水平井防倒流砾石充填工具的改进与应用

关 月 袁照永

（中国石油大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

水平井防倒流砾石充填工具的改进与应用

关 月 袁照永

（中国石油大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

引用格式：关月，袁照永.水平井防倒流砾石充填工具的改进与应用［J］.石油钻采工艺，2015，37（6）：117-118.

砾石充填对于粉细砂岩和高泥质含量的油藏有防砂范围广、防砂周期长、不易堵塞等特点，应用较为广泛。但是，在砾石充填完井作业中经常会出现充填口关闭不到位、充填砂回吐等问题。因此设计了具有三层密封功能的防倒流砾石充填装置。现场应用表明，改进后的工具施工成功率100%，延长油井检修周期，减少单井资金投入，提高经济效益。

水平井；防倒流；砾石充填；工具

随着水平井防砂技术的不断发展，水平井砾石充填工艺的应用越来越广泛［1-3］。在水平井砾石充填完井作业中，常规充填工具只有一个关闭腔，充填完毕后向上提出充填服务器，弹簧上行复位，关闭充填装置循环口。由于充填装置循环口与地层砂及充填砂直接接触，经常导致充填防砂作业后充填口关闭不到位，出现砂子回吐现象，导致充填服务管柱上提不成功，影响施工进度和完井质量［4-6］。介绍了一种防倒流砾石充填装置的改进方法。

1　水平井防倒流砾石充填装置

1.1工具结构

水平井防倒流砾石充填装置主要包括充填总成和充填服务器两部分，其结构如图1、2所示。

1.2工作原理

完井阶段将充填总成随筛管下入，后期将充填服务器随充填管柱下入。将充填服务器插入充填总成中，上开关弹簧、下开关弹簧、复位弹簧均处于压缩状态，充填循环通道打开，开始砾石充填。砾石充填过程中，携带砾石的携砂液从充填口进入到防砂筛管与地层间的环空中，携砂液经过筛管缝隙由筛管和充填管柱环空返回井口，而砾石则充填到筛管与地层之间。充填完毕后，上提出充填服务器，复位弹簧推动开关滑套上行复位，关闭内筒循环口，同时关闭总成在扭簧作用下推动关闭压盖上行，形成3个密封腔，即3层密封。

1.3性能参数

水平井防倒流砾石充填装置技术参数：充填总成长度1 500 mm；充填总成最大外径Ø160 mm；连接螺纹Ø139.7 mm LTC；耐压35 MPa；充填服务器长度1 200 mm；充填服务器外径Ø89 mm。

1.4技术特点

水平井防倒流砾石充填装置技术特点：操作方便，具有3层关闭装置，能够有效防止充填口密封不严造成充填砂返吐到筛管中；施工成功率高，延长油井的检修周期，减少单井资金投入。

图1　充填总成

图2　充填服务器

2　现场应用

改进后的防倒流砾石充填装置在西40-8-4H、西40-6-12L、刘1-8H、庄11-11-2H、刘5-8H井5口井进行了应用，施工成功率100%，充填砂未出现返吐现象。以西40-8-4H井为例进行说明。

2.1管柱结构

完井管柱（自下而上）：外充填服务工具+精密滤砂管串+短套管1根+盲板+套管1根+裸眼封隔器2套+短套管1根+分级箍+套管串至井口。

充填管柱组合（自下而上）：内充填服务工具+油管串+阻流器+油管串+阻流器+油管串+阻流器+油管串至井口。

2.2施工过程

（1）完井阶段下入完井管柱组合，固井。

（2）钻塞，钻除分级箍和盲板。

（3）下入充填管柱组合，当管柱下至遇阻后，上提管柱2 m，再次下放，确定是否达到井底（加压不超过40 kN），同时检查井口剩余油管，校验下入深度与设计是否相符，如果相符，则表示到位。

（4）正循环进行砾石充填施工，施工排量2.03～2.21 m3/min，当加砂量达到50 m3时，充填结束；上提管柱2 m，关闭充填循环口，进行反洗井至井口无砂。

（5）回探无砂后起出管柱，下入生产管柱投产。

2.3施工效果

本次施工累计加液338 m3，加砂52.6 m3，满足设计要求；投产初期日产液为24.37 m3，日产油为21.54 t，含水11.6%；年累计产液为4 315 m3，累计产油为3 276 t，平均日产液为19.44 m3，平均日产油为14.76 t，含水24.1%。比同区块未充填的水平井产液、产油能力有了大幅度提高，并且生产至今未出砂，防砂周期大大延长，取得了较好的开发效果。

3　结论

（1）改进后的防倒流砾石充填装置结构简单、操作方便、安全可靠，解决了充填口密封不严造成的充填砂返吐到筛管中的问题。

（2）应用结果表明，防倒流砾石充填装置施工成功率高，能消除施工隐患，减少单井资金投入，延长油井检修周期，具有很好的经济效益和社会效益。

［1］朱骏蒙.水平井裸眼砾石充填防砂完井工艺在胜利海上油田的应用［J］.石油钻采工艺，2010，32（2）：106-108.

［2］杨喜柱，刘树新，薛秀敏，等.水平井裸眼砾石充填防砂工艺研究与应用［J］.石油钻采工艺，2009，31（3）：76-78.

［3］杜丙国.水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：47-50.

［4］刘永顺.水平井裸眼砾石充填管柱改进与应用［J］.石油矿场机械，2015，44（2）：60-63.

［5］杨延征，聂上振，曲庆利，等.水平井裸眼挤压充填技术在港西油田中的应用［J］.中国石油和化工标准与质量，2014，（2）：133，153.

［6］傅文伟，张吉江，王明冲. 新型裸眼砾石充填工具在海上边际油田的应用［J］.石油矿场机械，2010，39（5）：46-49.

（修改稿收到日期 2015-10-28）

〔编辑 李春燕〕

Improving and applying of anti-backfow gravel packing tools in horizontal wells

GUAN Yue，YUAN Zhaoyong
（Petroleum Engineering Research Institute of Dagang Oilfield Company，CNPC，Tianjin 300280，China）

Gravel packing has a wide range of sand control，not easily blocked and has a long sand control period for fine-silty sandstone and highly argillaceous reservoir and is used extensively. However，during gravel packing completion operations，there often occur such problems as packing opening not closed adequately，back-flow of packing sand，etc. Therefore，an anti-backflow gravel packing device has been designed which has three-layer sealing function. Field application shows that the improved tool has a 100% success rate of gravel packing，extended the maintenance cycle of oil wells，reduced capital investment in single wells and improved the economic profit.

horizontal well； anti-backflow； gravel packing； tool

TE358

B

1000-7393（ 2015 ） 06-0117-02 doi:10.13639/j.odpt.2015.06.030

关月，1984年生。2009年毕业于大庆石油学院，现主要从事特殊工艺井完井技术方面的研究。电话：15922043144。E-mail：guanyue01@163.com。