防砂配管讲座

防砂配管讲座增产技术中心2005.08.11提纲一、防砂基本知识二、配管原则三、配管实践四、防砂作业简介五、防砂作业注意事项六、泵砂作业探讨防砂作业•套管内砾石充填防砂完井•裸眼砾石充填完井•裸眼钻井压裂适度防砂完井•裸眼膨胀筛管防砂完井•套管内预充填防砂完井防砂作业地层出砂原因内因：地层疏松；油层结构变化外因：工作制度不合理；措施不当；油井出水渤海海域油层特性1、生产层位：沙河街、东营、馆陶、明化2、油层特性：砂岩、胶结疏松、易出砂、非均质性严重、声波时差大于95毫秒需要采取防砂措施防砂方法单层防砂：STACKPACK多层防砂：BAKERMINI-BETA；Halliburton：DUAL-TRIPSINGLETRIP；Schlumberger：MZST防砂方法循环充填高速水充填微压裂充填压裂充填胶液充填盐水充填序号凝胶充填水充填1用液少，管外、炮眼充填系数低用液多，漏失严重，管外、炮眼充填系数高2高粘度，不宜形成砂桥低粘度，容易形成砂桥3材料多，成本高材料少，成本低4施工工序多，设备多施工工序少，设备少5候沉时间长，不能连续作业无候沉时间，可连续作业6砾石沉降效应严重，充填不密实几乎没有沉降效应，充填密实凝胶充填与水充填特点对比防砂参数确定砾石直径：D50=(5-6)d5000.10.20.30.4900100011001200130014001500井深(m)d50(mm)NB35-2-1NB35-2-2NB35-2-4NB35-2-5NB35-2-6Ng组Nml组d500.06mm砂样所占比例约为9%筛管缝隙：Ws＝(1/2-2/3)D50防砂参数确定筛管直径：其外径和套管的间隙应保证有3/4~1”以上的充填厚度盲管直径：盲管尽量与封隔器和筛管外径一致套管尺寸（in)筛管盲管尺寸(in)尺寸(in)筛缝(in)95/851/20.00851/2740.00841/2防砂管柱结构顶部封隔器隔离封隔器堵塞器BHLBHLBL坐封工具配管原则外部防砂管柱第一步：核实数据•油藏要求防砂层段•口袋长度：人工井底到射孔段底部距离•考虑是否需要增加盲层段•井斜－钻杆坐封桥塞配管原则外部防砂管柱•桥塞：射孔段底界以下5ft•隔离封隔器：射孔段底界以下5ft•顶部封隔器：至少20ft盲管•筛管：覆盖射孔段上下5ft•盲管：根据筛管和封隔器总成间的距离而定第二步：初配管配管原则外部防砂管柱•服务工具最少原则调整——调整层段尽量等长（筛管＋盲管＋充填滑套总成）•封隔器ELEMENT坐封位置校核（CCL－CBL)第二步：精配管配管原则内部服务管柱•上部隔离密封总成：N（层数）－2•底部隔离密封总成：不等长防砂层段数－1第一步：确定服务工具数量STSinglezonespaceoutONETRIP配管技术(三层）6608注：6608－6594＝14‘和2-3/8”STINER连接661066056565（40）66086563（45）652464976463（34）64277084（27）6400633664956465（30）63386398（60）（64）631684（67）（70）（32）（20）64966543（47）6608（65）63176284（11）63996446（47）64976524（27）（51）62956322（27）6295（77）655163176284649677（47）654363926419（27）（75）65946635659441注：需要添加的密封段。暂不知道长度和位置。（51）这就是添加的密封段长度和实际位置。ONETRIP三层配管技术（33）64966317179－3＝176（2-7/8同心管)(27)（27‘）6991698669896865（121）6862（127）658265526466（86）6463（92）40714063856388（27）6177（208）6174（214）407598159515647（304）595456445599355（310）5567（33）（27）（27）69897016（27）38866016554（47）5600（33）65556582（27）63876434（47）（121）557856055578（27）78259536000（47）63886415（27）38834859545981（27）55785625（47）3296989655470166601（47）38865556415329（FOR4ZONE）位置待定（121）FOR2ZONE（FOR1、3ZONE）782（FOR2ZONE）348（FOR3层）577257455600（145）61796206（407）新增加的密封段672267496930（181）6957（32）四层(29.22)(29.22)(29.22)(105)(65.3)(90.55)6054.16119.46156.86261.86343.166433.716010.57(34.9)(38.5)6049.076124.47(148.8)6153.69142.36266.79113.96335.316436.71169.92113.175.4101.4(39.3)(34.78)6654.526689.35975.676465.936645.646693.246694.3257.5947.6(54.57)6436.966491.536720.445986.676017.05(30.38)5975.67(36.0)(27.2)6267.046321.61(54.57)6436.716463.91(27.2)6124.726179.29(54.57)6293.99(27.2)5986.675980.676124.476151.67(27.2)6035.24201.71(ZONE1)227.31140.7113.1(ZONE3)(ZONE2)(54.57)6266.79115.16296.01(179.71)(5’)(3’)(4.99’)(5.07’)87.589.23115.187.56574.766579.0389.23(ZONE4)6606。636633。8359.61(58.87)249.99ZONE3)(ZONE2)425.296186.976156.596329.296298.91(111.94)(146.02)107.67249.99(30.38)(30.38)107.676011.67JZ9-3-E1-2井(4层)配管数据1230.565519.95550.5437.45648.65953.0(304.4)5644.5(94.0)5957.35984.4(27.1)6176.0(191.6)6391.6(215.6)(312.8)434.36418.7(27.1)6465.1(46.4)(94.0)6559.16586.2(27.1)(275.6)6861.8(130.4)6992.26993.26179.16387.1(208.0)6468.26554.1(85.9)6866.86988.2(121.4)167.5433.1406.8407.2140.4406.0D6井四层配管数据117019.3(27.1)(54.57)6559.356613.92(378.28)5530.9(30.38)5561.286391.85(54.57)6446.426559.1(27.1)6586.2(112.68)(830.57)6391.6(27.1)6418.75957.36011.875530.95561.28(30.38)(396.02)(379.73)5524.9(54.57)5579.475957.3(27.1)5984.4(54.57)(377.83)5555.9(36.0)?应将第4层和顶层统一(5.0’—PA顶部以下)For377.83/379.73/378.68(对第三层和第四层的充填效果不会产生明显影响)112.686991.756726.6830.57396.02(30.38)(30.38)(27.1)6753.7SPACEOUTPRACTICEEX.1：完成外部防砂管柱配管防砂段（m）井斜（OC）人工井底（m）1760.2-1777.07122612052.1-2082.02093-2111.0SPACEOUTPRACTICEEX.2：完成外部防砂管柱＋内部服务工具配管防砂段（m）井斜（OC）人工井底（m）1568.2-1580.94520151677.9-1687.01809.0-1819.01834.0-1856.0砂量计算筛套环空砂量V1：L筛×л×(ID套^2-OD筛^2）/4盲套环空砂量V2：L盲×л×(ID套^2-OD盲^2）/4L盲＋充填滑套以下部分30ft,取30；L盲＋充填滑套以下部分30ft，取实际长度射孔孔道充填砂量W：L静×F预测总砂量：（V1+V2)×100(102)+W+5-10%的附加量下沉砂封隔器射孔完毕，再次刮管洗井冲砂后即可下入沉砂封隔器。一般油井用电缆下入，井斜大的井可以用钻杆下入。坐封程序同TOPpacker下防砂管柱下定位密封总成。下筛管，下入时检查筛管的筛缝。下盲管。下隔离封隔器总成。下防砂管柱下中层筛管、盲管及隔离封隔器总成。下上层筛管、盲管。下服务工具所有的筛管、盲管及隔离封隔器已经下入完毕，将整个管串悬挂于井口，即可下服务工具。下底部密封总成。下冲管。下砾石充填转换工具。下冲管。下中间密封总成。下冲管。下中心管试压所有的隔离密封、充填转换工具及冲管已经下入完毕，将整个管串悬挂于盲管顶部，即可在服务工具内部下入中心管。下完中心管后，中心管插入充填转换工具内；在中心管顶部装盲堵，在下入位置和循环位置对中心管与冲管环空试压。下顶部封隔器总成冲管试压完毕，即可将中心管、顶部转换工具及顶部封隔器的总成逐层连接。先连接中心管，再连接转换工具与冲管，最后连接封隔器总成与盲管。下钻、座封顶部封隔器连接完顶部封隔器总成，连接钻杆，下钻使定位密封插入沉砂封隔器。连接地面管线，钻杆内打压，座封顶部封隔器。关闭防喷器，环空打压验封。服务工具脱手验封完毕，打开防喷器，正转管柱12-15圈。上提管柱服务工具脱手。座封隔离封隔器服务工具脱手后，再次下放至最低位置，上提至第二负荷显示位置。钻杆打压，座封底层隔离封隔器。隔离封隔器验封在座封位置上提管柱至压力下降，钻杆打入液体，环空无返出，验封。底层砾石充填服务工具再次下放到底，上提找好循环位置和反循环位置，在循环位置关闭万能防喷器，先做循环测试，测试完毕即可进行砾石充填。底层反循环冲砂出现脱砂压力后，停止泵砂；环空打压，保持压力上提管柱至压力下降，开泵环空替入液体反循环冲砂。底层检验充填效果反循环冲砂完毕，管柱再次下放至循环位置，验证充填效果。根据此时的泵排量和压力，可以计算出充填系数和盲管砂高。上提至中层作业底层验证合格后，上提管柱至中层。首先座封中层隔离封隔器并验封。进行中层砾石充填并验证充填效果。上层砾石充填作业中层验证合格后，上提管柱至上层。进行上层砾石充填并验证充填效果。作业完毕起出服务工具。准备下步作业起出服务工具后，只留筛管、盲管及封隔器在井内。下步可以准备下生产管柱。充填系数计算盲管外砂高计算：达西定律Height=P*K*A2P*K*A21279*Q*A+4.63Q2*K.45P=SandoutDifferentialPressurepsiQ=CirculatingRate@Restressbpm=CarrierFluidDensityppgA=AnnularVolumeBlank-Casingft3/ftK=PermeabilityofGravelDarcy=CarrierFluidViscositycps13690.968.661.11.0充填系数计算充填系数