分層防砂工藝技術是指採用特殊管柱結構，用礫石或其它類似材料充填在機械管柱與套管的環形空間內，並擠入井筒周圍地層，形成多級濾砂屏障，達到擋砂目的。
基本介紹
- 中文名：分層防砂工藝技術
- 外文名：Layered sand control technology
- 目的：分層防砂
- 學科：石油工程
- 分類：油層分層防砂、注水分層等
- 原理：礫石充填
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原理
在井筒內下入繞絲篩管或割縫襯管等機械管柱後，再用礫石或其它類似材料充填在機械管柱與套管的環形空間內，並擠入井筒周圍地層，形成多級濾砂屏障，達到擋砂目的。這類方法設計及施工複雜，成本較高；但擋砂效果好，有效期長，成功率高，適用性廣，可用於細、中、粗砂岩地層，垂直井，定向井，熱采井等複雜條件。礫石充填防砂的缺點主要是施工複雜，一次性投入高；若礫石尺寸選擇不當，地層砂侵入礫石層後會增加油流入井的阻力，影響防砂後的油井產能。
研究結果表明，礫石充填井筒附過主要壓降損失在填有礫石的射孔炮眼內。因施工過程較長，必須注意減少作業過程中對油層的作害。
一次管柱多油層礫石充填防砂工藝技術
基本原理
是採用一趟管柱將防砂器材全部下入井中, 利用專用的封隔器把多層厚夾層油井分隔成數段, 對每段分別進行地層擠壓和環空充填施工, 從而在井筒周圍一定半徑內形成密實的高滲透帶, 形成多級擋砂屏障擋砂體系, 達到降低油井生產壓差、實現油井防砂增產的目的。
管柱結構組成: 分層管柱由頂部主封隔器、中間封隔器、內外充填總成、信號器、繞絲篩管、擠充轉換總成、底部橋塞等組成( 右圖 )。
工藝特點
①一趟管柱可以完成多個油層的擠壓充填施工;
②施工時不用關閉套管閘門,可封閉其他層而選擇性地對目的層進行擠壓, 避免了層間串通, 配合施工參數的優選, 可有效地把礫石擠進地層;
③ 擠壓後再環空充填, 提高了礫石充填密實度;
④ 信號器準確地顯示充填進程, 並使礫石準確地覆蓋油層一定的高度;
⑤ 結構簡單, 可操作性強, 易於現場推廣。
施工方法
分層防砂管柱施工前必須用φ152mm通井規對全井進行通井, 用φ164mm刮管器在封隔器座封位置附近刮削5次以上, 並通過洗井洗出並內全部雜物。
按施工設計連線防砂管柱, 依次下入防砂外管工具。下至懸掛丟手封隔器時將外管暫時懸掛在井口調配好坐封內管並插入防砂外管內腔, 確保各級密封組合正對相應的液壓坐封工具。用懸掛丟手封隔器將防砂內、外管連為一體, 向防砂管柱內灌滿清水, 試驗其靜水密封性。觀察液面, 5min後液面不降, 即可將管柱下入井內。
防砂管柱下至設計位置, 反洗井14d, 清除井內污物。
坐封, 在油管內打液壓8,12 ,15 和18MPa, 各穩壓5min, 完成坐封。
丟手, 向油管內投入φ45mm鋼球, 從油管內加液壓至約20MPa, 至壓力突降實現丟手, 起出丟手管柱。如果液力丟手不成則上提管柱, 正轉15~20圈丟手。
分層注水防砂一體化工藝技術
疏鬆砂岩油藏的注水井, 一旦改變注水制度或因各種原因停注時, 就會導致地層反吐而大量出砂, 從而堵塞注水管道甚至砂埋部分油層,導致注水困難甚至被迫停注。因此, 為延長注水周期, 減少作業次數, 對疏鬆砂岩油藏的注水井應進行防砂措施。勝利油區研製開發的分層注水防砂一體化管柱, 解決了分層注水井的防砂難題。分層注水防砂一體化管柱主要由Y441 封隔器、Y341 封隔器、Y445 丟手懸掛封隔器、濾砂管、注水閥和安全接頭等組成, 管柱結構見圖。
該管柱施工簡單, 分層可靠, 經過防砂後的注水井即使砂埋防砂管柱後也能把水均勻地注入到地層中。
其工作原理是防砂管柱將外層防砂管柱和內管坐封管柱按設計調配好, 下到設計位置。油管加壓, 各級封隔器同時坐封。坐封后, 管柱可採用正轉倒扣丟手和油管加壓丟手兩種方式實現丟手, 丟手後起出內管坐封管柱, 井內留下的就是完井後的防砂工藝管柱即“ 內井筒” 。
注水管柱按設計將注水管柱調配好, 下至預定深度。油管加壓, 各級封隔器坐封。其中, 配水器帶相應的死芯子下入。封隔器坐封后, 利用鋼絲絞車帶下配水器芯子的打撈工具將各級死芯子撈出。然後根據測試資料將配好水嘴的注水芯子從油管投入, 再利用鋼絲絞車帶下加重桿和球頭將各級注水芯子送至空心配水器內工作位置。防砂濾砂管阻擋地層砂進入防砂管內, 注入水經濾砂管注入地層, 當雜質堵塞濾砂管, 吸水量降低時, 可通過反洗井將濾砂管內壁的雜質衝出,改善濾砂管的滲透性。
注水正常注水時見圖, 總注入水量仇在配水器的上端分為兩部分, 一部分水流量, 經配水器注水芯子上的水嘴注入層, 另一部分水流量口。沿配水器下行水流量。在配水器的上端又分為兩部分, 一部分水流量口。經配水器注水芯子上的水嘴注入層, 另一部分水流量經配水器注入層。
洗井見圖各級配水器在彈簧作用下自動關閉, 洗井液從套管注入, 首先推開可洗井封隔器的洗井閥穿過封隔器, 沿防砂管柱內腔與注水管柱間的環空下行, 推開可洗井封隔器的洗井閥穿過封隔器, 從注水管柱底部的單流閥進入油管, 上行直至井口, 完成一個洗井循環。
