油气井充填防砂方法及设备 【技术领域】
本发明涉及油气井防砂技术领域， 具体地说是一种油气井充填防砂方法及设备。背景技术 在油田的生产过程中， 会从地层中携带一些砂粒进入井筒， 这就是油气井出砂。 油 气井出砂是油气井减产或躺井的一个重要原因。油气井出砂造成的危害统称为砂害。油气 井出砂造成的危害主要为 ： 1、 使地面和井下设备严重磨蚀， 甚至造成卡井 ； 2、 冲砂检泵和 地面清罐等维修工作量剧增 ； 3、 砂埋油层或井筒砂堵造成停产 ； 4、 出砂严重时甚至造成井 壁坍塌和损坏油套管。 不但增加了生产成本， 还增加了开采难度。 疏松砂岩油藏防止油层出 砂是维持油井正常开采的一项关键的技术措施， 防砂工艺种类很多， 防砂功效各有千秋。 充 填防砂工艺技术是一类最为完善和有效的防砂工艺技术， 早期的绕丝筛管砾石充填， 只对 炮眼和筛管与套管环空进行充填。为了满足填充亏空地层的需要， 发展了地层填砂与筛管 砾石充填结合的复合防砂工艺， 为了简化施工工艺和提高施工效果， 发展了一次性封隔挤 压 ( 高压 ) 充填防砂工艺技术和压裂充填防砂工艺技术。这些充填工艺中是以水或水溶液 为携带介质携带充填颗粒进行充填防砂。裸眼井是对筛管与井筒之间的环空部进行充填， 套管完井是对筛管与套管之间的环空进行充填。由于充填施工中使用大量的水或水溶液， 施工过程中随着不同的井况， 都会产生不同程度的漏失和对地层产生不同程度的伤害。对 低压力系数和漏失严重的油气井甚至实现不了充填施工。 现有的充填防砂技术的主要缺陷 如下 ：
1、 不适用储层压力和严重漏失的井层， 油田开发到中后期此种井况越来越多。
2、 出砂气田的大量开发， 充填防砂在出砂气田应用是一种最为有效的方法。但采 用液体携带充填颗粒状， 液体将会大量漏失， 对于水敏性严重的气层将会严重影响产气效 果。
3、 随着水平井钻完井及其开采技术的完善及其取得的可观的经济效益， 使得采用 水平井开采油气田将越来越广泛， 为了减少钻完井的污染及其保护井筒， 裸眼筛管完井已 不局限于出砂油田， 采用裸眼筛管完井已是很普遍， 这些井中很多是不适合采用液体携带 颗粒充填。
4、 城市用气量的高速增长， 用气的需求量随季节性有较大的差别， 因此储气库的 建设必然越来越迫切， 而储气库的裸眼筛管完井充填 ( 保护筛管和井筒 ) 是一种有效和必 要措施， 储气库所选择的地层压力系数都是比较低， 渗透性也比较低， 采用现有的充填技术 由于漏失而建立不起有效的循环， 很难实现充填施工。另外采用现有技术将会有大量的液 体漏失进地层， 因此这类较低渗透能力的地层经不起外来液体的污染。
5、 为了提高采收率， 油田对于钻完井及开发技术的要求亦越来越高， 而现有的充 填技术容易造成地层污染， 对井筒及附近井壁产生破坏。
发明内容为了解决现有技术中存在的上述问题， 本发明提供了一种适用范围广， 不污染地 层， 并对地层有解堵增产的油气井充填防砂方法。
为了解决上述技术问题， 本发明采用了如下技术方案 ：
油气井充填防砂方法， 采用气体或泡沫代替液体作为携带介质携带充填颗粒进行 充填。
进一步， 在充填前， 采用气体或泡沫作为循环介质进行循环洗井。
进一步， 在充填后， 采用气体或泡沫作为反循环介质， 把多余的充填颗粒反洗出地 面。
进一步， 所述充填颗粒是粒径为 0.2 ～ 2mm， 密度为 1.0 ～ 3.0g/cm3 的石英砂颗粒、 陶瓷颗粒或塑料颗粒。
进一步， 所述气体为空气、 氮气、 二氧化碳和雾化水气。
本发明的另一目的为提供一种上述油气井充填防砂方法用的设备， 其技术方案如 下：
油气井充填防砂设备， 包括由充填工具和传输管柱组成的充填管汇， 还包括第一 压风机、 第二压风机和颗粒添加装置， 第一压风机与传输管柱的上端连通， 第一压风机与传 输管柱之间设有颗粒添加装置， 第二压风机与传输管柱与油气井套管之间的环空连通。 进一步， 所述传输管柱的垂直段内设有螺旋管， 所述第一压风机与螺旋管连通。
进一步， 所述第一压风机和第二压风机的进气端分别连接水溶液雾化器。
与现有技术相比， 本发明的有益效果在于 ：
1、 实现了低压力系数的油气层和漏失严重的油气层的充填施工。 适用于不同压力 系数的地层施工。适用于直井、 水平井、 和其它定向井。
2、 采用气体进行充填的过程没有液体的漏失， 避免了充填施工中液体对地层的污 染和伤害， 把污染降低到了最低的程度。同时也降低了对地面的环境污染。
3、 对井眼具有气举解堵的作用， 因此对井眼和近井地层具有很好的解除堵塞的作 用。
4、 减少了充填过程中填充颗粒与地层颗粒混合， 更好地确保了充填层渗透性能。
5、 除了使用常规石英砂和陶粒作为充填材料外， 还可以有针对性地选用低密度的 特种颗粒 ( 如有机塑料颗粒 ) 作为充填颗粒， 能更好地被携带， 能更好地满足长井段水平井 充填的要求。
6、 确保了更好的充填效果和更好的开采效果。
附图说明
图 1 为本发明的油气井充填防砂设备的结构示意图 ； 图 2 为本发明的油气井充填防砂设备的传输管柱的直井段的结构剖图。具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述， 但不作为对本发明的限定。
油气井充填防砂方法， 包括如下步骤 ：
(1) 通井， 裸眼井段通井采用钻进的钻头通井， 套管内通井采用直径相当的通井规通井。 (2) 下充填管汇， 裸眼筛管完井充填先下完井管汇， 再下充填管汇 ； 套管内充填直 接下入充填管汇。充填管汇包括传输管柱和充填工具。充填工具包括丢手式或插入式充填 工具， 即传输管柱与充填工具丢手连接或插入连接。
(3) 洗井， 采用气体或泡沫作为循环介质进行循环洗井， 包括用气体或泡沫清洗钻 完井泥浆， 如果井内有液体， 采用气体或泡沫作为循环介质进行正循环驱替井内液体溶液。
(4) 充填施工 ： 裸眼筛管完井的井是对筛管与井筒环空部分用充填颗粒充填， 套 管完井的充填是对筛管与套管环空与射孔孔眼部分用充填颗粒充填。 充填设备采用压风机 和加充填颗粒 ( 砂 ) 的装置， 压风机压入作为携带介质的气体或泡沫， 气体或泡沫携带充填 颗粒， 并将充填颗粒顶替到目的位置。
(5) 上提传输管柱， 丢手式充填工具先丢手后上提传输管柱 1-2m， 插入式充填工 具直接上提传输管柱 1-4m。
(6) 采用气体或泡沫介质进行返循环洗井， 气体或泡沫从套管环空进入， 从丢手以 上的传输管柱返出地面。洗出传输管柱内多余的充填颗粒。
(7) 起出丢手以上传输管柱。
其中步骤 (3) 中 “气体” 包括空气、 氮气、 二氧化炭和雾化水气。泡沫是由发泡剂 水溶液与气体混合发泡而成。
其中步骤 (4) 中 “充填颗粒” 包括石英砂颗粒、 陶瓷颗粒或塑料颗粒， 所述颗粒的 3 粒径为 0.2-2mm， 密度为 1.0-3.0g/cm 。
本发明的油气井充填防砂方法与现有技术的不同主要在于步骤 (3)、 (4) 和 (5) 中 采用的携带介质为气体或泡沫， 取代液体作为携带介质。消除了液体作为携带介质在油气 井充填防砂过程中的缺陷。
如图 1 所示， 图 1 为本发明的油气井充填防砂设备的结构示意图。油气井充填防 砂设备， 包括由充填工具 1 和传输管柱 2 组成的充填管汇， 还包括第一压风机 3、 第二压风 机 4 和颗粒添加装置 5， 第一压风机 3 与传输管柱 2 的上端连通， 第一压风机 3 与传输管柱 2 之间设有颗粒添加装置 5， 第二压风机 4 与传输管柱 2 和油气井套管 6 之间的环空连通。
作为本实施例的一个优选， 所述传输管柱 2 和油气井套管 6 之间的环空还与外排 接收器 9 连通。
作为本实施例的一个优选， 如图 2 所示， 图 2 为本发明的油气井充填防砂设备的传 输管柱的直井段的结构剖图。所述传输管柱 2 的垂直段内设有螺旋管 7， 所述第一压风机 3 与螺旋管 7 连通。
作为本实施例的一个优选， 所述第一压风机 3 和第二压风机 4 的进气端分别连接 气源 8。当携带介质采用雾化水汽时， 以水溶液雾化器替代气源 8 与第一压风机 3 和第二 压风机 4 的进气端连接。当携带介质采用泡沫时， 以泡沫发生器替代气源 8 与第一压风机 3 和第二压风机 4 的进气端连接。
其中传输管柱的直井段可用直油管或内装螺旋管的油管， 传输管柱的水平段采用 常规油管即可。
当然， 本发明的油气井充填防砂设备还包括本领域技术人员来说常用的辅助工 具， 如扶正器 10、 丝堵 11 和封隔器 12 等。在此不再赘述。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例， 不用于限制本发明， 本发明的保护范围 由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内， 对本发明做出各 种修改或等同替换， 这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。