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摘 要： 近几年来，套管填砂堵层井施工越来越多，但是与之配套的工艺施工标准和规定较少，一直无一套科学的方法，导致填砂成功率不高，甚至造成了数起恶性事故，对油田造成了重大损失。针对填砂井，通过几年的探索，我逐步采取了井筒及管柱处理、排量确定、砂比控制、填砂长度分级、合理的沉砂时间等措施，取得了比较好的效果。
关键词： 填砂 ；井筒；沙比；排量；沉砂
【中图分类号】 TE934".2 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）03-0237-01
近几年来，通过施工填砂井的增多，不断进行了一些有益的探索，通过近50口井的施工验证，填砂成功率不断提高，取得了比较好的效果，填砂施工的成功率总结为对五个方面的控制，包括井筒及管柱、施工排量、填砂比、一次填砂长度、沉砂时间等五方面的因素。
一、井筒及管柱的影响
1.1井筒的影响。
井筒的质量影响填砂效果，井底的准确深度、井筒内径的变化程度、井筒的清洁程度直接影响填砂效果。未探清井底深度，填砂时造成计算错误：探清了井底深度，未发现套管内径的变化，造成填砂计算不准和下部处理的不确定性；井筒不清洁，造成砂粒在套管壁上的粘附，易造成砂桥和砂埋管柱。在2009年，我大队有5口填砂井不成功与井筒有关，通过以上分析，逐步确定了填砂前对井筒采取通井、刮管、彻底洗井措施，特别是低压井采取了混汽水洗井，取得了比较好的效果。
1.2填砂管柱的影响。
填砂管柱主要是管柱内径的通畅度和管柱的密封性，管柱内壁脏，填砂时砂粒粘附在管壁上上造成砂堵管柱；管柱内径有突起，砂粒易堆积，造成砂堵；管柱有洞缝，砂粒易短路，造成砂埋管柱。因管柱问题，去年共造成7口填砂失败，通过数次失败的教训，现在我们填砂前都采取通管、管柱提前试压等措施有效地避免了管柱问题。
二、排量的影响
排量是影响填砂成功率的关键，多大排量填砂合适呢？通过几年的不断摸索，逐步确定了以砂粒沉降速度为依据排量确定方式。即填砂到底时以油套砂粒不上返速度确定最低排量，以砂粒能返出地面为最高排量。
以填砂时石英砂粒径为0.5mm，在内径为D124mm，填砂管为D73mm油管为例，它的沉降速度为0.053m/s，要返出地面液体的上升速度油田采取的是v液=2v降，即v液=20×0.053=0.106m/s，那么砂粒不上返最大排量为Q不=36×10-3×3.14/4×（1242-732）×0.053=15m3/h，Q返=36×10-3×3.14/4×（1242-732）×0.106=30m3/h，可以看出排量小于15m3/h，沉到底的砂粒不上返，排量大于30m3/h时，则砂子能返到地面，我们一般采取20m3/h的排量，这是大套管井理论依据，在此排量下，基本未发生事故。
三、填砂比的确定
采取多大的填砂比呢？砂比大，填砂时稍有不注意就堵泵，造成事故，砂比小，填砂速度慢，时间长，效果差。根据Q/SL1132-95 《振动砾石充填防砂工艺》标准8.3.6c项规定排量350-450L/min砂比控制在50-100Kg/m3为参考标准，填砂排量为20m3/h时，考虑到石英砂直径小，砂比应选择不超过上限采取80 Kg/m3左右，在现场施工中采取80 Kg/m3左右砂比是比较合适的，因为多采取1m3小罐施工，砂比为80 Kg/m3左右易于搅拌，不易卡泵，大于80 Kg/m3时在1m3小罐搅拌不均，易卡泵，小于80 Kg/m3时则延长了施工时间，考虑到侧钻小套管井的特殊性，在单56-12-8井我们根据排量采取60 Kg/m3左右砂比填砂施工，速度快，施工方便，以后在许多井采用，均取得成功，实践证明是比较优选的参数。
四、填砂井段长度的确定
井场施工填砂时井段从10m-400m不等，多长井段填砂为合适呢？在现场施工中，以前经常采取不分井段长短，均一次填砂，效果较差，尤其是井段长时，填砂在井筒中易形成砂桥或形成段塞砂，填砂不匀，达不到填砂的要求并常常形成事故。通过近20口井的实验，在大套管采取50m为一段的填砂方案，填完一段后在上提50m，逐段填砂，直至填完。但是在侧钻小套管井，50m一段可以，填砂时尾管与砂面的高度提高到100m，否则存在卡管柱的危险。
它的理论依据是：以D124mm内径套管（即D139.7mm套管，油田90%以上的井为此套管）填砂管为D73mm油管为例，填50m砂用量为0.6m3，，砂子密度为1.6g/cm3，用砂960kg，砂比为80 Kg/ m3时施工用液12 m3，排量为20m3/h时需要0.6h即36min。在20 m3/h的排量下砂粒上返速度=20÷【36×10-3×3.14/4×（1242-732）】=0.07m/s，砂粒的实际上行速度=砂粒理论上升速度-砂粒自由沉降速度=0.07-0.053=0.017m/s，50m一段填砂时间为36min，砂粒上升高度=0.017×36×60=36m，也就是说50m的高度填砂， 尾管欲填砂面的高度50m，砂粒最大上返高度36m，是非常安全的。在大的套管填砂风险较小，与施工排量把握和50m的预提高度有很大关系。
五、填砂技术的不足和展望
现场施工中，井的情况十分复杂，各井、各层、各小段的压力变化均不一样，此次作业和上次作业也不一样，因此施工时必须借助此前施工的经验，考虑井史综合做出分析判断，所以采取上述参数不是一成不变的，要根据具体井的情况对上述参数作出必要的调整，以适应不同井的需求。
计算机技术的飞速发展，带动了新的产业革命，但是在作业施工井中，对填砂井的计算机模拟技术应用较少，不能每口井在施工前都能进行计算机数值模拟，希望能在近几年中，对各种施工井包括填砂井在施工前进行数值模拟，针对不同井的井况，找出最佳的施工参数，从而在现场施工中取得最大效益。
六、结论
填砂施工中，在现有的条件下，采取填砂前对井筒采取通井、刮管、彻底洗井，填砂管柱采取通管、管柱提前试压，大套管排量采取20m3/h，小套管采用6.8m3/h的排量，沙比大套管采用80 Kg/m3左右，小套管采用60 Kg/m3左右，井筒50m为一段，大套管预提高度50m，小套管预提高度100m，沉砂5小时程序填砂效果较好，是一种比较成功有效的填砂作业技术。可供现场施工参考。
参考文献
[1] 井下作业工.北京：石油工业出版社，1996
[2] 成华国、张桂林等编.井下作业標准汇编.石油石化出版社
关键词： 填砂 ；井筒；沙比；排量；沉砂
【中图分类号】 TE934".2 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）03-0237-01
近几年来，通过施工填砂井的增多，不断进行了一些有益的探索，通过近50口井的施工验证，填砂成功率不断提高，取得了比较好的效果，填砂施工的成功率总结为对五个方面的控制，包括井筒及管柱、施工排量、填砂比、一次填砂长度、沉砂时间等五方面的因素。
一、井筒及管柱的影响
1.1井筒的影响。
井筒的质量影响填砂效果，井底的准确深度、井筒内径的变化程度、井筒的清洁程度直接影响填砂效果。未探清井底深度，填砂时造成计算错误：探清了井底深度，未发现套管内径的变化，造成填砂计算不准和下部处理的不确定性；井筒不清洁，造成砂粒在套管壁上的粘附，易造成砂桥和砂埋管柱。在2009年，我大队有5口填砂井不成功与井筒有关，通过以上分析，逐步确定了填砂前对井筒采取通井、刮管、彻底洗井措施，特别是低压井采取了混汽水洗井，取得了比较好的效果。
1.2填砂管柱的影响。
填砂管柱主要是管柱内径的通畅度和管柱的密封性，管柱内壁脏，填砂时砂粒粘附在管壁上上造成砂堵管柱；管柱内径有突起，砂粒易堆积，造成砂堵；管柱有洞缝，砂粒易短路，造成砂埋管柱。因管柱问题，去年共造成7口填砂失败，通过数次失败的教训，现在我们填砂前都采取通管、管柱提前试压等措施有效地避免了管柱问题。
二、排量的影响
排量是影响填砂成功率的关键，多大排量填砂合适呢？通过几年的不断摸索，逐步确定了以砂粒沉降速度为依据排量确定方式。即填砂到底时以油套砂粒不上返速度确定最低排量，以砂粒能返出地面为最高排量。
以填砂时石英砂粒径为0.5mm，在内径为D124mm，填砂管为D73mm油管为例，它的沉降速度为0.053m/s，要返出地面液体的上升速度油田采取的是v液=2v降，即v液=20×0.053=0.106m/s，那么砂粒不上返最大排量为Q不=36×10-3×3.14/4×（1242-732）×0.053=15m3/h，Q返=36×10-3×3.14/4×（1242-732）×0.106=30m3/h，可以看出排量小于15m3/h，沉到底的砂粒不上返，排量大于30m3/h时，则砂子能返到地面，我们一般采取20m3/h的排量，这是大套管井理论依据，在此排量下，基本未发生事故。
三、填砂比的确定
采取多大的填砂比呢？砂比大，填砂时稍有不注意就堵泵，造成事故，砂比小，填砂速度慢，时间长，效果差。根据Q/SL1132-95 《振动砾石充填防砂工艺》标准8.3.6c项规定排量350-450L/min砂比控制在50-100Kg/m3为参考标准，填砂排量为20m3/h时，考虑到石英砂直径小，砂比应选择不超过上限采取80 Kg/m3左右，在现场施工中采取80 Kg/m3左右砂比是比较合适的，因为多采取1m3小罐施工，砂比为80 Kg/m3左右易于搅拌，不易卡泵，大于80 Kg/m3时在1m3小罐搅拌不均，易卡泵，小于80 Kg/m3时则延长了施工时间，考虑到侧钻小套管井的特殊性，在单56-12-8井我们根据排量采取60 Kg/m3左右砂比填砂施工，速度快，施工方便，以后在许多井采用，均取得成功，实践证明是比较优选的参数。
四、填砂井段长度的确定
井场施工填砂时井段从10m-400m不等，多长井段填砂为合适呢？在现场施工中，以前经常采取不分井段长短，均一次填砂，效果较差，尤其是井段长时，填砂在井筒中易形成砂桥或形成段塞砂，填砂不匀，达不到填砂的要求并常常形成事故。通过近20口井的实验，在大套管采取50m为一段的填砂方案，填完一段后在上提50m，逐段填砂，直至填完。但是在侧钻小套管井，50m一段可以，填砂时尾管与砂面的高度提高到100m，否则存在卡管柱的危险。
它的理论依据是：以D124mm内径套管（即D139.7mm套管，油田90%以上的井为此套管）填砂管为D73mm油管为例，填50m砂用量为0.6m3，，砂子密度为1.6g/cm3，用砂960kg，砂比为80 Kg/ m3时施工用液12 m3，排量为20m3/h时需要0.6h即36min。在20 m3/h的排量下砂粒上返速度=20÷【36×10-3×3.14/4×（1242-732）】=0.07m/s，砂粒的实际上行速度=砂粒理论上升速度-砂粒自由沉降速度=0.07-0.053=0.017m/s，50m一段填砂时间为36min，砂粒上升高度=0.017×36×60=36m，也就是说50m的高度填砂， 尾管欲填砂面的高度50m，砂粒最大上返高度36m，是非常安全的。在大的套管填砂风险较小，与施工排量把握和50m的预提高度有很大关系。
五、填砂技术的不足和展望
现场施工中，井的情况十分复杂，各井、各层、各小段的压力变化均不一样，此次作业和上次作业也不一样，因此施工时必须借助此前施工的经验，考虑井史综合做出分析判断，所以采取上述参数不是一成不变的，要根据具体井的情况对上述参数作出必要的调整，以适应不同井的需求。
计算机技术的飞速发展，带动了新的产业革命，但是在作业施工井中，对填砂井的计算机模拟技术应用较少，不能每口井在施工前都能进行计算机数值模拟，希望能在近几年中，对各种施工井包括填砂井在施工前进行数值模拟，针对不同井的井况，找出最佳的施工参数，从而在现场施工中取得最大效益。
六、结论
填砂施工中，在现有的条件下，采取填砂前对井筒采取通井、刮管、彻底洗井，填砂管柱采取通管、管柱提前试压，大套管排量采取20m3/h，小套管采用6.8m3/h的排量，沙比大套管采用80 Kg/m3左右，小套管采用60 Kg/m3左右，井筒50m为一段，大套管预提高度50m，小套管预提高度100m，沉砂5小时程序填砂效果较好，是一种比较成功有效的填砂作业技术。可供现场施工参考。
参考文献
[1] 井下作业工.北京：石油工业出版社，1996
[2] 成华国、张桂林等编.井下作业標准汇编.石油石化出版社