水平井分段防砂采油工艺技术

陈晓斌 曹 鹏 李文森

水平井分段防砂采油工艺技术

陈晓斌 曹 鹏 李文森

本文主要针对水平井分段开采的现状，详细介绍了水平井分段防砂开采工艺管柱的管柱结构、工作原理和工艺特点。从现场实施来看：水平井分段防砂开采工艺管柱已得到比较广泛的应用，至今已在胜利、江苏、大港等油田应用12井次，累计增油50000多t，取得了不错的效果。

前言

水平井技术是国内新兴的采油工艺技术，它可以增大泄油面积，减小渗流阻力，大幅度提高单井产量。目前，水平井在国内油田得到了比较广泛的应用，至今国内油田已有水平井5000余口，对油田的高产稳产起到了很大作用。在水平井开采过程中，往往遇到由于地质储层分布的非均质性而引起水平段间渗透率、孔隙度等油层物性发生较大变化；或者水平井为双台阶式分布的两层结构使水平井呈现开采的不协调；或者由于油井生产一段时间后，受底水或边底水的影响，油井含水上升，常规技术无法有效控水，影响了水平井的开发效果；或者对于一个较长的水平井段，为了使它能够更经济地开采，均需要对水平井段进行分段开采，来保证水平井开采的效率。

水平井分段防砂开采工艺管柱

管柱结构

水平井分段防砂开采工艺管柱主要由顶部封隔器、滤砂系统、中间封隔器、套管、控制开关和导向丝堵等部分组成（见图1）。

图1 水平井分段防砂开采工艺管柱结构图

⑴分段封隔器：该分段封隔器由顶部封隔器和中间封隔器两部分组成。顶部封隔器主要实现工艺管柱的悬挂和密封作用；中间封隔器实现段间的封隔密封作用。

⑵双层结构滤砂管：双层结构滤砂管由内、外两层组成。外层可分成不锈钢金属毡、绕丝和带孔基管三部分，金属毡由不同尺寸、不同比例的金属丝按一定要求加工而成，通过绕丝把它缠绕在带孔基管上，金属毡外部再套上钢管，其作用防止地层砂的逸出；内层是一外径73mm的油管，位于中心位置，与隔壁环及外层形成采油内腔。金属毡的挡砂精度可以根据地层砂的粒度中值和防砂的要求来设计配置，以适应各种出砂地层，表1、表2分别为不锈钢金属毡滤砂管的技术参数和性能指标。

⑶井下控制开关：井下控制开关主要由控制开关主体、密封体、流道和上接头四部分组成（见图2）。由上接头和双层滤砂管内管对接，密封体和滤砂管外管内壁密封接合。流体从滤砂管内腔经控制开关流道进入控制开关主体。控制开关主体内部设置有电磁灵敏元件，控制开关的闭合。电磁灵敏元件可以从地面发射信号遥控操纵。该控制开关工作温度120℃，工作压力40MPa，地下液流环境下可使用1000余次，连续工作时间2年。

表1 不锈钢金属毡滤砂管技术参数表

表2 不锈钢金属毡滤砂管性能指标

表3 水平井分段防砂开采实施情况

图2 井下控制开关结构示意图1-控制开关主体；2-密封体；3-流道；4-上接头

工作原理

把分段管柱下到设计位置，从油管内打压使两级或多级封隔器座封，待多级封隔器座封完毕，再继续憋压直至顶部封隔器丢手，从而实现油井防砂完井程序。开采过程中，可以通过地面控制器把下段控制开关打开，下段储层流体经滤砂管充分过滤后流入滤砂管夹壁腔，并由此通道进入控制开关实现下段油层试油。待下段试油结束，关掉下段控制开关，再打开上段控制开关，储层流体经滤砂管充分过滤后流入滤砂管夹壁腔，并由此通道进入控制开关实现上段油层试油，待上段试油结束后，亦关掉上段油层，依此方式实现多段油层的试油。分析试油结果，决定开采方案，开采哪段打开哪段开关，从而实现水平井的智能化开采。

技术参数

适用套管：156～166mm；

封隔器刚体最大外径：150mm；

打捞头内径：62mm；

座封压力：12～15MPa；

丢手压力：18～20MPa。

应用效果分析

水平井实施分段开采在油田已得到了大部分采油厂的认同，并在现场得到了初步的应用，取得了较好的经济效益和社会效益。例如L2-P8井在2010年3月完钻，因钻开下部高压水层，需进行卡水作业。3次挤灰封堵，均验封不合格。在2014年3月28日下入水平井分段工艺管柱，一次作业成功。丢手压力22MPa，全井验封20MPa，稳压10min，压力不降。完井后生产日产油12t，含水73%，效果明显。X151-P1井施工前日产液179m3，日产油5.4t含水高达97%，采用封上采下的工艺措施后，日产液121m3，日产油82t，收到了良好的增油降水效果。表3是部分水平井实施分段防砂开采情况。

DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2016.06.002