侧钻小井眼井防砂工艺在周庄油田的应用研究

刘志斌，孙玉平，康玉阳

（江苏油田分公司采油一厂，江苏扬州 225265）

1 目前防砂技术现状

1.1 防砂技术现状[1-3]

本厂油井出砂主要集中在周43、许浅1、陈2、沙埝等疏松砂岩油藏区块，其中周43、许浅1区块出砂问题最明显。针对地层出砂问题，本厂探索应用过压裂防砂、纤维复合防砂、机械防砂、化学防砂等防砂工艺，目前成熟应用的主要为机械复合防砂、化学防砂技术。

（1）化学防砂：向地层中挤入一定数量的化学剂或化学剂与砂浆的混合物，达到充填、固结地层，从而稳定地层结构或形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，达到防止地层出砂的目的。

（2）机械防砂：套管内正对出砂地层下入绕丝筛管，并于筛套环空以及地层近井地带充填砾石，形成人工挡砂井壁，地层砂则被控制在地层内，确保油井正常生产。

1.2 防砂技术局限性

近年来，本厂传统出砂区块小井眼井不断增多。以周43为例，小井眼井已占到总井数15%以上。目前工艺已不能满足防砂技术需求，主要表现在：

化学防砂一般适用于薄层短井段，施工防砂有效期短，固结后地层渗透率下降明显，有产能损失的风险。

常规机械复合防砂充填工艺为顶部充填，小井眼井实施易形成砂桥，同时防砂配套工具尺寸上不能满足小套管要求，倒置防砂皮碗封（140 mm）难以进入小套管（套管内径82 mm）（见图1）。

因此，针对当前防砂工艺局限性，以及复杂结构井筒防砂技术需要，开展了小套管新型机械复合防砂工艺的研究及实施工作。

2 新型机械防砂工艺研究

2.1 充填工艺研究

常规直井充填方法为顶部充填，下一趟防砂管柱实现筛套环空顶部充填、挡砂坐封一体化实施。防砂管柱主要结构设计：油管+充填防砂工具+防砂筛管。循环通道主要为携砂液从油管进，经过充填工具后进入筛套环空，砾石滞留在环空，携砂液通过筛管经冲管、充填工具进入油套环空最后从套管返出。

图1 充填、坐封一体化防砂工具

由于小井眼井井筒空间小，筛套环空人工井壁薄，挡砂能力有限，地层砂易侵入。为加强防砂效果，井筒充填前先对地层进行挤压充填，增加充填层有效厚度。防砂工艺主要包括：地层挤压充填、筛套环空充填、挡砂坐封工艺。在充填工艺实施上规避大尺寸工具，实现防砂配套工具小尺寸化。因此采取工艺分步实施，各实施工序管柱结构：（1）地层挤压充填工序：光油管实现地层挤压充填；（2）井筒充填工序（由上而下）：油管+丢手工具+筛管+冲洗配套工具；（3）挡砂坐封工序（由上而下）：油管+顶部防砂封隔器。

研究设计了两种循环充填工艺：正冲循环充填、反循环充填工艺；两种充填工艺的充填方法和循环通道是不同的，具体设计实施方法如下：

（1）正循环充填：用光油管在进行地层挤压充填同时进行井筒填砂（填砂量为井筒人工挡砂井壁所需砂量），即人工井壁所需砂在地层挤压充填实施的时候泵入井筒。挤压充填后，下防砂管柱，当防砂管柱下放在砂面时开始进行正冲洗，冲洗水通过油管、管内冲管以及底部冲洗配套工具将砾石冲起，管柱边下边冲，到达设定的预定位置后停止正冲循环，砂子自然沉降形成人工挡砂井壁。

（2）反循环充填：携砂液从油套环空进入，通过筛管、管内冲管从油管返出。砾石在井筒内沉降形成人工挡砂井壁。

2.2 配套防砂工具研制

针对小套管防砂工艺，设计研制了配套防砂工具，主要包括：底部冲洗配套工具、顶部防砂封隔器、防砂丢手等。

（1）底部冲洗配套工具：建立油套通道，实现单向正冲。

图2 侧周43-6A生产曲线

（2）顶部防砂封隔器：实现挡砂坐封、防止管柱蠕动。

（3）防砂丢手：连接冲管、对接顶部封隔器。

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3 工艺现场应用

侧周43-6A井位于传统出砂区块周43区块，该井2015年末侧钻生产，1 224.43 m以下悬挂∮95 mm小套管。2016年9月实施化学防砂，有效期仅为5 d。2016年12月对该井实施机械复合反循环充填防砂工艺。

主要防砂技术工序设计：

（1）下砾石挤压充填防砂管柱实施地层挤压充填：泵车排量至400 L/min～800 L/min，挤入前置液15 m3待泵压稳定后开始加砂，设计砂量为1.5 m3，加砂结束后续挤6 m3地层水，施工限压22 MPa。

（2）下绕丝筛管砾石防砂管柱实施反循环充填：打开套管闸门，泵车排量至200 L/min～300 L/min，进行反循环填砂作业，砂比控制在1%～2%以内，理论加砂量为25 L。

（3）丢手：从油管内投入钢球（30.0 mm）一个，等待30 min，泵正打压 8 MPa～16 MPa，实现丢手同时打开反洗滑套。

（4）下入油管底带顶部防砂封隔器服务工具+顶部防砂封隔器，待封隔器底深下至留井对接接头位置时缓慢下入，下压管柱负荷50 kN，确认坐封位置，上提管柱至原负荷，从油管内投入钢球（30.0 mm）一个，油管打压8 MPa～16 MPa丢手，下放管柱加压30 kN～50 kN，坐封顶部防砂封隔器。具体工艺参数设计及实施情况（见表1）。

表1 防砂设计及现场实施参数表

4 效果及评价

侧周43-6A井防砂前日产液0.6 t，防砂后初期日增油10.6 t，目前日产油稳定在5 t左右，实施以来累计增油超过600 t，经济效益超过100万元（见图2）。

5 结论

研究形成合适本厂特点的小套管机械防砂工艺技术，自主研究并成功实施了小套管反循环充填防砂工艺，为小井眼井防砂工艺推广应用提供了技术基础。