1、4 吋小井眼复合防砂研究与应用摘 要：4 寸小井眼井防砂一直是防砂技术领域的难题。通过对 4 寸小井眼悬挂封隔器进行研究， 改进配套工具，完善施工工艺，使其更适用于 4 寸小井眼井防砂。对辽兴公司曙 3-13-7C 井行了防砂试验，取得了成功，措施成功率 100%，有效率 100%，累计增油 1.05 103 m3 ，为辽河油田 4 寸小井眼井防砂摸索出一条很好的技术思路。 关键词：4 寸小井眼井 预充填砾石 下 4 寸小井眼防砂悬挂器 研究与应用 辽河油田 在油井开采中，部分有产能的停产井采取了打侧钻方式来复产，侧钻后套管内径变小， （一般的是 51/2“套管内打侧钻悬挂 4” 套管其内径为
2、 86mm；7“套管内打侧钻悬挂 5” 套管其内径为 111.96mm） 。51/2“套管侧钻悬挂 4“套管的油、气井（简称 4“小井眼井）内径非常小，大大增加了油、气井出砂治理的难度。目前，针对 4”小井眼井出砂问题，普遍采取人工井壁防砂技术来解决。但该技术防砂有效期短。采取机械防砂使用常规的悬挂封隔器内径小（内径只有 28mm） ，无法实施后期的常规冲砂措施，导致常规的机械防砂方式无法继续实施。以辽河油田辽兴公司为例，该公司的采油二区是 80%都是侧钻井，由于油井出砂而被迫关井的井有 25 余口。因此，如何管理好这些出砂井，让这些出砂井恢复正常生产，将直接关系到油田今后发展和经济效益的提高
3、。 一、防砂技术原理 该技术采用小井眼大通径悬挂器、高强度无接箍防砂筛管组成防砂完井管柱。首先，下预充填砾石管柱，然后利用 700 型压裂车组将砾石通过携带液正挤入地层亏空处，最后，下小井眼悬挂器下面携带筛管至预定深度，投球打压坐封丢手，将完井管柱留在出砂油层段，通过人工砾石和防砂筛管二道防砂屏障实现对小井眼井油层部位机械防砂。 二、防砂工艺研究 1.小井眼悬挂器研究 4 吋小井眼悬挂器是悬挂防砂管和密封套管环空的最关键的工具。它设计的合理与否将直接关系到防砂的效果。该悬挂器主要由液压部分、琐紧部分、密封部分、卡瓦锚定部分、丢手部分等组成。 目前使用的 4“小井眼封隔器是常规的封隔器，封隔器的
4、内径较小（只有 028mm）并密封件是橡胶做的，根据现场施工的实际情况和防砂后期维护的要求，我们自己研制一种新型的 4 吋防砂悬挂器，其防砂特点如下： 1.1 内通径大，其内径能达到 56mm，能够满足防砂后期下 36mm 小冲砂管冲砂的需求。 1.2 冲管悬挂和承受动载能力提高了一倍以上，增加了安全性。 1.3 密封采用金属铜为密封件，耐高温。 表 1 4 吋小井眼悬挂器技术规范 2.充填砾石直径及筛管缝宽设计 根据油气井出砂流速高、冲击力强的特点，选用高强度无接箍筛管做为井下挡砂屏障，根据普遍应用 saucier 理论，充填砂粒度中值为地层砂的 56 倍挡砂效果最好。 根据实验室砂样库提供
5、的砂样筛选结果，辽兴公司作业二区曙三区井出砂粒径中值在 0.15mm 左右，取地层粒度中值为 0.15mm。 砾石粒径尺寸： d 砾石=0.155=0.75mm 筛管尺寸：=1/3d 砾石=1/30.75=0.25mm 3.现场施工工艺 3.1 搬上，洗压井，起出原井管柱结构。 3.2 下 73mm 油管与 60.3mm 组合管柱底带笔尖探砂面，有砂冲砂至人工井底。 3.3 下 80mm 通井规通井至人工井底，起出通井管柱。 （若遇阻核实井况） 3.4 下 73mm 油管与 60.3mm 组合管柱底带笔尖至设计位置。 3.5 装 LH-700 型井口及 350 型大四通，四周用钢丝绳固牢，做防
6、砂施工准备。 3.6 连接 700 型泵车、地面管汇；700 型泵车、地面管汇和井口循环试压 40.0MPa，稳压 5min 不刺不漏。 3.7 正挤油层处理剂。 3.8 防砂施工。 3.9 关井固化 3 天后，直接下油管探砂面，冲砂至人工井底。 3.10 刮管。 3.11 按顺序下防砂管柱。 3.12 投球打压，悬挂器坐封丢手，起出丢手管柱。 3.13 按甲方要求，下泵完井。 三、技术特点 1.砾石填充于炮眼及近井地带的亏空外，与其它防砂方法相比较，对防砂井的产能影响小。 2.防砂有效期达到 12 年甚至更长。 3.人工砾石在筛管周围、地层亏空部位、裂缝中形成连续的、高渗透性的有一定压实强度
7、的人工砂桥，可以有效的控制细粉砂向井筒方向的运移，防止近井地带堵塞，保持油井正常生产。 4.能有效地保护套管。压裂充填防砂后，油井出砂得到有效控制，可以减少因地层出砂造成地层亏空，地应力不均对套管造成的损坏。 5.管内冲砂作业方便。由于悬挂筛管的封隔器通径大，为管内冲砂作业带来方便。 四、现场应用情况 1.应用效果 2010 年小井眼复合防砂技术共在辽河油田辽兴公司实施防砂六口井，措施成功率 100%，有效率 100%，截止到 12 月 30 日，已累计增油3.63103m3。 2.典型井例 曙 3-13-7C 井位于辽河断陷西部凹陷曙光油田曙三区杜 26 块，曙三区杜家台油藏储层岩石胶结疏松
8、、油井出砂严重的问题，采取压裂防砂技术有效地减缓了出砂的速度，使油藏开发效果得到了极大好转。1 曙三区杜家台油层出砂状况曙三区位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡中段，开发目的层为下第三系沙河街组四段杜家台油层，是一边底水的构造岩性油藏。油层埋藏较浅（950-1700m） ，储层平均孔隙度为 27%，平均渗透率为 1.07m2，为高孔高渗透的疏松砂岩油藏。 该井因砂严重，于 2008 年 4 月 15 日卡泵，上作业冲砂检泵，上提管柱 60 吨解卡无效，9 月大修复产，10 月压防，开井后初期日产液8.65m3，日产油 4.65t。09 年 5 月 23 日探砂面至 596.35m 遇阻，出砂严重，
9、检泵后开井日产液 14m3，日产油 5.5t，含水 60%。6 月 22 日探砂面至 449.5m 遇阻，冲出 0.2m3 砂，此后产量下降快，生产不正常，9 月份不出关井。后于 2010 年 5 月 14 日小井眼复合防砂技术进行防砂，前期挤入 0.50.8mm 石英砂 5m3 和树脂砂 2m3；然后，下小井眼悬挂器携带高强度筛管防砂完井。实施防砂后取得了良好的效果，初期日产油 10 方，目前日产油仍稳定在 4.0 方以上，截止到 12 月 30 日，已累计增油 1.05 103 吨 。 五、结论 小井眼复合防砂技术其防砂强度完全能够达到油、气井防砂要求，为解决困扰多年的小井眼机械防砂找到了好方法，具有广阔的推广应用前景。 参考文献 1吴宇，张琪，曲占庆等.固体颗粒在液体中沉降速度的计算方法评述J.石油钻采工艺，2000，22（2）：5153. 2王志刚，李爱芬，张红玲等.砾石充填防砂井砾石层堵塞机理实验研究J.石油大学学报
