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[摘 要]大港滩海油田作业过程中推广应用了水平井绕丝滤砂管防砂及冲洗技术，在现场应用后，减小了后期处理的难度，并且取得了很好的防砂效果。但是该项公益在作业施工过程中由于受到井筒、管柱、防砂工具、地面环境和人员技术素质等多重因素的影响，施工中经常发生故障，本文结合对充填施工故障的分析处理，同时针对问题的根源，探讨相关的预防与处理方法，对于预防事故的发生，降低作业成本，提高油井产量具有十分重要的意义。
[关键词]绕丝滤砂管防砂及冲洗技术 大港滩海油田 水平井
中图分类号：TE257 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0021-01
1 水平井绕丝滤砂管防砂及冲洗技术
目前水平井防砂主要是滤砂管防砂，其原理是运用高渗透、高强度滤砂管的部分防砂机理，将滤砂管对准水平井段油层，生产过程中，对流人井筒内的流体进行分级过滤，将一定粒径范围的地层骨架砂阻挡在滤砂管以外，形成稳定砂桥，而地层粉细砂随油流携带至地面，最终达到防砂生产的目的。但油层出砂后打捞难度大，经常报大修，甚至报废，为此推广水平井绕丝滤砂管防砂及冲洗技术，这是在多年直井、斜井充填防砂积累的经验基础上，针对水平井的井况和油层特点开发的一种新工艺。
绕丝筛管砾石充填防砂属于机械防砂方法，它是利用选定缝隙尺寸的筛管下入油井，正对出砂油层，然后在筛管周围填入一定粒度的砾石，形成一个二级拦截体系，较细的地层砂粒在填充面上被阻留，而砾石本身（比筛缝大）又被阻挡在筛管周围，这种体系能有效地抑制地层砂运动，而地层流体可以通过渗透性极好的砾石充填层及流通面积极大的筛隙进入油井，使油井既能高产，又能控制油井出砂。该防砂工艺具防砂强度高、有效期长、适应范围广和产能损失相对较小的特点。目前油田绕丝筛管砾石充填防砂从充填工艺上分为：常规砾石充填和高压一次砾石充填两类。
1.1 工艺原理
（1）绕丝滤砂管：该滤砂管由内向外依次为中心管层、螺旋钢丝间隙滤砂层、烧结不锈钢丝纤维滤砂层和等径保护套层（保护套外径与上下接头外径相同）；油层采出液依次流经等径保护套上的采液孔、烧结不锈钢丝纤维孔隙、螺旋钢丝间隙、再经中心管外表面上横向集流槽到达集流槽底的过流孔进入防砂管柱内部；由于绕丝滤砂管保护套外径与上下接头外径相同，降低了防砂管柱的后期处理难度。
（2）丢手封隔器：它具有液壓座封、双向卡瓦锚定、液压或倒扣丢手、对扣上提解封的基本特点，同时还具有特殊情况下解封倒扣、耐高温密封等特殊功能，经改进设计，增加了专用密封装置和循环洗井通道，可确保封隔器的安全使用。
（3）水平井冲砂装置：水平井冲砂装置采用高压径向喷嘴，可实现预定直径的径向冲力，避免由于液体流速降低而造成短路循环，可进行绕丝滤砂管外高压冲洗，将绕丝滤砂管的堵塞物反冲洗干净，并循环排至地面。
（4）工艺过程：①下带绕丝滤砂管的防砂管柱；②采油（地层出砂导致砂埋油层时进行以下措施作业）；③下常规水平井冲砂管柱冲油管和绕丝滤砂管；④下水平井冲砂装置对绕丝滤砂管外环空进行高压冲洗；⑤采油（若地层再次出砂致砂埋油层时可重复以上步骤③、④）。
2.作业充填施工故障原因分析
造成绕丝筛管防砂施工故障的原因很多，其间关系错综复杂，大多数情况下，是若干因素综合作用的结果。导致故障发生的因素有其内在的，即与施工质量有关，也有其外在的，即与施工环境有关。因此，对事故产生主要作用的因素也有所不同，起码从主次关系上讲有所区别。下面从几个方面对绕丝管充填施工常见故障原因进行分析：
（1）工作管柱
对充填施工的影响。根据资料统计，充填施工管柱试压30MPa后发生破裂、漏失、掉落的油井多达9.54%，由于油管找漏繁杂而费时，小修队将油管试压的压力调整到25MPa；根据
施工标准，座封及打开循环通道的压力一般在14-22MPa之间，管柱试压应大于施工压力的1.2-1.5倍，即24-30MPa。遇到油稠、通道打不开等特殊情况后产生高压概率较大，施工中无法判别是油管破裂还是通道打开，以致盲目加砂只能等到出口见砂才能做出正确判断，如果反洗井不及时或水泥车发生故障就会造成事故。
（2）座封故障诱发原因分析。
近年来充填工具从早期的P1、PT、PC-152充填工具，发展到到较为成熟的WT-150、PFS-150型充填工具，基本满足防砂配套需要，据统计发生因座封故障导致充填失败诱发原因集中表现在几个方面：一是循环池不清洁，导致洗井时将固体杂质带入井内，造成球座密封不严座封失败或循环通道打不开；二是运送过程不规范，工具在装卸和搬运过程中发生强烈震动、摔砸等现象，毁坏了工具内部的密封件，座封过程中无法将压力打到设计压力而提前释放，降低了座封效果，同时出现的还有循环通道打不开等问题；三是下井管柱下放速度的影响，绕丝管施工管柱的下放速度应保持在30根/h左右，但执行过程中出入较大，部分出现野蛮操作的问题，造成充填工具的部件损坏，不但降低了座封效果，同时给后期充填施工埋下隐患；四是水泥车操作的影响：由于部分水泥车司机业务不够熟练，座封打点时执行标准不到位，有时停车不及時使通道提前打开，造成座封失败。
（3）充填施工故障诱发原因分析
充填施工中事故集中表现在以下方面：一是漏失井环填砂量掌握不准造成事故，油田近年来由于各开发单元措施差异较大，井筒液面差异也较大，注聚单元液面浅，平均液面在200m左右，对于无漏失井，事故率相对较少；热采注汽单元亏空大，液面深，平均液面700m左右。因此，漏失井的填砂量较难控制，一方面在初始或整个填砂过程出口不返液。再者管线出口连接池子后没入液面以下较深，阻挠了气体返出，影响地面观察。其次对井史了解不细，未能详细了解先期油层防砂的压力，填砂量，防砂后的累计生产时间和累计排砂量等。以上因素所导致的结果是盲目加砂，施工过程中对压力的突然升高准备不足，反洗井不及时，使油管内的砂子无法正常洗出，造成丢不开、起不出卡钻事故；二是高压井冲砂口袋深度掌握困难：对于地层压力较高的井，为防止地层外吐影响防砂管柱下入，冲砂过程中加深较多，充填工具下井过程中将井内液体撑出，地层吐砂使砂面高度失准，给填砂量计算造成困难；三是反洗井时未涮泵，由于反洗井时间紧，涮泵工序往往被忽视，洗井时间掌握不准，顶替液返出后即停泵，忽略了泵内的部分砂子未洗出。另外液压钳故障或其他原因丢手不及时，造成丢不开手而卡钻。其他如进出口管线在同一方向上，砂子在循环池内形成循环等，充填砂洗不干净沉至工具内，导致丢不开手的事故。
3.工艺实施效果
水平井滤砂管砂埋后打捞处理难度大，如采用倒扣、套铣等措施作业时间长、费用高，所以水平井防砂管柱的处理一直是亟待解决的难题，经研制水平井绕丝滤砂管及冲洗技术后可有效解决这一问题，在滩海水平井已推广应用多口井，均取得较好效果。某开发射孔井段均为100m，在上返补孔作业时需要打捞出井内滤砂管柱，先下常规水平井冲砂管柱冲油管和绕丝滤砂管，再下水平井冲砂装置对绕丝滤砂管外环空进行高压冲洗。在打捞时对扣上提解封后，一次将防砂管柱带出，保证了措施成功。该技术的成功实施在水平井防砂过程中有良好的推广应用前景。
参考文献
[1] 常兴友.高压充填工艺技术研究及矿场应用[J].石油和化工设备，2013，19（4）：26-28.
[2] 张胜利.高压一次充填防砂工艺技术研究应用[J].钻采工艺，2015，14（5）：55-61.
[关键词]绕丝滤砂管防砂及冲洗技术 大港滩海油田 水平井
中图分类号：TE257 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）41-0021-01
1 水平井绕丝滤砂管防砂及冲洗技术
目前水平井防砂主要是滤砂管防砂，其原理是运用高渗透、高强度滤砂管的部分防砂机理，将滤砂管对准水平井段油层，生产过程中，对流人井筒内的流体进行分级过滤，将一定粒径范围的地层骨架砂阻挡在滤砂管以外，形成稳定砂桥，而地层粉细砂随油流携带至地面，最终达到防砂生产的目的。但油层出砂后打捞难度大，经常报大修，甚至报废，为此推广水平井绕丝滤砂管防砂及冲洗技术，这是在多年直井、斜井充填防砂积累的经验基础上，针对水平井的井况和油层特点开发的一种新工艺。
绕丝筛管砾石充填防砂属于机械防砂方法，它是利用选定缝隙尺寸的筛管下入油井，正对出砂油层，然后在筛管周围填入一定粒度的砾石，形成一个二级拦截体系，较细的地层砂粒在填充面上被阻留，而砾石本身（比筛缝大）又被阻挡在筛管周围，这种体系能有效地抑制地层砂运动，而地层流体可以通过渗透性极好的砾石充填层及流通面积极大的筛隙进入油井，使油井既能高产，又能控制油井出砂。该防砂工艺具防砂强度高、有效期长、适应范围广和产能损失相对较小的特点。目前油田绕丝筛管砾石充填防砂从充填工艺上分为：常规砾石充填和高压一次砾石充填两类。
1.1 工艺原理
（1）绕丝滤砂管：该滤砂管由内向外依次为中心管层、螺旋钢丝间隙滤砂层、烧结不锈钢丝纤维滤砂层和等径保护套层（保护套外径与上下接头外径相同）；油层采出液依次流经等径保护套上的采液孔、烧结不锈钢丝纤维孔隙、螺旋钢丝间隙、再经中心管外表面上横向集流槽到达集流槽底的过流孔进入防砂管柱内部；由于绕丝滤砂管保护套外径与上下接头外径相同，降低了防砂管柱的后期处理难度。
（2）丢手封隔器：它具有液壓座封、双向卡瓦锚定、液压或倒扣丢手、对扣上提解封的基本特点，同时还具有特殊情况下解封倒扣、耐高温密封等特殊功能，经改进设计，增加了专用密封装置和循环洗井通道，可确保封隔器的安全使用。
（3）水平井冲砂装置：水平井冲砂装置采用高压径向喷嘴，可实现预定直径的径向冲力，避免由于液体流速降低而造成短路循环，可进行绕丝滤砂管外高压冲洗，将绕丝滤砂管的堵塞物反冲洗干净，并循环排至地面。
（4）工艺过程：①下带绕丝滤砂管的防砂管柱；②采油（地层出砂导致砂埋油层时进行以下措施作业）；③下常规水平井冲砂管柱冲油管和绕丝滤砂管；④下水平井冲砂装置对绕丝滤砂管外环空进行高压冲洗；⑤采油（若地层再次出砂致砂埋油层时可重复以上步骤③、④）。
2.作业充填施工故障原因分析
造成绕丝筛管防砂施工故障的原因很多，其间关系错综复杂，大多数情况下，是若干因素综合作用的结果。导致故障发生的因素有其内在的，即与施工质量有关，也有其外在的，即与施工环境有关。因此，对事故产生主要作用的因素也有所不同，起码从主次关系上讲有所区别。下面从几个方面对绕丝管充填施工常见故障原因进行分析：
（1）工作管柱
对充填施工的影响。根据资料统计，充填施工管柱试压30MPa后发生破裂、漏失、掉落的油井多达9.54%，由于油管找漏繁杂而费时，小修队将油管试压的压力调整到25MPa；根据
施工标准，座封及打开循环通道的压力一般在14-22MPa之间，管柱试压应大于施工压力的1.2-1.5倍，即24-30MPa。遇到油稠、通道打不开等特殊情况后产生高压概率较大，施工中无法判别是油管破裂还是通道打开，以致盲目加砂只能等到出口见砂才能做出正确判断，如果反洗井不及时或水泥车发生故障就会造成事故。
（2）座封故障诱发原因分析。
近年来充填工具从早期的P1、PT、PC-152充填工具，发展到到较为成熟的WT-150、PFS-150型充填工具，基本满足防砂配套需要，据统计发生因座封故障导致充填失败诱发原因集中表现在几个方面：一是循环池不清洁，导致洗井时将固体杂质带入井内，造成球座密封不严座封失败或循环通道打不开；二是运送过程不规范，工具在装卸和搬运过程中发生强烈震动、摔砸等现象，毁坏了工具内部的密封件，座封过程中无法将压力打到设计压力而提前释放，降低了座封效果，同时出现的还有循环通道打不开等问题；三是下井管柱下放速度的影响，绕丝管施工管柱的下放速度应保持在30根/h左右，但执行过程中出入较大，部分出现野蛮操作的问题，造成充填工具的部件损坏，不但降低了座封效果，同时给后期充填施工埋下隐患；四是水泥车操作的影响：由于部分水泥车司机业务不够熟练，座封打点时执行标准不到位，有时停车不及時使通道提前打开，造成座封失败。
（3）充填施工故障诱发原因分析
充填施工中事故集中表现在以下方面：一是漏失井环填砂量掌握不准造成事故，油田近年来由于各开发单元措施差异较大，井筒液面差异也较大，注聚单元液面浅，平均液面在200m左右，对于无漏失井，事故率相对较少；热采注汽单元亏空大，液面深，平均液面700m左右。因此，漏失井的填砂量较难控制，一方面在初始或整个填砂过程出口不返液。再者管线出口连接池子后没入液面以下较深，阻挠了气体返出，影响地面观察。其次对井史了解不细，未能详细了解先期油层防砂的压力，填砂量，防砂后的累计生产时间和累计排砂量等。以上因素所导致的结果是盲目加砂，施工过程中对压力的突然升高准备不足，反洗井不及时，使油管内的砂子无法正常洗出，造成丢不开、起不出卡钻事故；二是高压井冲砂口袋深度掌握困难：对于地层压力较高的井，为防止地层外吐影响防砂管柱下入，冲砂过程中加深较多，充填工具下井过程中将井内液体撑出，地层吐砂使砂面高度失准，给填砂量计算造成困难；三是反洗井时未涮泵，由于反洗井时间紧，涮泵工序往往被忽视，洗井时间掌握不准，顶替液返出后即停泵，忽略了泵内的部分砂子未洗出。另外液压钳故障或其他原因丢手不及时，造成丢不开手而卡钻。其他如进出口管线在同一方向上，砂子在循环池内形成循环等，充填砂洗不干净沉至工具内，导致丢不开手的事故。
3.工艺实施效果
水平井滤砂管砂埋后打捞处理难度大，如采用倒扣、套铣等措施作业时间长、费用高，所以水平井防砂管柱的处理一直是亟待解决的难题，经研制水平井绕丝滤砂管及冲洗技术后可有效解决这一问题，在滩海水平井已推广应用多口井，均取得较好效果。某开发射孔井段均为100m，在上返补孔作业时需要打捞出井内滤砂管柱，先下常规水平井冲砂管柱冲油管和绕丝滤砂管，再下水平井冲砂装置对绕丝滤砂管外环空进行高压冲洗。在打捞时对扣上提解封后，一次将防砂管柱带出，保证了措施成功。该技术的成功实施在水平井防砂过程中有良好的推广应用前景。
参考文献
[1] 常兴友.高压充填工艺技术研究及矿场应用[J].石油和化工设备，2013，19（4）：26-28.
[2] 张胜利.高压一次充填防砂工艺技术研究应用[J].钻采工艺，2015，14（5）：55-61.