显著。 关 键 词 ： 裂 防砂 ； 究 与 应 用 ；辽 河 油 田 压 研
中图法分 类号 ： Ｅ ５ ． Ｔ ３７ １
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：１０ ．１４ ２ １ ）２０４ —３ ０４９ ３ （ ０ １０ —０ ９０
Ｏ 引 言
辽河 油 田是 一个 复杂 断块 油 田 ， 油藏 类 型多 ， 地质 结构 复 杂 ， 随着 油 田开 发进 入 中后期 ， 松砂 岩油 藏 出 疏