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摘要：绕丝挤压砾石充填防砂工艺在鲁明公司应用以来，取得了较好的效果，也显露出该工艺在部分井的不适应性、效果差等问题。本文通过引进先进的工艺技术和创新研究，对绕丝挤压充填防砂工艺进行了完善和改进，实现了防砂与解除地层堵塞同时进行的目的，提高了作业效率，节省了作业成本，同时增加了单井产量。
关键词：绕丝充填；地层改造不均；反洗井；逆向充填；一体化管柱
一 、绕丝挤压充填防砂技术应用现状
绕丝挤压砾石充填防砂工艺在鲁明公司近三年来的主要防砂工艺，占到防砂井总数的85%以上，平均加砂20方，使用携砂液占59%，平均措施增油1.7吨/天，效果较好。但随着地下开发环境的变化，挤压充填防砂工艺技术在部分井的不适应、效果差，逐渐显露出一些问题。如部分井加砂量过少，必须进行二次施工；大厚度油层石英砂不能均衡地充填到地层每一层面；多层井中部分地层得不到充填；不循环封无法实现筛套环空循环充填；挤压充填施工后要进行冲砂工序才能完井；封上采下绕丝防砂施工井，工序复杂，易发生井下事故，以及小夹层无法实现分层挤压充填防砂等等。
二、防砂工艺存在问题：
2.1、加砂量少，达不到设计砂量、加砂量少的原因：
（1）污水作为携砂液时，因携砂能力低，充填砂在污水中沉降速度快，易在井筒、地层内快速堆积，充填砂很难进入地层深部。（2）地层亏空小，吸砂量受限。（3）防砂车组排量及加砂比的大小也对加砂量起到一定限制作用。
2.2、多层位井、厚油层井地层得不到均衡充填
当使用污水作为携砂液进行挤压充填施工时，携砂液到达地层被炮眼分流，流速会大幅度降低，携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内快速堆积，这样在相对高渗透层或吸液启动压力低的油层没有填饱砂子时，下部油层已经被砂子掩埋。没有得到充填的油层渗透率明显低于得到充填疏通的油层，生产时便会产生出液不均。 在大厚度油层中，携砂液首先进入层内亏空部位（这个部位一般在油层顶部），携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内堆积逐渐掩埋油层，使中下部层段得不到充填疏通，油井在生产时也就发挥不出最佳的产能。
2.3、挤压充填施工后不能实施有效反洗井
挤压充填施工后无法立即反洗出油管内石英砂，必须增加探冲砂工序，才能进行完井施工。延长了施工周期，增加了作业费用，也增加了冲砂液对地层的伤害机率。这是因为挤压充填后如果不关闭充填封隔器充填通道，而进行反洗井操作，地层没有扩散的压力会将油套环空沉积的石英砂层顶开，挤入地层的石英砂及地层砂会随同地层液体一同喷出，特别是地层压力较高的井这种情况会更加严重，其后果造成地层充填效果降低，绕丝堵塞，产能降低。
2.4、封上采下挤压充填防砂存在问题较多
2.4.1、无法实现小夹层分层开采
从目前封下采下防砂管柱结构可以看出，生产层与非生产层之间，必须有两级封隔器，使封上采下绕丝防砂工艺适应最小夹层不能小于10m。
2.4.2、出现挤压充填后卡管柱现象
分层挤压充填防砂的充填封为不循环封，卡封层在下入防砂管柱及防砂过程中出砂。如果砂子在充填封上沉积，便会造成无法丢手和卡管柱事故发生。
2.4.3、管外串槽时无法施工
这种现象表现在挤压充填施工时，生产层与非生产层之间有串槽，套管返水或起压力，而使挤压充填施工无法进行。
三、防砂工艺改进性研究
针对绕丝挤压充填防砂工艺出现的问题及不适应性，近两年来我们在完善和改进上开展工作，通过引进先进的工艺技术和创新研究，对绕丝挤压充填防砂工艺进行了完善和改进，基本解决了目前绕丝挤压充填防砂存在的问题，提高了作业效率，节省了作业成本，同时增加了单井产量，为采油厂生产任务的完成起到了保障作用。
3.1挤压充填后有效反洗井工艺的完善
针对挤压充填后不能实现有效反洗井的问题，我们主要采取了两种方法来解决：一是引进一种井口转换装置，二是改进了一种滑管井口，挤压充填防砂施工后快速倒扣丢手及关闭充填封通道，即时进行有效的反洗井操作。
滑动井口通过转动滑管和上提一定高度，来实现关闭充填封通道。便于倒扣丢手操作；高压软管与地面三通配合，降低了管汇高度，对接更加方便快捷。
3.2逆向挤压充填防砂工艺技术的应用
常规挤压充填的携砂液，是由充填工具进入油套环空，然后由上而下进入地层；逆向挤压充填携砂液，是经防砂工具、中心管，到达井下开关后，再由下而上地通过油套环空，进入地层。该工艺主要解决挤压充填防砂施工加砂量少；大厚度油层使地层部分层面，多层井使部分地层得不到改善的问题，措施后效果较好。
（1）提高挤压充填加砂量。由于砾石在筛套环空的液流方向是由层段的下部向上部流动，砂浆前沿便不存在砾石沉降和在层段底部的堆集，便于砂浆挤入炮眼。（2）对多生产层井能使各层达到最佳的充填效果。携砂液首先进入地层吸液启动压力相对较低的油层进行充填，随着亏空部分的填实，压力也会升高，当压力大于其它油层的吸液启动压力时，携砂液便会进入该油层，这种交替可在层与层之间转换多次，直至所有地层亏空及疏松部分被填实。
（3）对大厚度油层井，能改善每一层面的充填效果。携砂液首先进入层内亏空较大的部位，将亏空部位填实后，压力也会升高，携砂液便进入地层疏松地段，会根据地层的疏松程度，由大到小进行充填压实。（4）地层、射孔炮眼、筛套环空砾石充填过程一次完成，确保了砾石防砂体的连续性和整体性。在挤压充填结束后，打开套管闸门，降低排量，携砂液通过筛管进入中心管上行由油套环空返出，充填砂被阻挡在筛套环空，当环空填实，压力起升后充填完成， 形成“地层---炮眼---筛套环空”一个密闭、连续的防砂体。
3.3封上采下一体化工艺技术的研究
设计了封上采下一体化分层挤压充填防砂工艺，是将防砂、卡封管柱一次下入，座封丢手后在完成防砂管柱的同时也完成卡封管柱。结构是自下而上：底部开关+生产筛管+信筛+底部封隔器+盲封管+顶部封隔器 。这种防砂管柱有待现场应用进一步验证效果，预计后期可以解决三个问题：①在卡封层出砂，底部封隔器解卡无效时，主要措施是在顶部封隔器下接头设计有反扣，可从反扣处倒开，起出顶部封隔器，用套铣管冲出封上部环空砂子。②防砂筛管卡死不能解卡时，主要措施是底部封隔器下接头同样设计有反扣，解卡无效时，可从反扣处倒开，起出底部封隔器，用套铣管冲出防砂管环空砂子，便可将防砂管顺利拔出。③防砂管柱工具本体最大外径为107mm，可实现常规套铣管套冲，可以缩短作业占井时间，节省作业费用，完善了防砂工艺，提高了防砂效果。
参考文献：
[1]金潮苏，绕丝筛管高压充填防砂井失效原因及对策[J].石油钻探技术，2010.04
[2]刘伟，彭存仓等，低渗油藏高压充填防砂技术研究[J].特种油气藏，2005.02
关键词：绕丝充填；地层改造不均；反洗井；逆向充填；一体化管柱
一 、绕丝挤压充填防砂技术应用现状
绕丝挤压砾石充填防砂工艺在鲁明公司近三年来的主要防砂工艺，占到防砂井总数的85%以上，平均加砂20方，使用携砂液占59%，平均措施增油1.7吨/天，效果较好。但随着地下开发环境的变化，挤压充填防砂工艺技术在部分井的不适应、效果差，逐渐显露出一些问题。如部分井加砂量过少，必须进行二次施工；大厚度油层石英砂不能均衡地充填到地层每一层面；多层井中部分地层得不到充填；不循环封无法实现筛套环空循环充填；挤压充填施工后要进行冲砂工序才能完井；封上采下绕丝防砂施工井，工序复杂，易发生井下事故，以及小夹层无法实现分层挤压充填防砂等等。
二、防砂工艺存在问题：
2.1、加砂量少，达不到设计砂量、加砂量少的原因：
（1）污水作为携砂液时，因携砂能力低，充填砂在污水中沉降速度快，易在井筒、地层内快速堆积，充填砂很难进入地层深部。（2）地层亏空小，吸砂量受限。（3）防砂车组排量及加砂比的大小也对加砂量起到一定限制作用。
2.2、多层位井、厚油层井地层得不到均衡充填
当使用污水作为携砂液进行挤压充填施工时，携砂液到达地层被炮眼分流，流速会大幅度降低，携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内快速堆积，这样在相对高渗透层或吸液启动压力低的油层没有填饱砂子时，下部油层已经被砂子掩埋。没有得到充填的油层渗透率明显低于得到充填疏通的油层，生产时便会产生出液不均。 在大厚度油层中，携砂液首先进入层内亏空部位（这个部位一般在油层顶部），携砂液在进入地层的同时，有部分砂子会下沉在套管内堆积逐渐掩埋油层，使中下部层段得不到充填疏通，油井在生产时也就发挥不出最佳的产能。
2.3、挤压充填施工后不能实施有效反洗井
挤压充填施工后无法立即反洗出油管内石英砂，必须增加探冲砂工序，才能进行完井施工。延长了施工周期，增加了作业费用，也增加了冲砂液对地层的伤害机率。这是因为挤压充填后如果不关闭充填封隔器充填通道，而进行反洗井操作，地层没有扩散的压力会将油套环空沉积的石英砂层顶开，挤入地层的石英砂及地层砂会随同地层液体一同喷出，特别是地层压力较高的井这种情况会更加严重，其后果造成地层充填效果降低，绕丝堵塞，产能降低。
2.4、封上采下挤压充填防砂存在问题较多
2.4.1、无法实现小夹层分层开采
从目前封下采下防砂管柱结构可以看出，生产层与非生产层之间，必须有两级封隔器，使封上采下绕丝防砂工艺适应最小夹层不能小于10m。
2.4.2、出现挤压充填后卡管柱现象
分层挤压充填防砂的充填封为不循环封，卡封层在下入防砂管柱及防砂过程中出砂。如果砂子在充填封上沉积，便会造成无法丢手和卡管柱事故发生。
2.4.3、管外串槽时无法施工
这种现象表现在挤压充填施工时，生产层与非生产层之间有串槽，套管返水或起压力，而使挤压充填施工无法进行。
三、防砂工艺改进性研究
针对绕丝挤压充填防砂工艺出现的问题及不适应性，近两年来我们在完善和改进上开展工作，通过引进先进的工艺技术和创新研究，对绕丝挤压充填防砂工艺进行了完善和改进，基本解决了目前绕丝挤压充填防砂存在的问题，提高了作业效率，节省了作业成本，同时增加了单井产量，为采油厂生产任务的完成起到了保障作用。
3.1挤压充填后有效反洗井工艺的完善
针对挤压充填后不能实现有效反洗井的问题，我们主要采取了两种方法来解决：一是引进一种井口转换装置，二是改进了一种滑管井口，挤压充填防砂施工后快速倒扣丢手及关闭充填封通道，即时进行有效的反洗井操作。
滑动井口通过转动滑管和上提一定高度，来实现关闭充填封通道。便于倒扣丢手操作；高压软管与地面三通配合，降低了管汇高度，对接更加方便快捷。
3.2逆向挤压充填防砂工艺技术的应用
常规挤压充填的携砂液，是由充填工具进入油套环空，然后由上而下进入地层；逆向挤压充填携砂液，是经防砂工具、中心管，到达井下开关后，再由下而上地通过油套环空，进入地层。该工艺主要解决挤压充填防砂施工加砂量少；大厚度油层使地层部分层面，多层井使部分地层得不到改善的问题，措施后效果较好。
（1）提高挤压充填加砂量。由于砾石在筛套环空的液流方向是由层段的下部向上部流动，砂浆前沿便不存在砾石沉降和在层段底部的堆集，便于砂浆挤入炮眼。（2）对多生产层井能使各层达到最佳的充填效果。携砂液首先进入地层吸液启动压力相对较低的油层进行充填，随着亏空部分的填实，压力也会升高，当压力大于其它油层的吸液启动压力时，携砂液便会进入该油层，这种交替可在层与层之间转换多次，直至所有地层亏空及疏松部分被填实。
（3）对大厚度油层井，能改善每一层面的充填效果。携砂液首先进入层内亏空较大的部位，将亏空部位填实后，压力也会升高，携砂液便进入地层疏松地段，会根据地层的疏松程度，由大到小进行充填压实。（4）地层、射孔炮眼、筛套环空砾石充填过程一次完成，确保了砾石防砂体的连续性和整体性。在挤压充填结束后，打开套管闸门，降低排量，携砂液通过筛管进入中心管上行由油套环空返出，充填砂被阻挡在筛套环空，当环空填实，压力起升后充填完成， 形成“地层---炮眼---筛套环空”一个密闭、连续的防砂体。
3.3封上采下一体化工艺技术的研究
设计了封上采下一体化分层挤压充填防砂工艺，是将防砂、卡封管柱一次下入，座封丢手后在完成防砂管柱的同时也完成卡封管柱。结构是自下而上：底部开关+生产筛管+信筛+底部封隔器+盲封管+顶部封隔器 。这种防砂管柱有待现场应用进一步验证效果，预计后期可以解决三个问题：①在卡封层出砂，底部封隔器解卡无效时，主要措施是在顶部封隔器下接头设计有反扣，可从反扣处倒开，起出顶部封隔器，用套铣管冲出封上部环空砂子。②防砂筛管卡死不能解卡时，主要措施是底部封隔器下接头同样设计有反扣，解卡无效时，可从反扣处倒开，起出底部封隔器，用套铣管冲出防砂管环空砂子，便可将防砂管顺利拔出。③防砂管柱工具本体最大外径为107mm，可实现常规套铣管套冲，可以缩短作业占井时间，节省作业费用，完善了防砂工艺，提高了防砂效果。
参考文献：
[1]金潮苏，绕丝筛管高压充填防砂井失效原因及对策[J].石油钻探技术，2010.04
[2]刘伟，彭存仓等，低渗油藏高压充填防砂技术研究[J].特种油气藏，2005.02