[发明专利]预充填防砂方法及其装置

说明书

本发明属于从深井中开采油、气、水、可溶解或可溶化物质的方法或设备。（E21B  43/00）

在石油部石油勘探开发科学研究院国外油气田研究所，1986年10月由何百平编写的《油气井防砂》一书第84页（或胜利油田科委1984年编辑出版的《石油技术》杂志特集一第24页）中公布了一种绕丝筛管砾石充填防砂方法。这种防砂方法是将具有梯形截面的不锈钢丝缠绕点焊于纵向拉筋上，使每个焊点焊接牢固形成具有均匀缝隙的绕丝筛管。将绕丝筛管组装在钻有多孔的中心管上，两端焊牢，制成下井用的绕丝筛管，并与专用工具和辅助管件组合成防砂管柱，下入井内，使绕丝筛管对准油层出砂部位，然后泵入砾石砂浆，将砾石充填在绕丝筛管与套管的环形空间中，以达到既防砂又出油的目的。它的不足之处是现场施工时需大型专用车辆，施工难度大，现场施工时间长，且对地层有一定损害。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种施工简单、可靠、适用范围广，对地层无损害的予充填防砂方法及装置。

本发明的目的可通过以下措施来达到：

在予充填防砂装置的内外筛管所形成的环形空间中予先填入外表面包有化学物质的涂层砾石。这种涂层砾石（市售或自制）是用热固性树脂或其它粘接涂层材料，经过加工，让它牢固地包裹在每颗砾石表面，形成干燥的涂料薄膜，且成分散单颗粒状。其制作配方如：石英砾石∶酚醛树脂∶固化剂（乌洛托品等）∶偶联剂（KH-550等）为100∶5∶1∶02（重量比）。将按配方配好的混合液洒入石英砾石中，搅拌均匀，经挥发干燥后过筛，即为制备好的涂层砾石。

将完成充填的予充填防砂装置放入加热炉中，加热固化温度控制在50～105℃，最好为70～90℃。砾石表面涂覆的薄膜软化变粘，使砾石颗粒之间互相粘接在一起，固化24小时后，形成具有一定强度的性能稳定的过滤层（抗折强度3～4MPa，抗压强度5～6MPa，渗透率90～100μm²）。这样予充填防砂装置即可下井使用。

完成充填的予充填防砂装置也可直接下井到予定位置，使涂层砾石靠井温固化胶结1～3天（视井温的高低而定），再开井生产。

还可以在予充填防砂装置的内外筛管的环空间充填石英砾石，直接下井防砂。但不如充填涂层砾石防砂效果好，寿命长。

这种予充填防砂装置由中心管、内筛管、外筛管、接箍挡板和接头及挡板构成，并在内外筛管的环形空间充填涂层砾石。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

这种予充填防砂装置，中心管中间排列打孔，内筛管套在中心管打孔部分外面，其两端均与中心管密封连接。外筛管套在内筛管外面，外筛管下端与挡板密封连接，挡板与中心管下端密封连接。外筛管上端与接箍挡板相连，接箍挡板与中心管上端相连。其接箍挡板通过垫圈或直接紧压在砾石或涂层砾石顶面，并可在下井前通过接箍挡板将予充填的砾石或涂层砾石再次压紧，保证其密实度。充填涂层砾石的予充填防砂装置热处理温度控制在50～105℃，最好为70～90℃。

附图1为本发明所述的予充填防砂装置的结构图，它由接箍挡板1、中心管2、垫圈3、接头4、5、9、10、内筛管6、外筛管7、涂层砾石8、挡板11组成。

结合附图对本发明作进一步详述：

如图1所示，内筛管6与接头5、9连为一体，将其套在中心管2外面覆盖住打孔部分，两端与中心管密封连接。把外筛管7与接头4、10连为一体后，套在内筛管外面，通过挡板11将其与中心管连接为一体。将涂层砾石8充填在内外筛管的环形空间中。涂层砾石粒径可根据防砂井地层砂粒径而定，较好的粒径范围为0.4～1.0毫米。绕丝筛管的缝隙为0.2毫米。充填涂层砾石后，用接箍挡板1将外筛管上端与中心管上端连接。并通过垫圈3或直接紧压在涂层砾石顶面。然后将完成的予充填防砂装置放入加热炉中加热固化，温度控制在80℃，固结时间24小时。也可直接下井依靠井温固结。

下井时，如附图2，将予充填防砂装置15下端接一死堵17，上端接一安全接头14，安全接头上端接在卡瓦式封隔器13的下端，卡瓦式封隔器上端接油管12。将此管柱下入油井套管18中，使予充填防砂装置对准油层16的予定位置，座封封隔器后，丢手起出卡瓦式封隔器以上的管柱，再下入生产管柱。对未经地面固结的予充填防砂装置可关井1～3天，靠井温使予充填防砂装置的涂层砾石固化胶结后再下入生产管柱。抽油时，原油通过予充填防砂装置而进入抽油泵，对原油中的地层砂进行过滤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、现场施工简单、方便，成功率高;

2、不需大型专用施工车辆，施工费用低;