本發(fā)明涉及濾沙管防砂技術(shù)，具體地說是一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管及防砂方法。
背景技術(shù)：
孤島油田已進(jìn)入開發(fā)后期，為了有效地開采地下剩余油，斜井?dāng)?shù)量不斷增多。目前孤島油田有斜井556口，占總開井?dāng)?shù)的28.9％，而且仍然呈增長趨勢。斜井特殊的井身結(jié)構(gòu)使其生產(chǎn)狀況、工藝采用方面與直井有所不同。不斷增多的斜井使其生產(chǎn)狀況越來越值得關(guān)注。近來，隨著篩網(wǎng)式濾砂管的不斷推廣應(yīng)用，使防砂工藝上了一個新水平，但仍然存在注汽易損壞、部分井防砂周期短的問題。
專利號201110292433.5，公開了一種一種大斜度井套管預(yù)充填防砂方法及其專用濾砂管，包括中心的基管以及套在基管外側(cè)的內(nèi)繞絲篩管，所述內(nèi)繞絲篩管外側(cè)套有外繞絲篩管，所述內(nèi)繞絲篩管和外繞絲篩管之間預(yù)充填有陶粒砂層。所述基管和內(nèi)繞絲篩管之間套有濾網(wǎng)層，所述外繞絲篩管外側(cè)套有保護(hù)外套。所述基管上套有同時位于濾網(wǎng)層、內(nèi)繞絲篩管、外繞絲篩管、外保護(hù)層上端的上端環(huán)，該基管上還套有同時位于濾網(wǎng)層、內(nèi)繞絲篩管、外繞絲篩管下端的內(nèi)端環(huán)，在內(nèi)端環(huán)的下方的外保護(hù)層的下端設(shè)置有下端環(huán)。所述基管上還設(shè)置有扶正器。所述基管端部還設(shè)置有接箍。
上述公開發(fā)明技術(shù)通過預(yù)充填陶粒濾砂管實現(xiàn)了預(yù)充填防砂，提高了斜井防砂安全性和成功率。是在濾砂管預(yù)充填陶粒+雙層繞絲設(shè)計思路上，該防砂工藝實現(xiàn)注汽、防砂一體化。
(1)用陶粒充填層代替常規(guī)井筒礫石充填。陶粒砂圓球度高、耐沖蝕、耐汽蝕，充填成型后因有外層繞絲的保護(hù)，不能被蒸汽所沖散和溶蝕，防砂有效期長。預(yù)充填陶粒+雙層繞絲實現(xiàn)了注汽及注汽后防砂一體化。
(2)充填層的分流減壓作用。蒸汽或產(chǎn)液通過濾砂管時，經(jīng)過充填層粒間孔喉的分流作用，難以形成對防砂管繞絲及濾網(wǎng)的直接沖擊，大大延長了使用壽命。
(3)外保護(hù)套的分流作用。通過外保護(hù)套的側(cè)孔，注入蒸汽或產(chǎn)液均勻通過濾砂管，避免蒸汽或產(chǎn)液集中而沖蝕損壞。
但上述公開技術(shù)，仍然不能解決很多問題，比如不能保證預(yù)充填密實度，在礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時不能及時補充空隙；再比如扶正器受到大斜度井井身軌跡變化產(chǎn) 生外力，會對基管也就是篩管造成損壞；還比如不具有分級礫石參數(shù)設(shè)計；還有防砂管柱長期在井下工作，要承受產(chǎn)液沖刷、注汽沖刷和汽蝕等，充填層總是會有損失，可能會產(chǎn)生空隙。因防砂管柱外設(shè)計了外保護(hù)套，外徑大出砂后處理難度大，特別是大斜度井，往往需要大修來處理的問題等等。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管及防砂方法，能實現(xiàn)防砂后注汽、生產(chǎn)一體化，簡化轉(zhuǎn)周井施工工序，降低作業(yè)成本，提高防砂成功率。而且補償器通過壓緊彈簧的預(yù)緊力補償?shù)[石層損耗、加工過程中的偏差；可旋轉(zhuǎn)扶正器，外力作用在旋轉(zhuǎn)扶正器上予以消除，保護(hù)篩管。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管，包括中心的基管以及套在基管外側(cè)的內(nèi)繞絲篩管，所述內(nèi)繞絲篩管外側(cè)套有外繞絲篩管，所述內(nèi)繞絲篩管和外繞絲篩管之間形成充填環(huán)空，該充填環(huán)空內(nèi)預(yù)充填有陶粒砂，所述基管上套有同時位于內(nèi)繞絲篩管、充填環(huán)空、外繞絲篩管上端進(jìn)行封堵定位的上端環(huán)，所述基管上還套有用來頂在上端環(huán)上端面上的能實時保證預(yù)充填陶粒砂緊實度的補償器。
所述補償器包括補償套管、壓簧、壓帽，所述壓簧套在基管上，壓簧的下端頂住上端環(huán)，壓簧的上端設(shè)置壓帽，壓簧的外側(cè)設(shè)置補償套管。
所述基管上還套有同時位于內(nèi)繞絲篩管、充填環(huán)空、外繞絲篩管下端進(jìn)行封堵定位的下端環(huán)。
所述基管上還套設(shè)扶正器，且扶正器位于下端環(huán)的下方；所述基管端部還設(shè)置有接箍。
所述扶正器同軸式套在基管上后能在基管上沿軸線旋轉(zhuǎn)，所述扶正器內(nèi)壁與基管外壁為間隙配合或者兩者之間設(shè)置軸承。
所述基管為篩管，即基管上開設(shè)徑向的通往充填環(huán)空貫通孔。
為了達(dá)成上述另一目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管的防砂方法，其步驟為：
a、取得生產(chǎn)層油層物性參數(shù)，主要包括粒度中值、泥質(zhì)含量、分選系數(shù)；
b、根據(jù)適度防砂原則，確定濾砂管擋砂精度，進(jìn)而確定預(yù)充填陶粒參數(shù)、內(nèi)外繞絲篩管參數(shù)；
c、處理井筒，按處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖砂、通井、刮管處理工藝；
d、下預(yù)充填濾砂管，按下濾砂管操作規(guī)程將防砂管柱下到大斜度井套管所需位置，在濾砂管上懸掛封隔器，封隔器下方連接油管，該封隔器采取耐高溫型；
e、注汽，注汽后下泵；地面高壓泵車向大斜度井套管中的濾砂管中泵入沖洗液；同時地面高壓泵車向大斜度井套管和油管的環(huán)空泵入洗井液，將油管內(nèi)的礫石沖洗至地面；
f、對于礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時所產(chǎn)生的孔隙能夠通過補償器對預(yù)充填環(huán)空內(nèi)的陶粒砂能及時補充空隙；
g、該濾砂管在沖洗后直接轉(zhuǎn)周，注汽三輪次后更換濾砂管。
預(yù)充填濾砂管中的充填環(huán)空的陶粒砂礫石與地層填入的礫石按照分級充填設(shè)計，當(dāng)?shù)貙映涮?.3-0.6mm礫石時，預(yù)充填層為0.4-0.8mm；當(dāng)?shù)貙映涮?.4-0.8mm礫石時，預(yù)充填層為0.6-1.2mm。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
壓緊方式的優(yōu)化；在注汽、生產(chǎn)過程中，礫石充填層會產(chǎn)生一定的損耗；在加工過程中，最后對礫石層的壓緊常規(guī)方法對加工工藝要求高。為此，根據(jù)補償原理，我們在上端設(shè)計了補償器，通過壓緊彈簧的預(yù)緊力補償?shù)[石層損耗、加工過程中的偏差。使其在礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時能及時補充空隙。
扶正方式的優(yōu)化；為適應(yīng)大斜度井井身軌跡變化對防砂管的影響，設(shè)計了可旋轉(zhuǎn)扶正器，外力作用在旋轉(zhuǎn)扶正器上予以消除，保護(hù)篩管。所以從方便后期處理考慮，將固定式扶正器改成套入式，主要目的有兩個：一是降低后期倒扣處理扭矩，二避免焊接扶正塊時對中心管的損傷。
分級礫石參數(shù)設(shè)計；就是預(yù)充填層的礫石與地層填入的礫石按照分級充填設(shè)計，一般地層充填0.3-0.6mm礫石時，預(yù)充填層為0.4-0.8mm；地層充填0.4-0.8mm礫石時，預(yù)充填層為0.6-1.2mm。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1、接箍；2、基管；3、上擋環(huán)；4、彈簧；5、彈簧套；6、擋砂杯；7、內(nèi)繞絲管；8、外繞絲管；9、預(yù)充填陶粒；10、下?lián)醐h(huán)；11、扶正器。
具體實施方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
根據(jù)圖1，一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管，包括中心的基管2以及套在基管外側(cè)的內(nèi)繞絲篩管7，所述內(nèi)繞絲篩管外側(cè)套有外繞絲篩管8，所述內(nèi)繞絲篩管和外繞絲篩管之間形成充填環(huán)空，該充填環(huán)空內(nèi)預(yù)充填有陶粒砂9，所述基管上套有同時位于內(nèi)繞絲篩管、充填環(huán)空、外繞絲篩管上端進(jìn)行封堵定位的擋砂杯6，所述基管上還套有用來頂在上端環(huán)上端面上的能實時保證預(yù)充填陶粒砂緊實度的補償器。所述補償器包括上擋環(huán)3、彈簧4、彈簧套5，所述彈簧3套在基管2上，彈簧4的下端頂住擋砂杯6，彈簧4的上端設(shè)置上擋環(huán)3，彈簧4的外側(cè)設(shè)置彈簧套5。所述基管2上還套有同時位于內(nèi)繞絲篩管、充填環(huán)空、外繞絲篩管下端進(jìn)行封堵定位的下?lián)醐h(huán)10。所述基管上還套設(shè)扶正器11，且扶正器位于下?lián)醐h(huán)的下方；所述基管端部還設(shè)置有接箍1。所述扶正器同軸式套在基管上后能在基管上沿軸線旋轉(zhuǎn)，所述扶正器內(nèi)壁與基管外壁為間隙配合或者兩者之間設(shè)置軸承。所述基管為篩管，即基管上開設(shè)徑向的通往充填環(huán)空貫通孔。
大斜度井采取常規(guī)充填時，因攜砂液方向與礫石重力沉降方向存在一個夾角，這樣容易出砂砂堵和沉砂，部分井段充填不實或無充填；常規(guī)充填后期處理難度大；常規(guī)充填時需要更大的排量。預(yù)充填即通過地面預(yù)制工具并充填礫石，然后將預(yù)充填防砂管柱下入油井防砂，代替原來先下入防砂管、后井筒充填的工藝。預(yù)充填礫石的選擇是根據(jù)開發(fā)方式不同優(yōu)化，常規(guī)開發(fā)井選用石英砂，熱采開發(fā)井選用陶粒砂。陶粒砂圓球度高、耐沖蝕、耐汽蝕，充填成型后因有內(nèi)、外層繞絲的保護(hù)，不能被蒸汽所沖散和溶蝕，可延長防砂有效期，主要用在熱采井。石英砂來源廣、成本低廉，能滿足常規(guī)油井生產(chǎn)需要，非熱采井可以選用。
保證預(yù)充填密實的結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要是通過擋砂杯和彈簧給充填層一個預(yù)緊力，使其在礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時能及時補充空隙。
分級礫石參數(shù)設(shè)計。就是預(yù)充填層的礫石與地層填入的礫石按照分級充填設(shè)計，一般地充填粒徑0.3-0.6mm礫石時，預(yù)充填層粒徑為0.4-0.8mm；地層充填粒徑0.4-0.8mm礫石時，預(yù)充填層粒徑為0.6-1.2mm。
可旋轉(zhuǎn)扶正器的設(shè)計。為適應(yīng)大斜度井井身軌跡變化對防砂管的影響，設(shè)計了可旋轉(zhuǎn)扶正器，外力作用在旋轉(zhuǎn)扶正器上予以消除，保護(hù)篩管。
該技術(shù)共實施8口井，這些井日歷天數(shù)長，其效果更有說服力。
下表為預(yù)充填防砂技術(shù)先導(dǎo)試驗井情況：
先期實施8口井，最大井斜49.5°，平均43.8°，分布在渤76、渤89、孤南4、孤汽9等外圍區(qū)塊。與上個防砂注汽周期或同層鄰井相比，液量增加8.6方，增幅43％。生產(chǎn)周期明顯增長，平均701天已延長442天，4口井繼續(xù)有效。
通過上方的實施例列表：任選幾個說明一下：
實施例1：
一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管的防砂方法，其步驟為：
a、取得生產(chǎn)層油層物性參數(shù)，主要包括粒度中值、泥質(zhì)含量、分選系數(shù)；比如選擇gdn8x209井，地層膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，泥質(zhì)含量11.3％；粒度中值0.11mm；分選系數(shù)1.7，分選中等，孔隙度34.2％，平均空氣滲透率1502×10-3um2，膠結(jié)類型為孔隙接觸式；油層潤濕性為強親水。
b、根據(jù)適度防砂原則，確定濾砂管擋砂精度，進(jìn)而確定預(yù)充填陶粒參數(shù)、內(nèi)外繞絲篩管參數(shù)；在本實施例中，選擇繞絲0.3mm，陶粒砂0.4-0.8mm。內(nèi)繞絲篩管外徑107mm，外繞絲篩管外徑131mm。
c、處理井筒，按處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖砂、通井、刮管處理工藝；
d、下本發(fā)明的預(yù)充填濾砂管，按下濾砂管操作規(guī)程將防砂管柱下到大斜度井套管所需位置，在濾砂管上懸掛封隔器，封隔器下方連接油管，該封隔器采取耐高溫型；
e、注汽，注汽后下泵；地面高壓泵車向大斜度井套管中的濾砂管中泵入沖洗液；同時地面高壓泵車向大斜度井套管和油管的環(huán)空泵入洗井液，將油管內(nèi)的礫石沖洗至地面；選擇下入濾砂管直接注汽工藝，鄰井空井筒注汽。
f、對于礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時所產(chǎn)生的孔隙能夠通過補償器對預(yù)充填環(huán)空內(nèi)的陶粒砂能及時補充空隙；
g、該濾砂管在沖洗后直接轉(zhuǎn)周，注汽三輪次后更換濾砂管。
實施例2：
一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管的防砂方法，其步驟為：
a、取得生產(chǎn)層油層物性參數(shù)，主要包括粒度中值、泥質(zhì)含量、分選系數(shù)；比如選擇gdn8x209井，地層膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，泥質(zhì)含量11.3％；粒度中值0.14mm；分選系數(shù)1.7，分選中等，孔隙度34.2％，平均空氣滲透率1502×10-3um2，膠結(jié)類型為孔隙接觸式；油層潤濕性為強親水。
b、根據(jù)適度防砂原則，確定濾砂管擋砂精度，進(jìn)而確定預(yù)充填陶粒參數(shù)、內(nèi)外繞絲篩管參數(shù)；在本實施例中，選擇繞絲0.4mm，陶粒砂0.4～0.8mm。內(nèi)繞絲篩管外徑87mm，外繞絲篩管外徑118mm。
c、處理井筒，按處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖砂、通井、刮管處理工藝；
d、下本發(fā)明的預(yù)充填濾砂管，按下濾砂管操作規(guī)程將防砂管柱下到大斜度井套管所需位置，在濾砂管上懸掛封隔器，封隔器下方連接油管，該封隔器采取耐高溫型；
e、注汽，注汽后下泵；地面高壓泵車向大斜度井套管中的濾砂管中泵入沖洗液；同時地面高壓泵車向大斜度井套管和油管的環(huán)空泵入洗井液，將油管內(nèi)的礫石沖洗至地面；選擇下入濾砂管直接注汽工藝，鄰井空井筒注汽。
f、對于礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時所產(chǎn)生的孔隙能夠通過補償器對預(yù)充填環(huán)空內(nèi)的陶粒砂能及時補充空隙；
g、該濾砂管在沖洗后直接轉(zhuǎn)周，注汽三輪次后更換濾砂管。
實施例3：
一種大斜度井套管預(yù)充填濾砂管的防砂方法，其步驟為：
a、取得生產(chǎn)層油層物性參數(shù)，主要包括粒度中值、泥質(zhì)含量、分選系數(shù)；比如選擇gdn8x209井，地層膠結(jié)物以泥質(zhì)為主，泥質(zhì)含量11.3％；粒度中值0.12mm；分選系數(shù) 1.7，分選中等，孔隙度34.2％，平均空氣滲透率1502×10-3um2，膠結(jié)類型為孔隙接觸式；油層潤濕性為強親水。
b、根據(jù)適度防砂原則，確定濾砂管擋砂精度，進(jìn)而確定預(yù)充填陶粒參數(shù)、內(nèi)外繞絲篩管參數(shù)；在本實施例中，選擇繞絲0.4mm，陶粒砂0.6-1.2mm。內(nèi)繞絲篩管外徑105mm，外繞死篩管外徑133mm。
c、處理井筒，按處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖砂、通井、刮管處理工藝；
d、下本發(fā)明的預(yù)充填濾砂管，按下濾砂管操作規(guī)程將防砂管柱下到大斜度井套管所需位置，在濾砂管上懸掛封隔器，封隔器下方連接油管，該封隔器采取耐高溫型；
e、注汽，注汽后下泵；地面高壓泵車向大斜度井套管中的濾砂管中泵入沖洗液；同時地面高壓泵車向大斜度井套管和油管的環(huán)空泵入洗井液，將油管內(nèi)的礫石沖洗至地面；選擇下入濾砂管直接注汽工藝，鄰井空井筒注汽。
f、對于礫石層自然沉降、生產(chǎn)損失時所產(chǎn)生的孔隙能夠通過補償器對預(yù)充填環(huán)空內(nèi)的陶粒砂能及時補充空隙；
g、該濾砂管在沖洗后直接轉(zhuǎn)周，注汽三輪次后更換濾砂管。
本發(fā)明與常規(guī)充填比較如下：
(1)充填層
常規(guī)充填受井身結(jié)構(gòu)影響易充填不實、厚度不均勻；預(yù)充填環(huán)空層均勻，有補償預(yù)緊力保證密實。
(2)施工周期
常規(guī)充填施工周期一般2-4小時；預(yù)充填下入防砂管即可，節(jié)約2-4小時。
注汽后直接下泵，減少工序5道，縮短占井周期2天。
(3)油層保護(hù)
常規(guī)充填用液接觸地層、特別是低壓漏失井易產(chǎn)生油層傷害；預(yù)充填施工可減少常規(guī)充填時的油層傷害，注汽后直接下泵，減少地層進(jìn)液40方，降低了熱能損失,熱采井施工34口，累計減少熱損失折算標(biāo)準(zhǔn)油21.7噸。
(4)作業(yè)費用
兩種充填防砂一次作業(yè)費用相當(dāng)，當(dāng)下次帶濾砂管轉(zhuǎn)周時，單井可節(jié)約費用8萬元?，F(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)拔預(yù)充填防砂管報大修的情況，井下事故率降低。
結(jié)論：
用預(yù)充填防砂方法，可以減少占井周期，減少地層冷傷害，改善周期生產(chǎn)狀況，可 以取得增加周期內(nèi)產(chǎn)油量的的效果。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運用本發(fā)明的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。