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林維民 趙華 / 勝利油田孤東采油廠     
 
孤東油田埋藏淺，泥質(zhì)含量高，膠結(jié)疏松及油稠等因素造成了油層出砂嚴(yán)重，防砂治砂一直是井下作業(yè)生產(chǎn)的一項主要任務(wù)，從開發(fā)初期到目前采用機(jī)械、化學(xué)幾十種的防砂方法，通過多年的摸索論證，繞絲管礫石充填防砂方法對孤東油田地層類型較適應(yīng)而被目前廣泛采用。作為一項常規(guī)工藝，擠壓礫石充填防砂工藝應(yīng)用后，取得了較好的效果，有效地解決了制約孤東油田防砂與解除地層堵塞同時進(jìn)行的難題，該工藝占到防砂井的85％以上。但實際應(yīng)用中也存在一些問題，充填過程中礫石破碎，滲透率降低；井斜度大導(dǎo)致充填難度增大；生產(chǎn)層位多，部分地層得不到改善，產(chǎn)能受限等問題。技術(shù)人員和工人技師們經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)，開發(fā)出了底部擠壓充填防砂技術(shù)，應(yīng)用后取得了很好的效果。
 
常規(guī)擠壓充填技術(shù)工藝的不足
 
擠壓充填防砂工藝是利用充填封隔一體化工具連接繞絲篩管（割縫管）下入井內(nèi)，繞絲管對準(zhǔn)油層部位。地面壓裂車組擠入一定排量、一定壓力的攜砂液，把充填砂攜帶擠入地層，在井筒周圍形成一定厚度的充填砂體，再通過施工參數(shù)調(diào)整，使充填砂在繞絲管與套管環(huán)空內(nèi)沉積壓實，完成充填施工。
擠壓充填工藝在有效地防住油層大量出砂的同時可以改善近井地帶滲透性，提高油井供液能力，解決了防砂與解除地層堵塞不能統(tǒng)一的問題，實現(xiàn)了既防砂又增產(chǎn)的目的。
擠壓充填防砂后，在井筒周圍形成一定厚度的充填砂體，如（圖1）所示，充填砂體一般采用0.4-0.8的石英砂，滲透率高達(dá)121μm2，遠(yuǎn)高于孤東油田館陶組地層滲透率。擠壓充填防砂工藝并不是地層預(yù)充填技術(shù)與環(huán)空礫石充填防砂工藝的簡單相加，無論在提高防砂能力方面，還是在減少地層堵塞，增加油井產(chǎn)能方面，擠壓充填都比地層預(yù)充填加套管內(nèi)礫石充填工藝具有明顯優(yōu)勢。

擠壓充填防砂技術(shù)工藝的不足
擠壓充填防砂雖然具有很多優(yōu)點，但通過近幾年在施工中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)擠壓充填在地層改造過程中，存在諸多問題，主要表現(xiàn)為充填過程中礫石破碎，滲透率降低；井斜度大導(dǎo)致充填難度增大；生產(chǎn)層位多，部分地層得不到改善，產(chǎn)能受限；部分層間距和滲透率差異大，分層充填效果不佳。此外，生產(chǎn)層段跨度大還導(dǎo)致地層、炮眼、篩套環(huán)空的礫石充填不密實等問題。

2022年共施工繞絲擠壓充填井160口。其中，47口井達(dá)不到設(shè)計砂量，占施工總數(shù)的29.4%。其中，20口井的生產(chǎn)油量等于或大于修前油量，占達(dá)不到設(shè)計砂量井?dāng)?shù)的42.6%；17口井的生產(chǎn)低于修前油量，占達(dá)不到設(shè)計砂量井?dāng)?shù)的36.2%；10口井進(jìn)行了二次施工，占達(dá)不到設(shè)計砂量井?dāng)?shù)的21.3%。這47口井中，29口為多層井，占61.7%；還有6口井屬于單層施工壓力低于10.0MPa低壓高滲漏失井，占13%。雖然這些井在一定時間內(nèi)能夠正常生產(chǎn)，但因井筒周圍礫石砂過少，部分井的產(chǎn)液量逐漸降低，無法達(dá)到增產(chǎn)目標(biāo)，甚至低于修前液量。

底部擠壓充填防砂技術(shù)工藝的優(yōu)勢
如圖所示，底部擠壓充填防砂與常規(guī)擠壓充填不同的是它的底部性。如果常規(guī)繞絲擠壓充填攜砂液攜帶礫石經(jīng)過油管自充填工具進(jìn)入篩套環(huán)空，下行后進(jìn)入地層的流向由上而下為正充填方式。那么，攜砂液攜帶礫石經(jīng)過油管自井下開關(guān)進(jìn)入篩套環(huán)空，上行后進(jìn)入地層的流向由下而上便為底部充填方式。
 
該工藝管柱主要包括：井下開關(guān)、防砂篩管、信號篩管、懸掛封隔器四部分組成。
技術(shù)優(yōu)勢：采用單一層流將礫石進(jìn)入油套環(huán)空，確保礫石不會破碎或堆積，便于砂漿擠入炮眼。利用礫石單一層流進(jìn)入地層后的穩(wěn)定流態(tài)，保證充填層滲透率的提高。采用沒有黏度的攜砂液，加強(qiáng)對近井地帶和炮眼的充填密實性和滲透率的保證。解除近井地帶的傷害和實現(xiàn)增產(chǎn)措施同時進(jìn)行，采用壓裂充填技術(shù)對油氣層進(jìn)行改造，并改善外來工藝的污染問題。通過液流方向和壓力的控制實現(xiàn)自動分層充填，進(jìn)一步減緩礫石的沉降速度，避免砂橋和空洞的形成。采用同一壓力下完成多層段的充填，降低層間啟動壓差，減少相互干擾，提高生產(chǎn)效率。優(yōu)化篩套環(huán)空充填質(zhì)量，確保環(huán)空充填密實和充填層滲透率的提高。生產(chǎn)時通過利用蠕動自潔防砂管本身的特點，清除井眼附近地層砂，以減少油流阻力，提高和穩(wěn)定油井的產(chǎn)量。
 
新技術(shù)工藝在孤東油田取得良好效果
底部擠壓充填工藝在達(dá)到安全可靠的基礎(chǔ)上，還具有一系列的技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)。與常規(guī)擠壓充填相比，底部擠壓充填工藝可以提高加砂量25%，同時因施工管柱不產(chǎn)生壓差，避免了油管破裂等施工失敗問題，提高了施工成功率。此外，該工藝還避免了常規(guī)擠壓充填防砂卡管柱的問題，并實現(xiàn)在完成地層改造的同時提高環(huán)空充填質(zhì)量，改善防砂效果，延長油井免修期。同時，每施工一井次，該工藝還可減少一次沖砂工序，縮短占井周期一天，提高了施工效率。這些技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)的實現(xiàn)為油井開采提供了更可靠的保障。
2023年7月以來，底部擠壓充填防砂工藝在孤東油田實施了5井次，截止到12月15日，累計增油1968.4t，特別是GD6-39-45井有施工前的0.9t，提高到目前的10.0t，GD2-18-56井有施工前的1.3t，提高到目前的7.2t。取得經(jīng)濟(jì)效益399.63萬元。采用底部擠壓充填防砂，能有效解決目前常規(guī)擠壓充填施工中，部分井存在的加砂量少，壓力起升快的問題，同時完善了防砂工藝，減少了一次沖砂工序，避免了一次壓井液入井，相對降低了地層污染機(jī)率，使油層發(fā)揮了最大生產(chǎn)潛能，避免了后續(xù)增產(chǎn)措施的投入。