加载中…砾石充填完井
(2016-11-29 14:50:13)
对于胶结疏松、出砂严重的地层，一般采用砾石充填完井。它是人为地在割缝衬管和井壁之间充填一定尺寸的砾石，使之起防砂和保护生产层的作用。充填砾石的方法可分为直接充填和预充填两种。
直接充填是先将绕丝筛管（在钢管上预先打孔或割缝后，再用不锈钢丝绕制的防砂管）或割缝衬管下入井内油层部位，然后用充填液将地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管（或割缝衬管）与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。
预充填砾石绕丝筛管是在地面预先将符合地层特性要求的砾石填入具有内、外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将这种筛管下入井内，对准油层部位进行防砂。与砾石充填相比，使用该防砂方法的油井产能低，防砂有效期短。它不能像井下砾石充填那样，能防止油层砂进入井筒，只能是当油层砂进入井筒后阻止其不再进入油管。该方法工艺简便，成本低，在一些不具备砾石充填条件的防砂井中，仍是一种有效的方法。
砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管，而不使用割缝衬管，其原因是：
（1）割缝衬管的缝口宽度受割刀强度的限制，0.5mm以下割缝宽度加工较困难，因此，它只能用于中、粗砂岩的储层防砂。绕丝筛管是由异形（三角形）不锈钢丝绕在割缝的中心衬管上进行防砂，缝隙宽度最小可达0.12mm，因此适用范围大。
（2）绕丝筛管是由连续绕丝形成的连续缝隙，其流通面积大，流体通过筛管时几乎没有压降，且绕丝筛管的断面为外窄内宽的梯形，具有一定的自洁功能，轻微的堵塞可被产出流体疏通，其流通面积比割缝衬管大。
（3）绕丝筛管以不锈钢丝为原料，其耐腐蚀性强，使用寿命长。虽然成本是割缝筛管的2~3倍，但综合效益高。
砾石充填防砂的优点是能有效地把地层砂限制在产层内，从而使地层保持稳定的力学结构，并且较厚的砾石层和绕丝筛管组成的二级挡砂体系，可以非常有效地防止油层砂产出。相反，割缝衬管完井和绕丝筛管完井由于没有砾石层，在地层疏松、流速较高及时间较长时，地层有可能垮塌，缝隙可能被完全堵死。因此，割缝衬管完井和绕丝筛管完井只是一种短期防砂方法，并只适合出砂不严重的地层和低产井。而砾石充填是一种高效、长期的防砂方法，适宜于疏松地层及高产井。当然，这种砾石充填完井不论施工的难度和成本，都要比割缝衬管完井和绕丝筛管完井高得多。
为了适应不同油层特性的需要，裸眼完井和射孔完井都可以充填砾石，分别称为裸眼砾石充填完井和套管内砾石充填完井。
（1）裸眼砾石充填完井。
在地质条件允许使用裸眼完井而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井。其优点是渗流面积大，产量高，阻力小，充填层因扩孔厚度大，结构稳定。其缺点是工序复杂，井下滤饼使产量下降。
裸眼砾石充填完井工序是：钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外径的1。5~2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提高防砂效果，如图7-9所示。
（2）套管内砾石充填完井。
对已下套管和射开多层或薄生产层的井，或要求封隔气水夹层及易坍塌层等的井，需要采用套管内砾石充填完井。与裸眼充填井的采油指数相比，管内充填井的采油指数要低得多，为此应采用高孔密、大孔径、负压射孔。
套管内砾石充填完井的基本工序是：钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层底部，注水泥浆固井，然后对油层部位射孔。要求采用高孔密（30孔/m左右）、大孔径（20mm左右）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层砂混合增大渗流阻力，如图7-10所示。
以上主要介绍了不同完井方式的特点及其使用条件。实际上，为了解决油层出砂问题，还可以采用金属纤维防砂筛管、陶瓷防砂筛管、多孔冶金粉末防砂筛管、多层充填井下滤砂器以及化学固砂等方法完井。
图7-9裸眼砾石充填完井示意图
直接充填是先将绕丝筛管（在钢管上预先打孔或割缝后，再用不锈钢丝绕制的防砂管）或割缝衬管下入井内油层部位，然后用充填液将地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管（或割缝衬管）与井眼或绕丝筛管与套管之间的环形空间内，构成一个砾石充填层，以阻挡油层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。
预充填砾石绕丝筛管是在地面预先将符合地层特性要求的砾石填入具有内、外双层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将这种筛管下入井内，对准油层部位进行防砂。与砾石充填相比，使用该防砂方法的油井产能低，防砂有效期短。它不能像井下砾石充填那样，能防止油层砂进入井筒，只能是当油层砂进入井筒后阻止其不再进入油管。该方法工艺简便，成本低，在一些不具备砾石充填条件的防砂井中，仍是一种有效的方法。
砾石充填完井一般都使用不锈钢绕丝筛管，而不使用割缝衬管，其原因是：
（1）割缝衬管的缝口宽度受割刀强度的限制，0.5mm以下割缝宽度加工较困难，因此，它只能用于中、粗砂岩的储层防砂。绕丝筛管是由异形（三角形）不锈钢丝绕在割缝的中心衬管上进行防砂，缝隙宽度最小可达0.12mm，因此适用范围大。
（2）绕丝筛管是由连续绕丝形成的连续缝隙，其流通面积大，流体通过筛管时几乎没有压降，且绕丝筛管的断面为外窄内宽的梯形，具有一定的自洁功能，轻微的堵塞可被产出流体疏通，其流通面积比割缝衬管大。
（3）绕丝筛管以不锈钢丝为原料，其耐腐蚀性强，使用寿命长。虽然成本是割缝筛管的2~3倍，但综合效益高。
砾石充填防砂的优点是能有效地把地层砂限制在产层内，从而使地层保持稳定的力学结构，并且较厚的砾石层和绕丝筛管组成的二级挡砂体系，可以非常有效地防止油层砂产出。相反，割缝衬管完井和绕丝筛管完井由于没有砾石层，在地层疏松、流速较高及时间较长时，地层有可能垮塌，缝隙可能被完全堵死。因此，割缝衬管完井和绕丝筛管完井只是一种短期防砂方法，并只适合出砂不严重的地层和低产井。而砾石充填是一种高效、长期的防砂方法，适宜于疏松地层及高产井。当然，这种砾石充填完井不论施工的难度和成本，都要比割缝衬管完井和绕丝筛管完井高得多。
为了适应不同油层特性的需要，裸眼完井和射孔完井都可以充填砾石，分别称为裸眼砾石充填完井和套管内砾石充填完井。
（1）裸眼砾石充填完井。
在地质条件允许使用裸眼完井而又需要防砂时，就应该采用裸眼砾石充填完井。其优点是渗流面积大，产量高，阻力小，充填层因扩孔厚度大，结构稳定。其缺点是工序复杂，井下滤饼使产量下降。
裸眼砾石充填完井工序是：钻头钻达油层顶界以上约3m后，下技术套管注水泥固井，再用小一级的钻头钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深，然后更换扩张式钻头将油层部位的井径扩大到技术套管外径的1。5~2倍，以确保充填砾石时有较大的环形空间，增加防砂层的厚度，提高防砂效果，如图7-9所示。
（2）套管内砾石充填完井。
对已下套管和射开多层或薄生产层的井，或要求封隔气水夹层及易坍塌层等的井，需要采用套管内砾石充填完井。与裸眼充填井的采油指数相比，管内充填井的采油指数要低得多，为此应采用高孔密、大孔径、负压射孔。
套管内砾石充填完井的基本工序是：钻头钻穿油层至设计井深后，下油层套管于油层底部，注水泥浆固井，然后对油层部位射孔。要求采用高孔密（30孔/m左右）、大孔径（20mm左右）射孔，以增大充填流通面积，有时还把套管外的油层砂冲掉，以便于向孔眼外的周围油层填入砾石，避免砾石和地层砂混合增大渗流阻力，如图7-10所示。
以上主要介绍了不同完井方式的特点及其使用条件。实际上，为了解决油层出砂问题，还可以采用金属纤维防砂筛管、陶瓷防砂筛管、多孔冶金粉末防砂筛管、多层充填井下滤砂器以及化学固砂等方法完井。
图7-9裸眼砾石充填完井示意图
图裸眼砾石充填完井示意图
图7-10套管内砾石充填完井示意图
图套管内砾石充填完井示意图
各种完井方式适用的地质条件见表7-3。
表7-3常用完井方式适用的地质条件
表常用完井方式适用的地质条件喜欢
0
赠金笔
前一篇：溢流的原因与预防
后一篇：集输管线内腐蚀控制技术