(一)技術原理和工藝特點
該方法防砂原理可在井眼內(裸眼或套管內)正對出砂地層下入金屬全焊接的繞絲篩管,然後泵入礫石砂漿於篩管和井眼環空,如果是套管射孔完成井,還要將部分礫石擠入射孔孔眼和周圍地層空穴內,利用充填礫石的橋堵作用來阻止地層砂運移,而充填礫石又被阻隔於篩管周圍。這種多級過濾屏障,保證油流沿充填體內多孔係統經過篩管被源源不斷地舉升至地麵,而地層砂則被井製在地度內,實現油井期生產又不出砂或輕微出砂。
由此可見,礫石充填防砂具有以下特點:
1.防砂強度高
套管內、外密實的礫石充填體阻止地層骨架砂運移,保證地層結構不被破壞,而金屬繞絲篩管本身強度很大,滲流麵積大,因而,通過篩縫的流動阻力極小。所以,該過濾係統能隨很大的生產壓差而阻止地層出砂。經試驗研究,礫石充填能隨的Z大壓差為2.45MPa。
2.有效期長
由於防砂強度高,不鏽鋼繞絲篩管耐腐蝕,礫石(石英砂)的化學性能穩定,篩管和充填體過濾體係無運動部件,砂粒被阻隔於係統之外,因此,過濾係統可以保證長期安全生產,一般可以有效工作8~10 年,幾乎完一種永久性的防砂過濾係統。
3.適應範圍廣
由於防砂機理是基於多級過濾,加上多年的發展,技術成熟,可供選擇的工藝方式多,因而對地層、油井適應性很好。不管井段長短,地層流體特性,無論直井、斜井、常規井、熱采井,單層完成或多層完成均可獲得過功,成功率高達90%以上。但粉細砂岩不適用,因極細的地層砂時能逐漸侵入充填體內重逢堵塞而使防砂失效。
4.產能損失相對較小
任何一種防砂方法都不可避免地帶來油井的產能損失,也是因防砂保證油井正常生產而必需付出的代價。現場資料表明,正常的管內礫石充填產能損失約30%,但采取有效的補救措施後,產能損失可降至10%,這是完全可以接受的。這些技術措施在以後章節中有專門論述。
(二)礫石充填適用範圍及選井條件
1.不宜用於粉細砂岩(d50<0.07mm);
2.套管直徑小於5in 的小井眼施工困難,不適用或不用;
3.對於多層係油藏,若油田開發方案要求經常調換層係開采的油井不適用;
4.注水井不適用,水平井正在推廣應用。除以上條件外,絕大部分油氣井和地層都適宜采用礫石充填防砂技術,並已取得良好的效果,顯示了強大的生命力。