崔红波 / 胜利油田井下作业公司 
  
埕岛油田馆陶组为该油田七套探明含油体系的主力储集层，地层具有埋藏浅、胶结疏松、渗透率高、跨度大等特点，其埋藏深度在1200m~1600m，含油井段长350m；呈接触—孔隙式胶结类型，岩石压缩系数为27×105MPa；泥质含量为6.5%，其中蒙脱石含量占45.5%，遇水极易膨胀；储油物性好，岩心分析平均孔隙度34.4%，平均空气渗透率2711×10³um²。埕岛油田1995年2月投入大面积开发,2000年转入注水开发。经过10多年的高速强采，目前埕岛油田的开发产生了新的防砂矛盾，主要体现在: 长井段、多油层油井防砂难题日益突出。海上油田为实现低成本开采，大多数油井钻遇油层数较多，夹层长短不一，短的十几米，长的一百多米且层间物性差异大。目前所采用的逐层上返分层挤压充填防砂施工工序繁琐，施工周期长，同时在施工过程中若上层吐砂，则有可能砂埋管柱，造成卡钻。因此如何做好这些井的防砂工作又是摆在我们面前的一大课题。经过科技攻关，我们推广应用了一次管柱多层充填防砂工艺，该工艺可以实现单井多层一趟管柱下入分层防砂管柱，逐层完成封隔器座封和充填作业，一方面节省作业时间，同时有效的避免了层间差异大而导致防砂失败的问题的产生。
 
胜利埕岛油田防砂工艺现状及局限性
 
 埕岛油田馆陶组主要采用挤压充填防砂、循环充填防砂、滤砂管防砂工艺三种防砂工艺技术，目前有299口油井防砂，其中滤砂管防砂51口，占总防砂井数16.3％，挤压充填充填防砂215口，占总防砂井数73.1％，循环充填防砂33口，占总防砂井数10.6％。
   挤压充填防砂：因防砂施工强度大，大排量大砂比大砂量容易沟通水体、气顶，使油井产油量大幅度下降；容易破坏充填工具、防砂管柱，使防砂失效；许多井在挤压充填施工后由于井筒脱砂泵压升高未能按照设计要求实施循环充填，使得防砂管与套管环空充填不密实。
   多层笼统循环充填防砂：多层笼统循环充填与挤压充填相比，施工强度低，对套管、油管、充填工具的机械破坏力小；循环充填是在筛套环空填入陶粒砂形成充填层，充填层和筛管可以形成多层挡砂屏障，并且充填层可以分散油流的冲击力以保护筛管。但是，循环充填属于被动防守型防砂工艺，不能在防砂的同时改造地层。
滤砂管防砂：滤砂管防砂可以在防砂的同时，最大限度的降低表皮系数，提高油井产能，并且施工简单、费用低。但是，由于在防砂管与套管之间没有砾石充填层作为挡砂屏障，防砂管容易被井液、地层砂刺坏。同时，滤砂管防砂也属于被动防守型防砂工艺，不能在防砂的同时改造地层。
 
一次管柱多层充填防砂工艺的开发
 
一次管柱多层充填防砂工艺是指将分层充填防砂管柱一次性下入井内，然后逐层进行座封及充填防砂的工艺方法。
一次管柱多层充填防砂工艺与常规逐层上返挤压充填防砂工艺相比具有以下优点：
一次管柱多层充填防砂工艺是一种先将分层充填防砂管柱一次性下入井内，然后逐层进行座封及充填防砂的工艺方法。相较于常规逐层上返挤压充填防砂工艺，这种工艺具有多项优势。首先，通过一趟管柱下入，可同时完成多层防砂器材及服务工具的投入；其次，无需投球，直接座封顶部封隔器，减少了起下钻的次数，节省了作业时间；同时，逐层座封隔离并分别进行循环充填/挤注充填，确保充填效果；此外，定位工具可承受下压负荷，防止管柱因压力移位，保障作业安全。最终，通过验充填作业和关闭滑套的步骤，确保每一层的充填效果及滑套关闭情况，为工程的顺利进行提供了可靠的技术支持。
    携砂液的选择:选择与地层相配伍的水源井水做为携砂液，在高排量小砂比的施工情况下，水源井水具有很好的携砂能力，可以避免砂桥的产生，同时水源井水温度在60°左右，避免了防砂过程中对地层的冷伤害。摒弃了以往用的不交联压裂液，避免了后期破胶反排难的问题。
    支撑剂的选择:根据索西埃方法:D₅₀=(5-6)d₅₀,埕岛油田馆陶组地层砂粒度中值是0.13mm，经计算，选用粒径0.425mm-0.85mm的Carbo陶粒砂为支撑剂。
    防砂管的选择:根据理论与实际应用，只要挡住10％最大重量百分比的地层砂，就可在地层内形成砂桥，一旦形成砂桥，可允许细砂流出，而70－80％的较大粒径的地层砂被阻挡。防砂筛网网格大小依据理论和实际确定，借鉴成功经验，我们选用具有高渗透性、高强度、高变形能力、高可靠性、抗腐性好的不锈钢绕丝筛管，将挡砂精度从原来的0.11mm放大到0.15mm。
    防砂管柱结构:为确保环空充填密实摒弃了以往用石英砂填砂面的做法，而是打底部沉砂桥塞，并进行电测校深。此组合便于计算填砂量，确保环空充填密实。
设计一次管柱多层充填防砂工艺时，必须考虑以下几项原则：首先，依据油层渗透率的差异，合理安排防砂层数，确保防砂效果的最大化。其次，层间隔离封隔器的位置需避免套管接箍2米以上的区域，以提高工艺的安全性和可靠性。此外，为防止砂桥的形成，筛管之间不使用盲管，保持连续性。最后，施工参数应根据循环测试数据确定，尽量使用小砂比进行环空充填，以确保填砂结实，从而提高防砂效果的稳定性和长效性。这些设计原则旨在提升一次管柱多层充填防砂工艺的效率和安全性，为油田开发提供技术保障。
 
砂管柱结构：防砂外管结构（以三层施工为例）： 防砂外管柱结构自下而上：插入定位密封总成+底层筛管+盲管+隔离封隔器总成#1+中层筛管+盲管+隔离封隔器总成#2+上层筛管+盲管+顶部封隔器总成。防砂内管结构（以三层施工为例）：防砂外管柱结构自下而上：引鞋+DF底部隔离总成（大孔）+油管+DF底部隔离总成（小孔）+油管+SS和SD滑套开关工具总成+MZ型充填工具总成+冲管。
施工工艺：为防止防砂管柱上的铁锈、油脂在防砂施工过程中进入地层造成污染，在施工前对防砂管柱及炮眼进行酸洗。酸洗防砂管柱配方：15%酸液+3%缓蚀剂；酸洗炮眼配方：复合缓速酸原液+淡水，以体积比2：6进行配置。充填防砂：下层充填，上层防砂，重复工序，进行第三层防砂施工。
 
一次管柱多层充填防砂技术工艺现场应用情况
 
自2011年1月1日至2012年4月30日胜利埕岛油田共实施防砂作业8井次，平均日产液量64.25t，平均日产油27.1t，平均含水40.2%，取得了良好的效果。
CB1GA-2井，生产层共分为2个小层，且层间物性差异较大，我们综合考虑，采用了140枪140GH弹油管传输负压射孔和一次管柱多层充填防砂，投产后获得良好效果，目前油嘴4mm，油压5.2MPa，日产液139.6t，日产油34.2t，含水75.5%。该井在生产过程中一直持续高产。
CB1GA-3井采用多层笼统循环充填防砂工艺技术，而CB1GA-2井采用一次管柱多层充填防砂，投产半年后CB1GA-2井日产液量、日产油量均高于CB1GA-3井，并且不出砂。可见，一次管柱多层充填防砂能很好的起到防砂作用又对地层具有一定解堵作用，并且可以获得高产。
   
结论及建议
 
一次管柱多层充填防砂工艺，实现了地层、环空、井筒三层挡砂屏障，并采用机械封口技术，防砂效果显著。一次管柱多层充填防砂工艺与多层笼统循环充填防砂工艺相比，避免了多层笼统循环充填防砂充填不实的现象，能确保炮眼充填密实，能提高近井地带渗透率，降低渗流阻力，增油效果好。一次管柱多层充填防砂工艺与挤压充填防砂工艺相比，施工压力小、施工排量小、加砂量少，一方面对充填工具的机械破坏强度低，另一方面实现了进一步提高了施工的可靠性、安全性。一次管柱多层充填防砂工艺选用与地层配伍性好的过滤水源井水做携砂液，摒弃了以往用的不交联压裂液，避免了后期破胶反排难易造成地层污染的问题。