油井防砂工艺技术(重要).pptx

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1、2023/5/161油井防砂工艺技术2023/5/162目目 录录一、概述一、概述二、套管内筛管砾石充填防砂技术二、套管内筛管砾石充填防砂技术 三、整体烧结金属纤维筛管防砂技术三、整体烧结金属纤维筛管防砂技术四、复合射孔防砂技术四、复合射孔防砂技术 五、膨胀筛管防砂技术五、膨胀筛管防砂技术 六、水平井防砂技术六、水平井防砂技术 七、化学防砂技术七、化学防砂技术八、其它防砂方法八、其它防砂方法九、油井防砂质量标准及效果评价九、油井防砂质量标准及效果评价 2023/5/163一一、概述1前言前言 油、气井防砂是当今世界各国石油工业长期以油、气井防砂是当今世界各国石油工业长期以来所面临的课题之一。每

2、年投入了大量人力、来所面临的课题之一。每年投入了大量人力、物力和财力进行这方面工作的研究。美国克恩物力和财力进行这方面工作的研究。美国克恩河油田，每年在防砂工作中就耗资河油田，每年在防砂工作中就耗资600万美元。万美元。我国辽河油田及胜利油田，每年在这方面也耗我国辽河油田及胜利油田，每年在这方面也耗资几百万元以上。由此可见防砂工作的重要性资几百万元以上。由此可见防砂工作的重要性和迫切性。和迫切性。2023/5/164一一、概述1前言前言 出出砂砂比比较较严严重重的的一一般般为为第第三三系系地地层层。如如美美国国墨墨西西哥哥湾湾地地区区和和洛洛杉杉机机盆盆地地，加加拿拿大大阿阿尔尔伯伯达达重重油

3、油区区、印印尼尼、尼尼日日利利亚亚、特特立立尼尼达达、委委内内瑞瑞拉拉、罗罗马马尼尼亚亚以以及及苏苏联联阿阿塞塞拜拜疆疆等等地地区区。我我国国东东部部地地区区的的胜胜利利油油田田、大大港港油油田田、辽辽河河油油田田的的欢欢127、洼洼38、青青龙龙台台、曙曙一一、曙曙三三区区，西西部部地地区区的的玉玉门油田等，出砂也较严重。门油田等，出砂也较严重。2023/5/165一一、概述1前言前言 最最早早，人人们们采采用用限限产产的的办办法法来来控控制制油油、气气井井出出砂砂，后后来来采采用用射射孔孔套套管管或或割割缝缝衬衬管管防防砂砂，1932年年开开始始采采用用砾砾石石充充填填办办法法，1947年

4、年开开始始大大规规模模采采用用化化学学固固砂砂方方法法。近近二二十十年年，我我国国随随着着稠稠油油油油田田投投入入开开发发，也也开开始始采用热法固砂等方法。采用热法固砂等方法。2023/5/166一一、概述2 油井出砂的原因 油油井井出出砂砂虽虽然然原原因因众众多多，但但归归结结起起来来有有两两方方面面，即即先先天天性性的的油油井井地地质质条条件件及及开开发措施不当的人为因素。发措施不当的人为因素。2023/5/167一一、概述2 油井出砂的原因2.1地层粘结强度低：尤其是在未胶结地层中，流体流动阻力地层粘结强度低：尤其是在未胶结地层中，流体流动阻力克服了砂粒间的聚合力或岩石强度，使油井出砂。

5、特别当克服了砂粒间的聚合力或岩石强度，使油井出砂。特别当原油粘度愈高，流速愈大，流动阻力也愈大，出砂也愈严原油粘度愈高，流速愈大，流动阻力也愈大，出砂也愈严重。研究证明，当地层的抗剪切弹性摸数重。研究证明，当地层的抗剪切弹性摸数G与地层体积压与地层体积压缩系数缩系数C之比，即之比，即G/C5.61010Kg/cm2时，则不出砂。最初用此指标来予测油层出砂。近年来采时，则不出砂。最初用此指标来予测油层出砂。近年来采用声波在地层中的传播时间用声波在地层中的传播时间T进行予测，当进行予测，当T295微秒微秒/米时，则应采取防砂措施。根据经验：当油气井的生产压米时，则应采取防砂措施。根据经验：当油气井

6、的生产压差大于该井岩芯抗压强度的差大于该井岩芯抗压强度的1.7倍时，也会造成地层出砂。倍时，也会造成地层出砂。2023/5/168一一、概述2 油井出砂的原因2.2油、气井产水：在以粘土为主要胶结物的地层中油、气井产水：在以粘土为主要胶结物的地层中，当开始产水后，水溶解地层中的胶结物，降低，当开始产水后，水溶解地层中的胶结物，降低了地层固结强度。了地层固结强度。2023/5/169一一、概述2 油井出砂的原因2.3地地层层压压力力下下降降：地地层层内内流流体体的的压压力力支支撑撑上上覆覆岩岩层层的的压压力力。当当地地层层压压力力，即即流流体体的的压压力力降降低低后后，则则上上覆覆岩岩层层的的压

7、压力力转转嫁嫁给给地地层层，增增加加了了地地层层颗颗粒粒及及胶胶结结物物的的压压力力。在在胶胶结结差差的的地地层层中中，随随着着地地层层压压力力下下降降，增增长长的的压压力力会会压压碎碎胶胶结结物物甚甚至至岩岩石石颗颗粒粒，造造成成油油井井出出砂砂。因因此此有有些些油油田田在在一次采油后期才开始出现出砂现象。一次采油后期才开始出现出砂现象。2023/5/1610一一、概述2 油井出砂的原因2.4固井质量不好或完井措施不当固井质量不好或完井措施不当a.固固井井质质量量不不好好，油油井井大大段段窜窜槽槽，高高压压层层封封隔隔不不良良，高高压压油油、气气水水乱乱窜窜造造成成油油井井出出砂砂，据据某某

8、油油田田统统计计，在在22口口固固井井质质量量不不合合格格的的油油井井中中，出出砂砂严严重重的的油油井井共共有有8口口，占占36.4%。b.射射孔孔方方案案不不当当，采采用用不不合合理理的的射射孔孔枪枪型型，或或孔孔径径、孔孔密密不不适适当当，致致使使套套管管变变形形或或损损坏坏，导导致致油油井井出出砂砂。如如某某油油田田因因射射孔孔问问题题使使12口口井井套套管管变变形形损损坏坏，先先后后停停产产，后后改改进进射射孔孔枪枪型型，调调整整射射孔孔方方案案，套套管管损损坏坏及及油油井井出出砂问题就迎刃而解。砂问题就迎刃而解。2023/5/1611一一、概述2 油井出砂的原因2.5 采油工作制度不

9、合理或井下作业措施不当采油工作制度不合理或井下作业措施不当a.油油井井投投产产放放喷喷过过猛猛，强强烈烈降降压压，或或油油井井生生产产压压差差过过大大，排排液液速速度度过过快快；油油井井开开关关频频繁繁，造造成成油油井井激激动动等等原原因因均均会会引引起起油油井井出出砂砂。据据某某油油田田资资料料统统计计，出出砂砂严严重重的的40口口油油井井中中，其其中中进进行行过过强强烈烈放放喷喷的共的共16口，占口，占40%。2023/5/1612一一、概述2 油井出砂的原因2.5 采油工作制度不合理或井下作业措施不当采油工作制度不合理或井下作业措施不当b.滥滥用用酸酸化化措措施施，除除去去地地层层中中的

10、的钙钙质质胶胶结结物物，或或入入井井流流体体与与地地层层不不配配伍伍，造造成成堵堵塞塞，加加大大油油流流阻阻力力使使油油井井出出砂砂。抽抽汲汲降降液液过过猛猛，气气举举降降压压过过大大，均均会会造造成成油油井井出出砂。砂。c 稠稠油油注注汽汽井井，注注汽汽速速度度过过高高，高高速速蒸蒸汽汽流流强强烈烈冲冲刷刷地地层层，冷冷凝凝水水的的高高PH值值溶溶蚀蚀地地层层的的胶胶结结物物，致致使使油油井井出出砂严重。砂严重。2023/5/1613一一、概述3 油井出砂的危害 油油井井出出砂砂会会给给采采油油工工艺艺带带来来很很多多麻麻烦烦和和难难题题。轻轻者者造造成成卡卡泵泵，使使油油井井不不能能正正常

11、常生生产产，增增加加采采油油作作业业检检泵泵和和冲冲砂砂的的工工作作量量，自自喷喷井井会会磨磨损损采采油油树树闸闸门门和和油油嘴嘴；出出砂砂严严重重的的井井会会造造成成砂砂埋埋油油层层（不不出出油油）和和油油管管砂砂卡卡，使使油油井井停停产产，出出砂砂过过多多会会造造成成地地层层跨跨塌塌而而挤挤毁毁套套管管等等。这这些些严严重重后后果果，不不仅仅会会直直接接影影响响油油井井的的产产能能和和油油田田的的产产量量，而而且且由由于于地地下下注注采采的的不不平平衡衡还还会会影影响响油油田田的最终采收率。的最终采收率。2023/5/1614一一、概述4 油井开采中的出砂规律 辽辽河河油油田田自自1970

12、年年至至今今已已开开采采三三十十年年了了。1982年年开开始始蒸蒸汽汽吞吞吐吐开开采采稠稠油油试试验验，1985年年稠稠油油油油田田大大面面积积推推广广蒸蒸汽汽吞吞吐吐开开采采。随随着着生生产产规规模模的的不不断断扩扩大大、抽抽油油机机械械能能力力的的提提高高，注注蒸蒸汽汽能能力力和和采采油油强强度度的的增增加加，随随之之而而来来的的是是油油井井出出砂砂问问题题的的出出现现。经经过过几几年年的的实实践践、摸摸索索和和研研究究，找出了一些油井的出砂规律。，找出了一些油井的出砂规律。2023/5/1615一一、概述4 油井开采中的出砂规律4.1 出砂量随采油强度的增加而增加出砂量随采油强度的增加而

13、增加4.2 出砂量随原油粘度增高而增加出砂量随原油粘度增高而增加4.3 蒸汽驱的初期出砂量多蒸汽驱的初期出砂量多4.4出出砂砂粒粒径径由由小小逐逐渐渐变变大大，而而且且随随生生产产时时间间增增长长，排液量的增大而增大。，排液量的增大而增大。2023/5/1616一一、概述5 防砂方法分类油油井井防防砂砂方方法法分分为为两两大大类类。一一类类是是出出砂砂不不严严重重地地层层，则则允允许许产产液液中中含含砂砂，不不采采取取防防砂砂措措施施，让让油油井井带带砂砂采采油油。如如美美国国加加州州的的凯凯特特峡峡谷谷稠稠油油油油田田采采用用一一种种特特殊殊结结构构的的抽抽油油泵泵采采油油。我我国国许许多多

14、油油田田已已研研制制出出型型式式各各异异的的排排砂砂泵泵，对于出砂轻微、砂粒直径较小的油井采用带砂抽油生产。对于出砂轻微、砂粒直径较小的油井采用带砂抽油生产。另另一一类类防防砂砂方方法法是是防防止止地地层层出出砂砂，根根据据防防砂砂机机理理，又又分分为为机机械械、化化学学、热热法法和和稳稳定定砂砂桥桥等等防防砂砂方方法法，详详见见表表1。各各种种防防砂砂方方法法均均有有着着不不同同的的优优缺缺点点及及其其特特有有的的应应用用条条件件。详见表详见表2。2023/5/1617一一、概述表表1 防砂方法分类防砂方法分类 2023/5/1618一一、概述防砂方法防砂方法优优点点缺缺点点适用条件适用条件

15、割缝衬管、预割缝衬管、预制砾石衬管和制砾石衬管和筛管筛管1费用低。费用低。2可可用用钢钢丝丝绳绳或或油油管管下下入入井井内内、作业简便。作业简便。3可用于多层完可用于多层完井。井。1不能防细砂。不能防细砂。2衬衬管管易易堵堵塞塞，影响产能。影响产能。3衬管、筛管受衬管、筛管受地层砂冲蚀，地层砂冲蚀，寿命短。寿命短。中中粗砂、出砂不粗砂、出砂不严重的地层。严重的地层。2023/5/1619一一、概述防砂方法防砂方法优优点点缺缺点点适用条件适用条件稳定砂桥稳定砂桥1最最经经济济的的防防砂砂方法。方法。2简单易行。简单易行。1降降低低流流速速及及控控制制井井底底压压降降影影响产能。响产能。2往往往往

16、由由于于产产能能低低不不能能用用此此防防砂方法。砂方法。1高高产产能能，出出砂砂不严重地层不严重地层2多层段、直、多层段、直、斜井。斜井。2023/5/1620一一、概述防砂防砂方法方法优优点点缺缺点点适用适用条件条件砾石砾石充填充填1防砂成功率高，达防砂成功率高，达8090%,方法可靠方法可靠,有效期长达有效期长达1015年。年。2作作业业相相对对简简单单,费费用用中中等等,尤尤其其是是浅浅井、直井的单层充填作业费用低。井、直井的单层充填作业费用低。3砾石货源广砾石货源广,砾石及携砂液无毒。砾石及携砂液无毒。4作作业业效效果果不不受受地地层层非非均均质质及及井井段段长长短短的的影影响响,一一

17、般般情情况况下下也也不不受受井井温温影响。影响。5裸裸眼眼砾砾石石充充填填完完井井产产能能高高,为为射射孔孔井产能的井产能的120130%。1井井内内有有留留物物，修修井井作作业业较复杂，修井费用大。较复杂，修井费用大。2不适合于细砂层防砂。不适合于细砂层防砂。3多多层层、斜斜井井以以及及异异常常高高压井防砂费用高。压井防砂费用高。4管管内内砾砾石石充充填填影影响响产产能能，未未预预充充填填的的管管内内砾砾石石充充填填井井的的产产能能为为射射孔孔井井的的1133%。1小小 中中砂砂粒粒地地层。层。2直直井井、斜斜井井长长短短井井段。段。2023/5/1621一一、概述防砂防砂方法方法优优点点缺

18、缺点点适用适用条件条件树脂树脂固砂固砂1工工艺艺简简单单,可可用用井井内内现现有有管管柱柱施施工工,可可节节省省钻钻井费用。井费用。2井井内内无无留留物物适适用用于于单单层层,多多层层及及小小井井眼眼防防砂砂,固固砂砂成成功功率率7075%。3适适用用于于包包括括细细砂砂在在内内的的不不同同砂砂粒粒直直径径的的地地层防砂。层防砂。1作作业业后后地地层层渗渗透透率率下下降降,影影响响产产能能,特特别是重复固砂作业别是重复固砂作业,地层渗透率下降大。地层渗透率下降大。2较昂贵较昂贵,特别是长井段固砂费用更大。特别是长井段固砂费用更大。3树树脂脂有有毒毒,易易燃燃,要要求求特特别别仔仔细细的的防防护

19、护措施。措施。4作作业业液液易易受受污污染染,同同时时注注入入多多种种流流体体要要求仔细控制注入速度及流体粘度。求仔细控制注入速度及流体粘度。5作作业业效效果果受受地地层层非非均均质质及及粘粘土土含含量量影影响响,当当地地层层内内活活性性粘粘土土含含量量4%时时作作业成功率低。业成功率低。6不不适适用用于于裸裸眼眼井井,已已出出砂砂井井及及井井筒筒有有机机械故障井防砂效果差。械故障井防砂效果差。1洁洁净净、均均匀匀、细细粗粗砂砂及及垂垂向向渗渗透性好的地层。透性好的地层。2新新井井、未未出出砂砂井及小井眼井。井及小井眼井。3防防砂砂井井段段小小于于3米。米。4多多层层完完井井上上层层防砂。防砂

20、。5高高储储层层压压力力井井。2023/5/1622一一、概述防砂防砂方法方法优优点点缺缺点点适用适用条件条件树脂树脂涂层涂层砾石砾石防砂防砂1工艺简单工艺简单,可用现有管柱施工可用现有管柱施工2树树脂脂用用量量为为化化学学固固砂砂的的2030%,费费用用较低较低,可用于可用于6米以内井段防砂米以内井段防砂,产能高产能高3砾砾石石可可充充填填井井壁壁洞洞穴穴,可可用用于于已已出出砂砂的的老井及含页岩、粉砂岩井段。老井及含页岩、粉砂岩井段。4井井内内无无留留物物,可可用用于于多多层层、小小井井眼眼井井防防砂。砂。5树树脂脂涂涂层层砾砾石石强强度度大大，渗渗透透率率高高，可可用于套管损坏井。用于套

21、管损坏井。1费用较高。费用较高。2树树脂脂有有毒毒、易易燃燃，要要求求采采取取特特别别和和仔仔细细的的防防护护措施。措施。3不不适适用用于于裸裸眼井。眼井。1细细粗粗砂砂地地层层短短井段防砂。井段防砂。2新新井井、老老井井、小小井井眼眼井井及及套管损坏井。套管损坏井。3多多层层完完井井上上层防砂。层防砂。2023/5/1623一一、概述防砂防砂方法方法优优点点缺缺点点适用条件适用条件热法热法固砂固砂1 1 费费用用相相对对较低。较低。2 2 能能承承受受高高温。温。3 3 有有热热增增产产作用。作用。1井井身身管管柱柱应应能能承承受受高高温。温。2短短期期火火烧烧防防砂砂使使地地下下原油储量损

22、失原油储量损失56%。3注注热热空空气气固固砂砂应应严严格格控控制制操操作作，防防止止原原油油自然。自然。1原原油油比比重重大大于于0.934的的储储层。层。2热采及热增产措施井。热采及热增产措施井。3含含油油饱饱和和度度大大于于40%，含含水水饱饱和和度度小小于于60%储储层。层。2023/5/1624一一、概述6 防砂工艺技术发展历程 八八十十年年代代初初、中中期期，世世界界各各国国油油井井防防砂砂主主要要以以机机械械方方法法为为主主，约约占占防防砂砂作作业业的的85%，随随着着科科技技进进步步，近近年年来来，化化学学防防砂有日益增长的势头。砂有日益增长的势头。2023/5/1625一一、

23、概述6 防砂工艺技术发展历程6.1 滤管防砂滤管防砂6.2 绕丝筛管砾石充填防砂绕丝筛管砾石充填防砂6.3 化学防砂化学防砂 2023/5/1626二 套管内筛管砾石充填防砂技术 套管内绕丝筛管砾石充填防砂技术是属套管内绕丝筛管砾石充填防砂技术是属于机械防砂方法的范畴，是目前世界上于机械防砂方法的范畴，是目前世界上公认最有效的防砂方法。公认最有效的防砂方法。2023/5/1627二 套管内筛管砾石充填防砂技术 它具有对油层伤害小，渗透面积大，油井采油它具有对油层伤害小，渗透面积大，油井采油指数高，适应性强，防砂效果好，有效期长等指数高，适应性强，防砂效果好，有效期长等优点，应用范围十分广泛：优

24、点，应用范围十分广泛：a 可用于稀油井，也可用于稠油注汽热采井。可用于稀油井，也可用于稠油注汽热采井。b 可用于直井，也可用于斜井及水平井。可用于直井，也可用于斜井及水平井。c 可用于单层一次充填，也可用于分层多次充填。可用于单层一次充填，也可用于分层多次充填。2023/5/1628二 套管内筛管砾石充填防砂技术 套套管管内内绕绕丝丝筛筛管管砾砾石石充充填填防防砂砂，由由于于技技术术成成熟熟，工工具具设设备备配配套套完完善善，现现场场应应用用井井次次多多，经经验验丰丰富富，因因此此成成功功率率也也较较高高，一一般般在在95%以以上上，有有效效期期可可以以长长达达十十年年，油油井井防防砂砂后后，

25、出出砂砂率率一一般般低低于于0.03%。2023/5/1629二 套管内筛管砾石充填防砂技术1 防砂原理2023/5/1630二 套管内筛管砾石充填防砂技术2 施工准备2.1 高密度大孔径射孔技术高密度大孔径射孔技术 为了增大井筒周围的泄流面积为了增大井筒周围的泄流面积,降低近井地带生产压降降低近井地带生产压降，国内外普遍采用高密度大孔径射孔技术，如果采用，国内外普遍采用高密度大孔径射孔技术，如果采用传统的射孔参数，砾石充填防砂后采油指数将明显下传统的射孔参数，砾石充填防砂后采油指数将明显下降。国外有关报导下降降。国外有关报导下降6789%，因此，采用高密度，因此，采用高密度大孔径射孔技术是必

26、要的。大孔径射孔技术是必要的。2023/5/1631二 套管内筛管砾石充填防砂技术 2 施工准备 2.2 地层预处理技术地层预处理技术 该项技术主要是解决近井地带的地层堵塞，提高地层该项技术主要是解决近井地带的地层堵塞，提高地层渗透率。因为有些井的油层在防砂前可能被严重伤害渗透率。因为有些井的油层在防砂前可能被严重伤害，需要进行酸化解堵。有的老井死油等赃物造成炮眼，需要进行酸化解堵。有的老井死油等赃物造成炮眼及井筒附近严重堵塞。及井筒附近严重堵塞。2023/5/1632二 套管内筛管砾石充填防砂技术 2 施工准备 2.3 炮眼冲洗技术炮眼冲洗技术 炮眼冲洗技术主要是应用炮眼冲炮眼冲洗技术主要是

27、应用炮眼冲洗工具（见图洗工具（见图2）对炮眼赃物进）对炮眼赃物进行清洗，同时冲出井筒附近的松行清洗，同时冲出井筒附近的松散地层砂，为充填砾石提供清洁散地层砂，为充填砾石提供清洁的通道与场所。的通道与场所。1上接头上接头2皮碗皮碗3上调节环上调节环4分水接头分水接头5中心管中心管6下接头下接头7钢球钢球8丝堵丝堵图图2炮眼冲洗工具炮眼冲洗工具2023/5/1633二 套管内筛管砾石充填防砂技术2 施工准备2.4 刮管热洗技术刮管热洗技术1 主体焊接件 2 固定销钉 3 防松销钉 4 刮刀片 5 压块 6 弹簧 图3 刮管器2023/5/1634二 套管内筛管砾石充填防砂技术 2 施工准备 2.5

28、 入井流体过滤技术入井流体过滤技术 筛筛管管砾砾石石充充填填防防砂砂井井，在在作作业业施施工工中中有有多多种种流流体体进进入入井井内内。但但不不论论何何种种工工作作液液，除除了了要要求求与与地地层层流流体体相相配配伍伍以以外外，还还必必须须要要求求十十分分清清洁洁，以以防防止止固固相相颗颗粒粒堵堵塞塞油油层层、炮炮眼眼和和充充填填体体。经经有有关关计计算算表表明明：30m3 未未经经过过滤滤的的液液体体中中至至少少含含有有15升升固固相相颗颗粒粒，它它们们足足以以堵堵死死孔孔径径12mm，深深330mm的的炮炮眼眼390个个，颗颗粒粒一一旦旦侵侵入入油油层层，渗渗透透率率会会下下降降7080%

29、，所所以以，工工作作液液的过滤是非常重要的。的过滤是非常重要的。2023/5/1635二 套管内筛管砾石充填防砂技术 2 施工准备 2.6 资料录取资料录取a 地层砂样分析地层砂样分析在在出出砂砂井井段段取取出出有有代代表表性性的的砂砂样样，然然后后进进行行砂砂样样分分析析，确定地层砂粒度中值、泥质含量和润湿性。，确定地层砂粒度中值、泥质含量和润湿性。b 原油物性资料原油物性资料主要确定原油粘度和油气比。主要确定原油粘度和油气比。c 井深结构井深结构油油层层套套管管尺尺寸寸；井井斜斜；油油补补距距；防防砂砂井井段段；人人工工井井底底；孔密；固井质量等。；孔密；固井质量等。2023/5/1636

30、二 套管内筛管砾石充填防砂技术2 施工准备2.6 资料录取资料录取d 生产简史生产简史 投产日期；防砂前日产油量、水量及累计产油量；防砂前含砂量、投产日期；防砂前日产油量、水量及累计产油量；防砂前含砂量、出砂量及砂面；出砂量及砂面；防防砂砂前前工工作作制制度度；防防砂砂前前检检泵泵周周期期；防防砂砂前前注注汽汽量量、注注汽汽干干度度、注注汽汽压力；目前生产状况。压力；目前生产状况。e e 地层压力及温度地层压力及温度该井是否进行过压裂、酸化、降粘、调剖堵水等作业该井是否进行过压裂、酸化、降粘、调剖堵水等作业。f f 作业简史作业简史该井是否进行过压裂、酸化、降粘、调剖堵水等作业该井是否进行过压

31、裂、酸化、降粘、调剖堵水等作业。2023/5/1637二 套管内筛管砾石充填防砂技术2 施工准备2.7 施工设计施工设计确定工具及筛管的类型确定工具及筛管的类型确定砾石的种类、大小及用量确定砾石的种类、大小及用量确确定定压压井井液液、处处理理剂剂、携携砂砂液液及及冲冲洗洗液液的的种种类类及及用用量量，编编写写正正式式施施工设计书。工设计书。筛筛管管长长度度确确定定；前前置置液液用用量量确确定定；砂砂比比及及排排量量大大小小确确定定；确确定定冲冲洗洗压压力力冲冲洗洗排排量量、填填砂砂压压力力、填填砂砂排排量量、挤挤注注压压力力、挤挤注注排排量量、挤挤注用量及丢手压力的控制范围。注用量及丢手压力的

32、控制范围。确定填砂车组的类型及摆放。确定填砂车组的类型及摆放。确定填砂车的试车及管线的试压范围及压力表的选择确定填砂车的试车及管线的试压范围及压力表的选择2023/5/1638二 套管内筛管砾石充填防砂技术 2 施工准备 2.8 施工前的准备工作施工前的准备工作a 施施工工设设计计方方案案应应提提前前两两天天以以上上送送交交各各有有关关施施工工单单位位，并并做做技技术术交交底底，以以便便做做好好与与之之配配合合的的准准备备工工作作，避避免免出现差错，影响施工正常进行。出现差错，影响施工正常进行。b 井井场场正正常常作作业业所所需需要要的的各各种种车车辆辆、工工具具应应当当准准备备齐齐全全，并且

33、保证灵活好用。，并且保证灵活好用。c 所配备的压力表、指重表必须灵活、准确。所配备的压力表、指重表必须灵活、准确。d 各种型号的短节及接头应当配备齐全。各种型号的短节及接头应当配备齐全。2023/5/1639二 套管内筛管砾石充填防砂技术 2 施工准备 2.8 施工前的准备工作施工前的准备工作e 下下入入井井内内的的所所有有管管柱柱、工工具具、筛筛管管及及其其它它配配件件一一定定要要丈量准确，并记录其型号、名称。丈量准确，并记录其型号、名称。f 所所有有下下井井管管柱柱及及工工具具、下下井井前前必必须须认认真真检检查查，如如有有损损坏现象，不得下入井内。坏现象，不得下入井内。g 下井管柱及工具

34、必须清洁，避免污染地层。下井管柱及工具必须清洁，避免污染地层。h 入井流体必须按要求配制。入井流体必须按要求配制。i 装装液液体体的的车车辆辆或或其其它它设设备备，在在装装之之前前必必须须彻彻底底清清理理干干净，以防污染液体。净，以防污染液体。2023/5/1640二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序3.1 用用设设计计的的压压井井液液压压井井，探探砂砂面面（若若是是老老井井必必须须用用8090的洗井液洗净井内稠油再压井探砂面）的洗井液洗净井内稠油再压井探砂面）3.2 用压井液冲砂至油层底界以下用压井液冲砂至油层底界以下810m。3.3 下下刮刮管管器器，刮刮掉掉井井筒筒内内稠稠油油、水

35、水泥泥碎碎块块及及其其它它污污物物。在下放过程中遇阻不得大于在下放过程中遇阻不得大于30KN 严防卡死。严防卡死。3.4 下下炮炮眼眼冲冲洗洗工工具具、彻彻底底冲冲净净炮炮眼眼、地地层层内内各各种种堵堵塞塞物物及近井地带松散地层砂。及近井地带松散地层砂。2023/5/1641二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序3.5 用化学试剂对地层进行预处理用化学试剂对地层进行预处理主主要要目目的的是是解解除除近近井井地地带带堵堵塞塞，提提高高地地层层渗渗透透率率，如如果果是粘土含量高是粘土含量高的地层，还要进行防膨处理。的地层，还要进行防膨处理。3.6 配配管管柱柱：按按设设计计要要求求把把井井下下

36、工工具具、信信号号筛筛管管、盲盲管管、生产筛管等部件连生产筛管等部件连接完整。填砂前地面摆好施工车辆，车试好压见图接完整。填砂前地面摆好施工车辆，车试好压见图4。2023/5/1642二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序1 填砂车 2 携砂液罐车 3 清水罐车4 反洗车 5、6、7清水罐 图图4车组摆放示意图车组摆放示意图2023/5/1643二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序3.7 管柱下入管柱下入 3.8 反洗井见图反洗井见图5 3.9 充填砾石见图充填砾石见图53.10 反洗井见图反洗井见图63.11 3.11 丢手座封：按设计要求完成丢手，并上提管柱。见图丢手座封：按设计

37、要求完成丢手，并上提管柱。见图7 7。3.12 3.12 起起出出施施工工管管柱柱：以以5m/min5m/min速速度度平平稳稳起起出出施施工工管管柱柱，需需要时再下生产封隔器。要时再下生产封隔器。2023/5/1644二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序3.8 反洗井见图反洗井见图5图图5填砂管柱示意图填砂管柱示意图2023/5/1645二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序3.9 充填砾石见图充填砾石见图5图图5填砂管柱示意图填砂管柱示意图2023/5/1646二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序3.10 反洗井见图反洗井见图6图图6反洗管柱示意图反洗管柱示意图2023/5

38、/1647二 套管内筛管砾石充填防砂技术3 施工程序图图7完井管柱示意图完井管柱示意图3.11 3.11 丢手座封：按设计要求完丢手座封：按设计要求完成丢手，并上提管柱。见成丢手，并上提管柱。见图图7 7。2023/5/1648二 套管内筛管砾石充填防砂技术4 施工安全及环境保护砾砾石石充充填填防防砂砂井井施施工工周周期期长长，工工作作量量大大，入入井井流流体体多多，化化学学药药品品多多，各各种种车车辆辆多多，同同时时又又是是高高压压作作业业。所所以施工人员必须注意以下几点：以施工人员必须注意以下几点：（1）填砂施工时，工作人员应远离高压管线。）填砂施工时，工作人员应远离高压管线。（2）所有管

39、线在试压范围内不得有刺漏现象。）所有管线在试压范围内不得有刺漏现象。（3）井井场场上上所所有有液液体体不不得得随随意意排排放放。其其它它固固体体化化学学药药品品应放在指定位置。应放在指定位置。2023/5/1649二 套管内筛管砾石充填防砂技术4 施工安全及环境保护 （4）作业工作人员必须听从统一指挥。）作业工作人员必须听从统一指挥。（5）井场严禁烟火，关闭手机。）井场严禁烟火，关闭手机。（6）施工井场应配备消防器材。）施工井场应配备消防器材。（7）施工人员必须穿工作服、戴安全帽。）施工人员必须穿工作服、戴安全帽。（8）施工场地要洁净。）施工场地要洁净。2023/5/1650二 套管内筛管砾石

40、充填防砂技术5 油井防砂后生产管理及注意事项5.1 生产初期压差不能过大，以后可逐渐增大。生产初期压差不能过大，以后可逐渐增大。5.2 生产作业不能损坏上部封隔器。生产作业不能损坏上部封隔器。5.3 对对于于砾砾石石是是石石英英砂砂的的防防砂砂井井，注注入入流流体体的的PH值值要要控控制制在在78范围内。过高的范围内。过高的PH值容易使石英砂溶蚀。值容易使石英砂溶蚀。5.4 筛筛管管在在搬搬运运及及下下井井过过程程中中避避免免碰碰坏坏。为为了了避避免免筛筛管管被被井井口口刮刮坏坏，大大钩钩必必须须对对正正井井口口，作作业业人人员员要要扶扶正正筛筛管管慢慢下入。慢慢下入。2023/5/1651二

41、 套管内筛管砾石充填防砂技术5 油井防砂后生产管理及注意事项5.5 丝扣油要涂在公扣上，油管扣要上紧避免脱扣及泄漏。丝扣油要涂在公扣上，油管扣要上紧避免脱扣及泄漏。5.6 地面管线试压地面管线试压25MPa不刺不漏。不刺不漏。5.7 试车试车为为了了保保证证填填砂砂的的顺顺利利进进行行，避避免免大大的的事事故故发发生生，在在填填砂砂前进行试车，在运转正常情况下，方可进行砾石充填。前进行试车，在运转正常情况下，方可进行砾石充填。5.8 反洗要及时，否则容易造成砂卡事故。反洗要及时，否则容易造成砂卡事故。2023/5/1652二 套管内筛管砾石充填防砂技术5 油井防砂后生产管理及注意事项5.9 施

42、工质量标准施工质量标准5.9.1 压井必须要做到压而不死，溢而不喷。压井必须要做到压而不死，溢而不喷。5.9.2 探砂面必须硬探（连续三次）记录清楚。探砂面必须硬探（连续三次）记录清楚。5.9.3 冲砂必须冲到油层底界以下冲砂必须冲到油层底界以下810m。5.9.4 刮刮管管器器下下井井之之前前必必须须检检查查各各刀刀片片是是否否压压死死，通通孔孔是是否否畅畅通通，管管扣扣是否上紧，否则不能下井。注意刮管器不能接反。是否上紧，否则不能下井。注意刮管器不能接反。5.9.5 炮炮眼眼冲冲洗洗工工具具下下到到油油层层底底界界以以下下510m，试试压压8MPa，测测试试皮皮碗是否完好，否则提出换掉重下

43、。碗是否完好，否则提出换掉重下。5.9.6 井场油管及其它设备要摆放整齐，不得随意乱放。井场油管及其它设备要摆放整齐，不得随意乱放。5.9.7入井流体必须符合有关标准，否则不能入井入井流体必须符合有关标准，否则不能入井。2023/5/1653二 套管内筛管砾石充填防砂技术 6 如何提高成功率6.1对携砂液的功能及性能要求对携砂液的功能及性能要求6.1.1携砂液的功能携砂液的功能携携砂砂液液是是携携带带砾砾石石从从地地面面送送到到防防砂砂井井段段的的工工作作液液体体。它它在在砾砾石石充充填填作作业业中中起起着着非非常常重重要要的的作作用用。性性能能优优良良的的携携砂砂液液，不不仅仅能能提提高高砾

44、砾石石充充填填率率，同同时时能能减减少少对对地地层层的的污污染染，从从而而提提高高砾砾石石充充填填防防砂砂井井的的有有效效率率。因因此此，携携砂砂液液也也是是砾砾石石充充填填工工艺艺技技术术研研究究重重点点之之一一。国国内内外外采采用用和和研研制制了了很很多多种种类类携携砂砂液液，其其中中主主要要有有以以下下几几种种类类型型：按按携携砂砂液液的的基基液液性性质质，可可分分为为水水基基携携砂砂液液、油油基基携携砂砂液液和和泡泡沫沫携携砂砂液液；按按携携砂砂液液的的粘粘度度，可可分分为为未未稠稠化化携携砂砂液液和和稠稠化化携携砂砂液液。为保证砾石充填防砂井的有效率，对携砂液有着较高的要求。为保证砾

45、石充填防砂井的有效率，对携砂液有着较高的要求。2023/5/1654二 套管内筛管砾石充填防砂技术 6 如何提高成功率6.1对携砂液的功能及性能要求对携砂液的功能及性能要求 6.1.2 携砂液的性能要求携砂液的性能要求（a）高的携砂液能力）高的携砂液能力（b）低的污染程度）低的污染程度（c）容易破胶容易破胶 2023/5/1655二 套管内筛管砾石充填防砂技术 6 如何提高成功率6.2砾石的选用原则及依据砾石的选用原则及依据6.2.1砾石粒径的选择砾石粒径的选择 很很长长时时间间以以来来，人人们们一一直直选选用用尽尽可可能能大大的的砾砾石石，以以获获得得高高渗渗透透率率。可可是是，如如果果砾砾

46、石石不不能能阻阻止止油油层层砂砂流流动动，砂砂子子运运动动到到砾砾石石内内，填填满满其其孔孔隙隙，其其结结果果就就会会降降低低砾砾石石渗渗透透率率，砾砾石石和和油油层层砂砂混混合合物物的的渗渗透透率率完完全全可可能能比比油油层层砂砂体体本本身身渗渗透透率率还还低低。因因此此，所所选选砾砾石石的的直直径径必必须须充充分分的的考考虑虑到到出出砂砂层层位位的的粒粒度度中中值值，以以求求达达到到既既能能防防止止出出砂砂，又又能能有有较较高高的的渗渗透透率率。资资料料表表明明，当当砾砾石石与与地地层层砂砂粒粒度度中中值值比比大大于于14时时，地地层层砂砂可可不不受受限限制制地地穿穿过过充充填填层层流流动

47、动如如图图8。由由于于充充填填层层渗渗透透率率高高，地地层层砂砂在在充充填填层层内内不不能能形形成成砂砂桥桥，因因此此大大量量出出砂砂会使筛管受到严重冲蚀。会使筛管受到严重冲蚀。2023/5/1656二 套管内筛管砾石充填防砂技术6 如何提高成功率6.2砾石的选用原则及依据砾石的选用原则及依据6.2.1砾石粒径的选择砾石粒径的选择图图8直径比值填直径比值填2023/5/1657二 套管内筛管砾石充填防砂技术6 如何提高成功率6.2砾石的选用原则及依据砾石的选用原则及依据6.2.1砾石粒径的选择砾石粒径的选择当当中中值值比比为为614时时，由由于于地地层层砂砂侵侵入入充充层层使使渗渗透透率率下下

48、降降。当当中中值值比比为为56时时，可可绝绝对对阻阻挡挡地地层层砂砂进进入入充充填填层层，为为理理想想的的充充填填砾砾石石尺尺寸寸。当当中中值值比比小小于于5时时，则则砾砾石石层层的的绝绝对对渗渗透透率率太太低低。目目前前我我国国在在砾砾石石充充填填防防砂砂中中都都遵遵照照这这个个原原则则来来选选择择砾砾石石尺尺寸寸；根根据据上上述述资资料料介介绍绍，我我们们的的实实践践，目目前前所所选选用用砾砾石石大大小小是是按按以以下下标标准准选选取：取：2023/5/1658二 套管内筛管砾石充填防砂技术6 如何提高成功率6.2砾石的选用原则及依据砾石的选用原则及依据6.2.1砾石粒径的选择砾石粒径的选

49、择对对均均匀匀度度c=D40/D903时时，其其砾砾石石的的最最大大直直径径=6D50，砾石的最小直径，砾石的最小直径=4D50。对对均均匀匀度度c=D40/D903时时，其其砾砾石石的的最最大大直直径径=10D50，砾石的最小直径，砾石的最小直径=5D40。式式中中：D90表示地层砂累计百分曲线上百分之九十点的地层砂直径。表示地层砂累计百分曲线上百分之九十点的地层砂直径。D40表示地层砂累计百分曲线上的百分之四十点的地层砂直径。表示地层砂累计百分曲线上的百分之四十点的地层砂直径。2023/5/1659二 套管内筛管砾石充填防砂技术6 如何提高成功率6.2砾石的选用原则及依据砾石的选用原则及依

50、据6.2.1砾石粒径的选择砾石粒径的选择D50表示地层砂累计百分曲线上的百分之五十点的地层砂直径。表示地层砂累计百分曲线上的百分之五十点的地层砂直径。而而国国外外和和国国内内目目前前所所采采用用砾砾石石的的大大小小，均均采采用用地地层层砂砂粒粒度度中中值值的的56倍，即倍，即D=5D506D50式中：式中：D砾石直径砾石直径2023/5/1660二 套管内筛管砾石充填防砂技术 6 如何提高成功率6.2砾石的选用原则及依据砾石的选用原则及依据 6.2.2 砾石的圆度和球度要求 砾砾石石圆圆度度和和球球度度标标准准如如图图9和和图图10，在在砾砾石石充充填填作作业业中中，要要求求砾砾石石的的圆圆度