【正文】 6）質(zhì)量控制。 5）完井管柱的清洗和浸酸。假若使用鉆桿作為充填管柱，在管柱下井之前必須用酸清洗干凈管內(nèi)的鐵銹、污垢和其他雜質(zhì)。 4）礫石充填工作管柱。如果有許多井要鉆井，同時(shí)要完井，即鉆一口井后立即進(jìn)行一口井的充填礫石防砂完井作業(yè)，那么鉆井期間最好預(yù)留出專門的池供完井時(shí)存放完井液。鉆井時(shí)使用泥漿池、地面管線，完井時(shí)也要使用這些設(shè)備。 3）泥漿池和地面管線。建議在完井階段只在鉆桿外螺紋端涂抹少量螺紋油，并且在下入防砂管柱的這趟鉆桿上完全不用絲扣油。因此，鉆桿內(nèi)、外壁都 需用完井液循環(huán)清洗干凈。 2）鉆桿。 套管內(nèi)壁的鐵銹、水泥顆粒和其它顆?？赡軗p害地層。鉆桿、地面管線、泥漿池或其它設(shè)備更為重要，以避免其對完井液清潔度的影響。對于礫石充填防砂完井作業(yè)最壞的影響可能就是井筒的不規(guī)則和使用了不配伍的鉆井液而造成對地層的污染。 7．井筒、地面流程和工作管柱的準(zhǔn)備與處理 （ 1） 鉆井 鉆井作業(yè)對防砂完井作業(yè)有極大的影響。斜井中使用的扶正器應(yīng)考慮耐磨性和強(qiáng)度的問題。那些無須進(jìn)行酸化作業(yè)的油、氣井也可使用鋁合金卡箍式扶正器。 管內(nèi)防砂管柱大多數(shù)采用葉片式扶正器，是用半圓形鐵片直接焊在篩管中心管外螺紋一端和盲管外螺紋一端上，如圖 9312 葉片式扶正器，也可預(yù)制成卡箍式扶正器，在管柱入井時(shí)，用螺栓固定在管柱的一定的位置上，結(jié)構(gòu)如圖 9313 所示。如果不使用扶正器或使用數(shù)量不夠，防砂管柱就可能偏向一邊，使這一邊充填礫石減少，甚至完全得不到礫石，地層流體從炮眼里出來就會直接沖蝕篩管而造成穿孔，導(dǎo)致防砂過早失敗。 （ 8）沖洗管插入密封段 沖洗管插入密封段用來封隔上、下二層的防砂地層，以阻止在礫石充填全過程中完井液漏失進(jìn)入非作業(yè)層，確保作業(yè)層的循環(huán)流程暢通。 （ 7）沖洗管 沖洗管用于延長旁通工具的回流端口，其選擇原則是：沖洗管外徑與篩管內(nèi)徑的 最佳比值為 ．比值越大，沖洗管與篩管的環(huán)空越小，回流慢，壓差大，礫石難沉淀，充填困難；比值越小，環(huán)空越大，回流過快，容易形成砂橋，影響充填效果。圖 9311 上、下信號篩管的位置，為上、下信號篩管位置示意圖。使用下部信號篩管，可以提供準(zhǔn)確的開始擠注時(shí)間。當(dāng)?shù)[石砂漿到達(dá)底部，礫石把下部信號篩管埋 住，地面施工壓力就會明顯上升，操作人員便可轉(zhuǎn)入下道工序，使工具進(jìn)入擠注狀態(tài)。如上部信號篩管的作用是充填礫石堆積到生產(chǎn)篩管頂部后，地面充填壓力可相對穩(wěn)定，直到礫石把盲管段環(huán)形空間全部填滿達(dá)到信號篩管后，壓力又開始上升，且上升速度較快，當(dāng)信號篩管全部被礫石埋死后，壓力劇增，表明井筒內(nèi)礫石儲備量已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，充填停止，可以轉(zhuǎn)入下一個(gè)工序。如常規(guī)低密度循環(huán)充填選用上部信號篩管；高密度充填選用下部信號篩管，有些高密度擠壓充填也可省去信號篩管。高密度擠壓充填的盲管長度至少應(yīng)等于 20m （ 60ft），裸眼完井的盲管段不應(yīng)設(shè)計(jì)在套管里，因?yàn)榕c裸眼井段相比，盲管與套管環(huán)形空間儲存的礫石量相對較少，所以應(yīng)在產(chǎn)層以上蓋層中適當(dāng)加長擴(kuò)充段，以容納較多的儲備礫石。其長度應(yīng)根據(jù)充填方法不同有所差別 。儲備的礫石在環(huán)形空間中還起到了阻止地層流體沿著環(huán)形空間向上運(yùn)動(dòng)的作用。施工結(jié)束后，充填礫石會發(fā)生密實(shí)性沉降，也有可能通過炮眼進(jìn)入地層，這就會使礫石充填的高度下降。 （ 5）盲管直徑和長度的選擇 盲管是一般油管或套管，位于生產(chǎn)篩管與信號篩管之間或生產(chǎn)篩管與充填工具之間。若使用 20／ 40 目或更小的礫石，環(huán)空間隙尺寸保留 19～ （ 3／ 4～ 1in）即可。 裸眼和套管內(nèi)礫石充填完井各種井徑與篩管直徑配合原則上應(yīng)符合礫石尺寸越大，充填厚度也相應(yīng)加大的規(guī)律。 對于裸眼礫石充填完井，篩管外徑應(yīng)等于或小于裸眼井徑減去 100mm，也就是說礫石充填環(huán)形空間的徑向厚度不小于 50mm。充填層太薄不利于防砂，地層流體很容易沖開單薄的礫石層直接沖刺篩管，致使篩管破壞，防砂失敗。 7）特殊要求。 5）篩管長度。 3）繞絲縫隙尺寸。 通常篩管的公稱長度有 9m、 6m、 3m（ 30ft、 20ft 和 10ft）數(shù)種，訂購繞絲篩管時(shí)，應(yīng)詳細(xì)說明以下內(nèi)容： l）繞絲篩管的型號（即商標(biāo)名字）。 （ 3）繞絲篩管的長度 生產(chǎn)篩管的設(shè)計(jì)長度應(yīng)超過產(chǎn)層射孔段上、下界各 ～ ；裸眼完井的篩管長度應(yīng)超過擴(kuò)眼產(chǎn)層上、下界各 1m 以上。那么，篩管縫隙尺寸應(yīng)在下列兩個(gè)數(shù)值之間： l/2＝ 2/3＝ 取圓整值為 。具體計(jì)算應(yīng)等于最小充填礫石尺寸的 1/2～ 2/3。 （ 2）繞絲篩管和割 縫襯管縫隙大小的選擇 從防砂工藝的要求來看，縫隙尺寸是防砂管柱最重要的設(shè)計(jì)尺寸。此外，針對特殊油、氣井的條件，還可以選用特殊的材質(zhì)和設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)來制造繞絲篩管。如果井液腐蝕性弱，地層砂較粗，產(chǎn)能又偏低的地層可以適當(dāng)選用割縫襯管；反之，應(yīng)選用繞絲篩管。割縫襯管也可以加工成外小內(nèi)大的縫隙形狀，但加工麻煩，費(fèi)時(shí)耗資，成本上升。受銑刀寬度的限制， 以下的割縫寬度加工困難，因此割縫襯管適用于中一粗地層砂。 割縫襯管可直接使用鋸片銑刀在銑床上銑削套管壁而制成。綜合上述優(yōu)點(diǎn)，繞絲篩管成為被廣泛應(yīng)用的原因。制成繞絲篩管（看圖 923 繞絲篩管）。接箍與縱筋從篩套內(nèi)徑處焊牢，以免影響篩管整體強(qiáng)度。在繞制過程中，繞絲和縱筋的每一個(gè)交叉接觸點(diǎn)都用電阻焊焊接在一起，使篩套形成具有一定強(qiáng)度的整體。 攜砂液的選用根據(jù)完井類型、油、氣井具體情況和工藝要求進(jìn)行選用，可參考表 9311攜砂液的選用。故可以用于高斜度井礫石充填。由于泡沫液中空氣高達(dá) 80％～ 97％，含液量少，不存在低壓漏失問題。 4）泡沫液。 S，攜比為 400～ 500 ，充排量為 ～ m3/min，可以成功地應(yīng)用于高斜度井礫石充填作業(yè)，充填率可達(dá) 95％。 3）中粘液。除了加人一定數(shù)量的稠化劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢枰酝?，在泵送開始前還應(yīng)加人破膠劑，破膠劑的品種和用量都要經(jīng)過試驗(yàn)室試驗(yàn)，以便取得理想的充填效果。優(yōu)缺點(diǎn)如表 9310 所示。充填排量為 ～ ／ min。 S，攜砂比可達(dá) 1000～ 1800kg/m3。 2）高粘液。 低粘攜砂液可用于長井段充填和裸眼井充填。 低粘攜砂液要求采用高排量，低攜砂比。 S。 低粘攜砂液有兩種，一種是海水，如表 937 所示。 1）低粘液。 除了對固相顆粒的尺寸與數(shù)量有嚴(yán)格要求之外，還應(yīng)該使入井液體與地層液和地層礦物具有配伍性，不致引起化學(xué)反應(yīng)生成新的沉淀物堵塞地層孔隙。因此這兩個(gè)參數(shù)也是評價(jià)酸化作業(yè)重要的參考指標(biāo)。 （ 5）孔隙度和滲透率測定 這兩個(gè)參數(shù)從電測資料或巖心試驗(yàn)均可獲得。此外，油潤性地層對原油相對滲透率影響很大。 （ 4）潤濕性鑒定 盡管大部分砂巖地層是水潤性的，仍應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室里得到證實(shí)。 3）作業(yè)液體與地層基巖的化學(xué)反應(yīng)試驗(yàn)。 配伍性試驗(yàn)內(nèi)容包括： 1）作業(yè)液體的乳化試驗(yàn)。 （ 3）完井液配伍性試驗(yàn) 實(shí)際工作中，各種完井液、修井液和添 加劑應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室用模擬地層溫度的條件下，將其與地層砂樣和地層流體作配伍性試驗(yàn)，以決定進(jìn)入地層的液體和化學(xué)藥劑對地層是否有傷害。 （ 2）酸溶解度測定 在防砂作業(yè)前，往往要進(jìn)行地層酸化處理，以清除鉆井液對地層的污染。如果粘土含量高又分散在砂粒四周，就要對地層進(jìn)行粘土穩(wěn)定處理。 在實(shí)驗(yàn)室里可用 X 射線衍射儀測定地層砂樣中粘土的含量及種類；還可以用電子掃描顯微鏡觀察粘土的分布位置和形態(tài)，然后進(jìn)行綜合分析評定。一般來說，砂巖油、氣藏的粘土含量大于 5％時(shí)，就會發(fā)生上述問題。如蒙脫土、膨潤土以及混雜型片狀粘土就屬這種類型。 4．地層物性的測定和試驗(yàn) （ 1）粘土含量測定 粘土含量無論對機(jī)械防砂還是化學(xué)防砂影響都很大。 3）使用大直徑礫石的井。 在以下三種情況下，精選礫石是不必要的： l）井底壓力很高。 2）需要小礫石的地層。 在下述場合下，精選礫石是有必要的，不然，將會影響產(chǎn)量，情況嚴(yán)重時(shí)，還會導(dǎo)致整個(gè)礫石充填防砂作業(yè)失敗。 礫石充填防砂的有效性，在很大程度上取決于炮眼的完好性和礫石充填的均勻性。 （ 7）礫石精選 精選的礫石就是經(jīng)過反復(fù)過篩，盡可能消除不合格的雜質(zhì)后所獲得的標(biāo)準(zhǔn)礫石尺寸。 根據(jù)套管內(nèi)徑、篩管外徑、篩管長度、盲管外徑、盲管長度及射孔段長度，來計(jì)算每口井每一層防砂使用礫石的用量。理論礫石量，等 于從橋塞頂部至最上端處的盲管與套管之間環(huán)空的容積。 （ 6）礫石用量計(jì)算 為了獲得好的充填效果，充填時(shí)所需要的礫石量，應(yīng)等于理論充填量外加一額外的附加量。礫石充填得較厚，可獲得較高的產(chǎn)量。這 就說明：裸眼井段必須進(jìn)行擴(kuò)眼，使在篩管與地層之間的半徑上有 （ 3in）的空間。 （ 5）礫石充填厚度的選擇 在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中，礫石充填厚度為礫石直徑的 4 或 5 倍時(shí)可以防砂。礫石加工廠應(yīng)定時(shí)、定量隨機(jī)抽取樣品送交實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，一次抽樣不少于 15kg（即一袋成品礫石）。 6）抗破碎試驗(yàn)產(chǎn)生的細(xì)顆粒砂質(zhì)量應(yīng)符合表 936 的要求。 4）礫石試樣水濁度不大于 50 度。 2）礫石的圓、球度不低于 （參考圖 938 礫石圓球度）。表中 C 為地層砂粒不均度系數(shù)。 2）其它方法。 假設(shè)市場上沒有這一級規(guī)格的礫石，則可退一級選用 20～ 40 目的礫石。 根據(jù)前述列舉的篩選實(shí)驗(yàn)叭。 從圖 937 礫石擋砂機(jī)理可以看出： D50／ d50≤ 6 時(shí)防砂都有效；采用 D50＝（ 5～ 6） d50而不是 1～ 4倍是因?yàn)檩^大的礫石有較高的 滲透性，而且在作業(yè)中不易堵塞篩管縫隙，有利于施工，有利開井投產(chǎn)。 b．表示 6＜ D50／ d50≤ 14 的情況：地層砂部分侵入礫石充填層，造成礫／砂互混，礫石滲透率下降，盡管油、氣井不出砂，但產(chǎn)量下降。曲線的三個(gè)區(qū)域可以由圖 937 礫石擋砂機(jī)理加以說明 。 把礫／砂粒徑比從 0 逐漸提高到 20，逐個(gè)測量滲透率的數(shù)值，得到一條 D50／ d50 之值與礫石滲透率曲線（圖 936）。這說明礫／砂排列位置不穩(wěn)定，引起 礫／砂互混，使?jié)B透率下降，壓力降升高。這說明盡管流量有波動(dòng)，但礫石和地層砂的原滲透率沒有引起變化，礫／砂的排列位置相對穩(wěn)定。表 933 是實(shí)驗(yàn)的記錄數(shù)據(jù)，說明礫石與地層砂粒徑之比的影響。 此公式是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得到的，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 8935 礫／砂 實(shí)驗(yàn)筒所示。 目前，最普遍使用的計(jì)算公式： D50。以后，就可以根據(jù)“ S”形曲線 d50的值，計(jì)算礫石尺寸。表明占總重量 50％的砂粒都可以通過此篩孔。 10％所對應(yīng)的直徑 d10，表明占總重量 90％的砂粒都可以通過此篩孔。）定義為地層砂不均度系數(shù) C。）點(diǎn)處的值。 從“ S”形曲線上，可得到兩個(gè)很有意義的點(diǎn)，即 40％和 90％（ d40。此方法速度快，精度高，可消除鉆井液和粘土顆粒影響。 最近又有一種新的方法問世，叫做粒度分析法。 表 932 標(biāo)準(zhǔn)篩目尺寸及對應(yīng)的 Ф 值 標(biāo)準(zhǔn)篩目 D Ф值 標(biāo)準(zhǔn)篩目 D Ф值 mm in mm in 勤 － 40 4 － 45 5 － 50 6 － 60 7 － 70 8 － 80 10 － 100 12 － 120 14 － 140 16 － 170 18 200 20 230 25 270 30 325 35 400 無論選用哪種篩析圖繪制方法，不同深度的砂樣都應(yīng)該分別進(jìn)行篩析，并且要分別繪制篩析曲線圖，分別求出每個(gè)砂樣的粒度中值 d50，從中找出最小的 d50 作為最終篩析結(jié)果。如圖中累積質(zhì)量百分比為 50％所對應(yīng)的 ?值為 ，以此表在表 932 標(biāo)準(zhǔn)篩目尺寸及對應(yīng)的 ?值中找到對應(yīng)的粒度中值 d50。然而再把標(biāo)準(zhǔn)篩目對應(yīng)的 ?值和 累積質(zhì)量百分比描繪到半對數(shù)紙上，如圖 934?值篩析圖，所得到的圖形呈一條直線。 先要把篩目尺寸轉(zhuǎn)換成一定的數(shù)學(xué)關(guān)系值 ?： ?＝－ log2D＝－ lnd/ln2 式中 D—— 篩目尺寸， mm。其次，對數(shù)概率曲線更容易解釋，因?yàn)椴灰?guī)則的現(xiàn)象很容易看出來。 這種對數(shù)概率法有其固有的優(yōu)點(diǎn)。它表明了同一口油井三個(gè)砂樣的篩析曲線。 ②對數(shù)曲線法。 表 931 篩析結(jié)果 篩目號 所得砂樣的質(zhì)量， g 累積質(zhì)量百分比，％ 16 － － 25 1 1 35 3 4