挤压砾石充填防砂工艺
砾石充填防砂工艺参数优化设计
砾石充填防砂工艺参数优化设计砾石充填防砂工艺是一种常用的防止水土流失和保护土壤的措施。
通过充填砾石，可以提高土壤的稳定性，减少河流或河岸的冲刷和侵蚀，保护生态环境和人类安全。
为了进一步提高砾石充填防砂的效果，需要对工艺参数进行优化设计。
首先，要确定砾石的大小和种类。
砾石可以分为不同的等级和规格，一般有5-10cm、10-20cm、20-40cm等规格可供选择。
选择砾石的大小和种类应根据具体工程的需要和水文地质条件来确定。
一般来说，对于大型水利工程，可以选择大小规格较大的砾石，以增加充填层的坚固性和稳定性。
其次，要确定充填砾石的厚度和密度。
充填砾石的厚度决定了其对土壤的保护效果，过薄的砾石层容易被水流冲刷，过厚的砾石层则会增加工程的成本和施工难度。
一般来说，砾石充填层的厚度应在20-40cm之间。
充填砾石的密度决定了其对土壤的压实效果和稳定性，过松的砾石层易被水流冲刷，过紧的砾石层则可能导致土壤的排水性不佳。
因此，在充填砾石时，应根据土壤的类型和水文地质条件来确定合适的压实措施，例如辊压、振动等。
另外，要确定砾石充填层的倾斜度和边坡设计。
倾斜度是指充填砾石层的坡度，通常取45°-60°之间。
较大的坡度可以增加充填层的稳定性和抗冲刷能力，但也会增加工程的成本和土地的占用。
边坡设计是指充填层的边缘线形，一般可以选择直线形、斜线形、曲线形等。
边坡设计应根据充填层的厚度、坡度和土壤的稳定性来确定，以确保工程的安全性和稳定性。
最后，要进行充填砾石的施工技术和质量控制。
充填砾石的施工技术包括挖掘、运输、充填、压实等环节。
在施工过程中，要选择合理的施工设备和方法，并进行密实度测定和质量检测，以确保充填砾石的均匀性、稳定性和工程质量。
总之，砾石充填防砂工艺参数的优化设计是一项复杂而关键的工作。
只有合理选择砾石的大小和种类，确定充填层的厚度和密度，以及进行倾斜度和边坡设计，同时结合施工技术和质量控制，才能提高砾石充填防砂的效果，减少水土流失，保护土壤和生态环境。
简述高压充填防砂
防砂工具： 封隔器+
充
3.正转油管 倒扣丢手， 3.正转油管 倒扣丢手， 提出中心管， 提出中心管，油套转换通 道自动关闭。 道自动关闭。 4.接好反洗管线， 4.接好反洗管线，大排量 接好反洗管线 洗井，洗出油管内的砂子。 洗井，洗出油管内的砂子。 起出管柱后探冲一次即可 下泵投产。 下泵投产。
支撑剂） 砂（支撑剂）。 施 工 液 流 走 向 示 意 图
防砂工具： 封隔器+
充 填 砂
最后， 最后，利用端部脱砂 技术将充填砂填满套管 与防砂管柱之间的环空 空间。 空间。
体 分 布 示 意 图
这样就在地层和环 空形成了一个既有良 空形成了一个既有良 好渗透性又连续 又连续、 好渗透性又连续、致 密的稳定挡砂屏障。 密的稳定挡砂屏障。 稳定挡砂屏障 如右图，形成由地层 如右图， 砂体、 砂体、环空砂体和防 砂管组成的一个层层 过滤体系， 过滤体系，延长防砂 周期。 周期。
简述高压砾石充填防砂
常规井Байду номын сангаас石充填防砂技术 基本原理
高压砾石充填防砂， 高压砾石充填防砂，先在 井内下入防砂工具、 井内下入防砂工具、防砂管等 组成防砂管柱， 组成防砂管柱，投球打压座封 并开启充填通道，然后用防砂 并开启充填通道， 车组利用携砂液将充填砂从油 管挤入， 管挤入，经过防砂工具的油套 转换装置， 转换装置，从射孔孔眼挤入油 层，把油层压开，并填入充填 把油层压开，
防 砂 管
环 空 充 填 砂 体
地 层 充 填 砂 体
常规充填防砂施工工艺流程： 常规充填防砂施工工艺流程：
1.前期通井、刮管洗井准备完毕， 1.前期通井、刮管洗井准备完毕， 前期通井 下防砂管柱， 下防砂管柱，打压座封并开启充填 通道。 通道。 2.防砂施工： 2.防砂施工：携砂液携带充填砂从 防砂施工 油管、油套环空、最后挤入油层， 油管、油套环空、最后挤入油层， 随着加砂量的不断增加， 随着加砂量的不断增加，地层被充 填结实。随后环空被充填， 填结实。随后环空被充填，当充填 砂埋住信号筛管后， 砂埋住信号筛管后，地面反应压力 上升，当达到预定充填压力后， 上升，当达到预定充填压力后，停 止充填， 止充填，完成高压砾石充填防砂施 工。
防砂工艺介绍
• ㈢循环充填防砂工作原理
• 割缝管循环充填防砂工艺的原理是用油 管带着割缝管和充填封隔器下入井内， 割缝管对准生产层，投球蹩压打开座封 循环充填工具，地面用泵车将砾石与携 砂液搅拌均，通过油管打入井内，砂子 充填于割缝管与套管的环形空间，地层 砂子被砾石与割逢管两道屏障阻挡，不 能注流入井筒，从而起到防砂的目的。
对接工具 铁扶正器 φ73mm油管 塑料扶正器
φ73mm割缝管
塑料扶正器 盲管 丝堵砂面
• ㈢防砂原理
• 割缝管砾石充填防砂的原理，是用油管 将割缝管送到井下对准生产目的层，由 油管正蹩压油管与割缝管从丢手处分开， 在地面用高压防砂车组将砾石用携砂液 带入井筒并挤入地层并充填割缝管与套 管的环形空间，在地层与井筒形成两道 挡屏障，有效地防止地层砂子流入井筒， 并有改变地层渗流状况，所以此防砂工 艺有防砂增产的效果。
• ㈣主要技术参数（光盘） • ㈤防砂质量要求（同压防） • ㈥防砂监督要点（同压防）
• 三、CS-1新型固结剂防砂工艺 • ㈠施工步骤 • 1、冲砂至防砂目的层底管以下20m±。 • 2、通进、刮削至砂面冲洗炮眼、洗井干
净。
• 3、 对油管、套管试漏（带封）。 • 4、 完成挤砂施工管柱，笔尖至油层顶界
砂面
• ㈢CS-1防砂工作原理：
• CS-1新型固结剂是一种地面预制好的新 型无机防砂颗粒材料，是一种粒度均匀， 不粘连的松散人造砂粒。施工时，用水 基携砂液将CS-1用结剂携带至油水井出 砂层位充填饱满，在地层条件下，利用 CS-1固结剂颗粒，本身与水基携砂液相 互作用，形成是有一定强度和良好渗透 性的人工井壁，防止地层出砂。
防砂工艺介绍
目前油田防砂工艺较多，可分为机械防砂、 人工井壁防砂两大类：
绕丝筛管挤压砾石充填防砂技术
绕丝筛管挤压砾石充填防砂技术
工艺原理：在井眼内（裸眼或套管内）正对出砂地层下入金属全焊接绕丝筛管，然后泵入砾石砂浆于筛管和井眼环空，通过多级过滤屏障，保证油流沿充填体内多孔系统经过筛管被源源不断地举升至地面，而地层砂则被控制在地层内，确保油井正常生产。
技术特点：具有成功率高，有效期长，适应性强，防砂效果好，油井产量高等优点，而且不受井段长短、井底温度和压力等条件限制。
适用范围：可用于单层、多层的直井、斜井、水平井防砂。
下入充填反洗丢手座封留井图防砂管柱结构及施工步骤示意图
二、技术特点
优点：
（1）施工成功率高，达80~95％；
（2）方法可靠，有效期3~10年；
（3）适应性强，可通过砾石防不同直径的地层砂，可用于单层、多层的直井、斜井、水平井防砂；
（4）对油层伤害小，渗流面积大，油井产油指数高。
（5）可用于严重出砂井坍塌油层地应力的恢复和油井复产。
缺点：
（1）施工复杂，车组动用多；
（2）费用高，单井实施费用最低15万；
（3）不适用于细粉砂地层防砂。
三、选井条件
1、7"井眼井，无套变；
2、多油层井油层跨度不超过20米；
3、具有一定产能，日产油3吨以上；
4、累计冲砂厚度高、出砂量大的生产井。
四、要求提供以下数据：
1、单井储量
2、油层厚度及跨度
3、完钻井深
4、冲砂次数、冲砂厚度
5、日均产油量
6、检泵周期。
低压挤压砾石充填防砂工艺技术的先导性试验
桥 糍 或 人 Ｉ砂 ｜ 『 ｕ
体系可使地层砂（ 指地层骨架颗粒） 不运动 ， 而地层 流体 可 以通过 渗透性 较好 的砾 石充填 层和 流通面积 极大的筛 隙进Ａ油井 ， 既能保证油井生产又能控制
出砂 。
围 １ 低压挤压砾石充填防砂管柱示意图
３ 现场施 工工 艺参数的优化
收 稿 日期 ２ （ ０ ０ ｔ一 ８—１ 改 ｌ ） ６； ｌ 日期 ２０ ０ ｔ一１ 。 ０—１ ５ 作者简介 ： 伟 ． ， 工 师 ， ８ 年 毕业于讴庸石油学拉 ｌ 油 口型 １ ２ ９ 来 专业 ． 长期从 事油气层 改造］ 作 联 系 电话 ； ０ ４ ） ５ １９ ， （ ５６ ８ ３８ ７ 通讯地 址 ： ２７ ９ 川 Ｉ （５ ０４ 乖省求许 ｊ＿路 ５ ’ 『 岛 ９号胜利 油田有 限公司东辛栗 ｌ ｉ 厂丁艺研究所 。
低 压 挤压 砾 石 充填 防砂 工 艺在 现 场 应用 时 ， 施 工 车型宜 采用 两 部 ４０型 水泥 车 ， Ｏ 排量 ￣６０Ｍｍｉ； ＜ ５ １ ｎ 携砂 液宜 采用低 粘度溶 液 （ ￣３ｍ ａ・ ） ＜ ０ Ｐ ｓ ，携砂 比
２ 施工管柱结构
外 管柱 结构 为悬挂 器 、 油管 、 充填工具 、 正器 、 扶
维普资讯
第 ９卷
第１ 期
吴伟 ： 压挤压砾石充填防Байду номын сангаас工艺技术的先导性试验 低
≤１： ０ 冲筛 比应选择 ０ ５ ； ２１ ； ０ ４ 顶替压 力应控制在 ２ＭＰ 范 围 内。 ２ ａ
５ ３ 充填半径 ．
循环充填一般只能将 油井筛套环形空间填满，
引 言
管 内低 压挤 压 砾 石充 填 防砂 工 艺 ， 对 带 信号 是
水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺
第37卷第2期2015年3 月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYVol. 37 No. 2Mar. 2015文章编号：1000 – 7393（2015 ） 02 – 0047 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.02.013水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺杜 丙 国1， 2（1.中国石油大学，北京 102249；2.中国石化股份胜利油田分公司，山东东营 257001）引用格式：杜丙国.水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺研究及应用［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：47-50.摘要：为解决出砂油藏水平井管外均衡改造的难题，研制了裸眼管外分段挤压充填防砂完井工艺。
其原理是通过管外隔离封隔器和可重复开关充填滑套将水平段进行分段封隔，利用防砂服务管柱实现分段挤压充填防砂。
与水平井底部砾石挤压充填防砂相比，新工艺可根据水平段物性差异分段优化防砂施工参数，水平段改造更均衡。
生产实践表明，采用裸眼分段挤压充填防砂完井的井，防砂后产量高，防砂效果好，为水平井防砂完井工艺提供了新的技术思路。
关键词：水平井；分段挤压充填；防砂完井；隔离封隔器中图分类号：TE257 文献标识码：ASand control completion technology by staged squeeze packingin openhole horizontal wellsDU Bingguo1, 2（1.China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Shengli Oilfield Company, Dongying 257001, China）Abstract: In order to address the difficulty in equilibrium modification outside the pipe string of horizontal wells in sand producing reservoirs, the sand control completion technology by staged squeeze packing behind the string in openhole has been developed. Its principle is that, by isolating the horizontal section in stages with isolating packer behind the pipe and packing the sliding sleeve with repeatable switch, the sand-control service pipestring is used to realize sand control by staged squeeze packing. Compared with gravel packing at the bottom of horizontal wells, the sand-control parameters can be optimized in stages according to the differences of physical properties in horizontal section, so the horizontal section can be serviced in more equilibrium. Production practice shows that, in wells completed by staged squeeze packing in openhole section, the production after sand control is even high and sand control effect is favorable, providing a new concept for sand-control completion technology for horizontal wells.Key words: horizontal well; staged squeeze packing; sand control completion; isolating packer2013年胜利油田实施水平井滤砂管裸眼完井217口，其中裸眼底部砾石笼统挤压充填防砂完井89口，占裸眼防砂完井数的41%。
注聚区油井砾石分级充填防砂工艺技术研究
提 高到 ３ ８ １， ．９Ｈ３增幅分别达 ４ ％和 ８ ％， ０ ０ 最长防砂有效期 已达到 ４ ０ｄ ０ 。该技术的研 发和应用 ， 较好 地解 决了注聚 区油 井提
液 引效 使 防砂 有 效 果 变短 和 油 井近 井堵 塞 的 问题 ， 有 良好 的 应 用 前 景 。 具 关键 词 ： 聚 井 ； 维 ； 级 充 填 防砂 ； 注 纤 分 研究 中 图分 类号 ： ３ ８ １ 文 献 标 识 码 ： Ｄ ：０ ３ ６ ｄ． ｓ ．０ ８ ３ ６ ２ １ ．２ ０ ８ ＴＥ ５ ． Ａ ＯＩ１ ．９ ９ ｉ ｎ １ ０ —２３ ．０ １０ ．６ ｓ
压裂充填防砂工艺技术
731 概述对于中高渗透松散砂岩储层，非常规压裂技术结合机械防砂技术，实现了改善油井产量，稳定地层砂的特殊改造过程。
在施工过程中，通过压裂可以形成高导电性裂缝，可以提高地层的渗透性，从而消除地层污染，达到提高产量的目的，同时压裂也会缓解这方面的问题。
2 压裂充填防砂工艺该工艺的特点是高黏度，低温防砂工质，高低变排量结构，支撑带清洗和裂缝扩展，防止松散砂岩储层砂。
压裂充填防砂工艺被认为是完成中高渗透多孔砂岩油藏的首选。
压裂充填防砂工艺研究了松散砂岩储层的一套压裂和填充综合支护技术，指标达到或超过设计指标，可有效提高防砂效率和防砂期，保证防砂效果。
在压裂充填防砂工艺中研究的压裂回填管柱和工具具有单层或多层回填的优点。
同时，支撑工具具有基本功能，例如悬挂、隔离、填充、密封，反洗等。
可以进行填充和回收，填充后可以验证填充和二次填充的质量。
通过优化砾石与地层砂和网状节理的相容性，可以减少防砂砂井中砾石的回填，降低渗透率。
在现场施工中，可以实现爆破压力挤压试验和填充验证试验，并且可以计算高度和填充系数以实现裂纹扩展。
动态显示过程；为优化施工参数并进一步完成二次填砂和后效分析提供科学依据。
压裂防砂是一种结合水力压裂和井筒砾石充填的新型防砂技术。
通过压裂，形成短而宽的高渗透性裂缝，改变井眼附近的渗透模式。
通过砾石充填，建立了有效的防砂屏障，充分发挥了砾石层的压裂效果和防砂效果，达到了增产和防砂的目的。
压裂和防砂后的井产能预测是压裂防砂设计和经济性能预测的基础，根据防砂前的流入性能，通过压裂增产与砾石充填能力的比值计算总生产能量比，建立流入性能预测模型。
将压裂液注入防砂井中。
压裂后，连续注入管道，穿孔，套管和套管充满砾石。
由于压裂和填充操作的输出通常很高，井底附近的流体流速非常高，特别是在砾石充填中，砾石层和环形砾石层的流动阻力不小，砾石层将不可避免地影响生产力。
应严格控制裂缝砂井底部附近的结构。
压裂和防砂对生产率有2个影响：一是压裂引起的高导电率和刺激效应；其次，井筒砾石填料增加了流动阻力，导致产量下降。
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汇报提纲
一、工艺现状 二、室内实验 三、应用效果 四、工艺管柱
一、工艺现状
（一）防砂工艺分类
砂拱防砂 机械防砂（砾石充填防砂） 化学防砂 复合防砂 压裂防砂
（二）该工艺存在主要问题
存在 问题
防砂后产 能下降大
防砂有效 期短
施工成功 率低
储层伤害 射孔不完善 充填工艺不配套 深部微粒运移 炮眼部分堵塞 充填参数不合理 管柱结构不合理 工具不配套
A
P 0.0116 LQ 1.31016 L Q 2
KA
A
2、炮眼物理模型设计示意图
ΔP
套管
水泥环
充填层 L
地层砂
采用不同孔密油井日产量与流速关系
15
16孔 /m12mm
10
16孔
/m18mm
36孔 /m12mm
5
流速(cm/s)
0
0
20
40
60
80
100
日油量(m3/d)
辛 68 块 61.5 213 19.6 6.1 100 936 27.9 8.9
四、工艺管柱
一次管柱砾石充填防砂工艺管柱
一次管柱砾石充填防砂工艺
4
不同流体粘度炮眼压降与产能关系
压降P（MPa）
20
15
502mpa.s
100mpa.s
10
10mpa.s
5
1mpa.s
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
单孔产量Q（m3/d）
压降与单孔产量关系曲线
在套管完井中，结合油田实际， 采 用 16 孔 /m 、 孔 径 Φ15mm ， 或 36 孔/m、孔径Φ12mm的射孔方案完 井，对已经射孔完井的防砂井，建 议先补孔后防砂。
（三）工艺提高
思路：从油藏入手，着重提高储层渗流 能力，并降低储层流体从炮眼到管内各 个环节的流动压降，从而提高防砂效果。
1、储层伤害及解堵 2、射孔工艺对防砂效果影响 3、砾石充填工艺优化
二、室内实验
(一)储层伤害及解堵实验
主要伤 害原因
二次污染
入井液对 储层流体 的伤害
化学助剂的伤害 封堵炮眼的伤害 入井液不配伍
采用不同孔径炮眼压降与单孔产量关系
1
压降（MPa）
0.75
10mm
12mm
0.5
14mm
18mm
0.25
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
单孔产量（m 3 /d）
不同渗透率充填层的炮眼压降与产能关系
10
压降P（MPa）
8
120μm2
40μm2
6
15μm2
4
5μm2
2
0
0
1 单孔产量2Q（m 3 /d）3
压力降
Mpa 0.14 0.289 0.14 0.21 0.987 0.24 0.282 1.02 0.305 0.371 1.24 0.645
在一口井防砂充填时， 应 分级选用充填砾石
管内充填时砾石D50=(5~6)d50 地层充填时砾石D50=(4~5)d50
三、应用效果
1、解堵工艺的现场应用 2、充填层理论的现场应用 3、分级充填工艺技术的现场应用
(三) “砾石分级充填”工艺
进口
12
出口
3
砾石分级充填试验模型示意图
砾石与地层砂粒径之比对渗流的影响
实验筒 1 实验筒 2
D50/d50
D50/d50
4
5-6
实验筒 3 D50/d50
5-6
5
5-6
5-6
6
5-6
5-6
8
5-6
5-6
流量 m3/d 1.45 2.55 1.45 1.35 2.36 1.35 1.29 2.21 1.29 1.22 2.07 1.22
解堵剂使用前后岩心渗透率变化
层号
S26 S27
使用前 （μm2）
1.14 1.65
使用后（μm2）
A
B
C
1.58
1.67
1.61
2.44
2.35
2.42
污染岩心经处理后渗透率恢复到80%以上
(二)炮眼充填层理论应用
1、炮眼压降数学模型
dp Q Q 2
dx
A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、区块防砂效果分析
治理前
治理后
平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
区块 防砂 防砂 单井 单井 防砂 防砂 单井 单井
名称 成功 有效 产液 产油 成功 有效 产液 产油
率,% 期,d m3 t 率,% 期,d m3 t
KD521 76.1 305 21.1 4.1 95.2 822 39.4 8.6 永 8 块 66.7 270 16.8 12.2 100 951 36.7 18.9
原油乳化 胶质沉淀
岩心渗透率变化比较结果
岩心
原始渗透率 （μm2)
测定渗透率 （μm2)
S26
2.047
1.14
S27
2.940
1.65
岩心污染后渗透率下降幅度较大，下降 率达40%-50%。
解堵剂配方
解堵剂 A B C
配方组成 污水+HCL+KBG+BG-02+柠檬酸+甲醛+D1112H 污水+HCL+HF+BG-02+柠檬酸+甲醛+D1112H 污水+BG-02+NH4CL+甲醛+D1112H