水平井防倒流礫石充填工具的改進與應用

關 月 袁照永

（中國石油大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

水平井防倒流礫石充填工具的改進與應用

關 月 袁照永

（中國石油大港油田公司石油工程研究院，天津 300280）

引用格式：關月，袁照永.水平井防倒流礫石充填工具的改進與應用［J］.石油鉆采工藝，2015，37（6）：117-118.

礫石充填對于粉細砂巖和高泥質含量的油藏有防砂范圍廣、防砂周期長、不易堵塞等特點，應用較為廣泛。但是，在礫石充填完井作業中經常會出現充填口關閉不到位、充填砂回吐等問題。因此設計了具有三層密封功能的防倒流礫石充填裝置。現場應用表明，改進后的工具施工成功率100%，延長油井檢修周期，減少單井資金投入，提高經濟效益。

水平井；防倒流；礫石充填；工具

隨著水平井防砂技術的不斷發展，水平井礫石充填工藝的應用越來越廣泛［1-3］。在水平井礫石充填完井作業中，常規充填工具只有一個關閉腔，充填完畢后向上提出充填服務器，彈簧上行復位，關閉充填裝置循環口。由于充填裝置循環口與地層砂及充填砂直接接觸，經常導致充填防砂作業后充填口關閉不到位，出現砂子回吐現象，導致充填服務管柱上提不成功，影響施工進度和完井質量［4-6］。介紹了一種防倒流礫石充填裝置的改進方法。

1　水平井防倒流礫石充填裝置

1.1工具結構

水平井防倒流礫石充填裝置主要包括充填總成和充填服務器兩部分，其結構如圖1、2所示。

1.2工作原理

完井階段將充填總成隨篩管下入，后期將充填服務器隨充填管柱下入。將充填服務器插入充填總成中，上開關彈簧、下開關彈簧、復位彈簧均處于壓縮狀態，充填循環通道打開，開始礫石充填。礫石充填過程中，攜帶礫石的攜砂液從充填口進入到防砂篩管與地層間的環空中，攜砂液經過篩管縫隙由篩管和充填管柱環空返回井口，而礫石則充填到篩管與地層之間。充填完畢后，上提出充填服務器，復位彈簧推動開關滑套上行復位，關閉內筒循環口，同時關閉總成在扭簧作用下推動關閉壓蓋上行，形成3個密封腔，即3層密封。

1.3性能參數

水平井防倒流礫石充填裝置技術參數：充填總成長度1 500 mm；充填總成最大外徑?160 mm；連接螺紋?139.7 mm LTC；耐壓35 MPa；充填服務器長度1 200 mm；充填服務器外徑?89 mm。

1.4技術特點

水平井防倒流礫石充填裝置技術特點：操作方便，具有3層關閉裝置，能夠有效防止充填口密封不嚴造成充填砂返吐到篩管中；施工成功率高，延長油井的檢修周期，減少單井資金投入。

圖1　充填總成

圖2　充填服務器

2　現場應用

改進后的防倒流礫石充填裝置在西40-8-4H、西40-6-12L、劉1-8H、莊11-11-2H、劉5-8H井5口井進行了應用，施工成功率100%，充填砂未出現返吐現象。以西40-8-4H井為例進行說明。

2.1管柱結構

完井管柱（自下而上）：外充填服務工具+精密濾砂管串+短套管1根+盲板+套管1根+裸眼封隔器2套+短套管1根+分級箍+套管串至井口。

充填管柱組合（自下而上）：內充填服務工具+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施工過程

（1）完井階段下入完井管柱組合，固井。

（2）鉆塞，鉆除分級箍和盲板。

（3）下入充填管柱組合，當管柱下至遇阻后，上提管柱2 m，再次下放，確定是否達到井底（加壓不超過40 kN），同時檢查井口剩余油管，校驗下入深度與設計是否相符，如果相符，則表示到位。

（4）正循環進行礫石充填施工，施工排量2.03～2.21 m3/min，當加砂量達到50 m3時，充填結束；上提管柱2 m，關閉充填循環口，進行反洗井至井口無砂。

（5）回探無砂后起出管柱，下入生產管柱投產。

2.3施工效果

本次施工累計加液338 m3，加砂52.6 m3，滿足設計要求；投產初期日產液為24.37 m3，日產油為21.54 t，含水11.6%；年累計產液為4 315 m3，累計產油為3 276 t，平均日產液為19.44 m3，平均日產油為14.76 t，含水24.1%。比同區塊未充填的水平井產液、產油能力有了大幅度提高，并且生產至今未出砂，防砂周期大大延長，取得了較好的開發效果。

3　結論

（1）改進后的防倒流礫石充填裝置結構簡單、操作方便、安全可靠，解決了充填口密封不嚴造成的充填砂返吐到篩管中的問題。

（2）應用結果表明，防倒流礫石充填裝置施工成功率高，能消除施工隱患，減少單井資金投入，延長油井檢修周期，具有很好的經濟效益和社會效益。

［1］朱駿蒙.水平井裸眼礫石充填防砂完井工藝在勝利海上油田的應用［J］.石油鉆采工藝，2010，32（2）：106-108.

［2］楊喜柱，劉樹新，薛秀敏，等.水平井裸眼礫石充填防砂工藝研究與應用［J］.石油鉆采工藝，2009，31（3）：76-78.

［3］杜丙國.水平井裸眼分段擠壓充填防砂完井工藝［J］.石油鉆采工藝，2015，37（2）：47-50.

［4］劉永順.水平井裸眼礫石充填管柱改進與應用［J］.石油礦場機械，2015，44（2）：60-63.

［5］楊延征，聶上振，曲慶利，等.水平井裸眼擠壓充填技術在港西油田中的應用［J］.中國石油和化工標準與質量，2014，（2）：133，153.

［6］傅文偉，張吉江，王明沖. 新型裸眼礫石充填工具在海上邊際油田的應用［J］.石油礦場機械，2010，39（5）：46-49.

（修改稿收到日期 2015-10-28）

〔編輯 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

關月，1984年生。2009年畢業于大慶石油學院，現主要從事特殊工藝井完井技術方面的研究。電話：15922043144。E-mail：guanyue01@163.com。