CN110043218A - 砾石充填方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种砾石充填方法，涉及石油开采领域。该方法可以分别采用第一等级砾石与携砂液的混合物，以及第二等级砾石与携砂液的混合物对防砂管柱外的部分进行充填，由此可以在防砂管柱外形成两级防砂屏障，可以有效防止地层砂进入生产井的井筒内，从而可以确保生产井的正常生产。

Description

砾石充填方法

技术领域

本申请涉及石油开采领域，特别涉及一种砾石充填方法。

背景技术

在对疏松砂岩油气藏进行开采的过程中，该疏松砂岩油气藏中的地层砂易随生产流体进入生产井的井筒内，影响生产井的正常生产。因此，为了避免地层砂进入生产井，通常会对该生产井进行防砂处理。

相关技术中，在对生产井进行防砂处理时，一般在生产井内先下入防砂管柱，而后向该生产井内充填砾石，以在防砂管柱外形成砾石充填带，从而防止地层砂进入井筒内。

但是，在该生产井生产一段时间后，例如两年左右，地层砂会进入该砾石充填带内，并且堵塞该砾石充填带，影响生产井的正常生产。

发明内容

本申请提供了一种砾石充填方法，可以解决相关技术的防砂工艺的防砂有效期较短的问题。所述技术方案如下：

一种砾石充填方法，所述方法包括：

在生产井内设置防砂管柱，使所述防砂管柱靠近所述生产井的井底的端面与砂面接触，所述砂面与生产层之间的间距位于第一间距范围内；

向所述生产井内泵入前置液，所述前置液为水与瓜尔胶的混合物；

采用第一等级砾石与携砂液的混合物，对所述防砂管柱外的部分进行第一级砾石充填；

采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对所述防砂管柱外的部分进行第二级砾石充填；

其中，所述第一等级砾石的粒径小于所述第二等级砾石的粒径。

可选的，所述采用第一等级砾石与携砂液的混合物，对所述生产井进行第一级砾石充填，包括：

采用第一等级砾石与携砂液的混合物，分多次对所述生产井进行第一级砾石充填，且每次充填时所采用的混合物中第一等级砾石与携砂液的体积百分比，大于上一次充填时所采用的混合物中第一等级砾石与携砂液的体积百分比；

所述采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对所述生产井进行第二级砾石充填，包括：

采用第二等级砾石与携砂液的混合物，分多次对所述生产井进行第二级砾石充填，且每次充填时所采用的混合物中第二等级砾石与携砂液的体积百分比，大于上一次充填时所采用的混合物中第二等级砾石与携砂液的体积百分比。

并且，所述第二等级砾石与携砂液的体积百分比大于所述第一等级砾石与携砂液的体积百分比。

可选的，所述第一等级砾石和携砂液的混合物，以及所述第二等级砾石与携砂液的混合物均由泵车充填至所述生产井内，且在充填过程中，所述泵车的排量从初始排量开始，以预设排量值为步进值逐渐减小。

可选的，在采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对所述生产井进行第二级砾石充填之后，所述方法还包括：

以第一压力向所述生产井内泵入液体，且所述液体的泵入量与所述生产井的油管的容积的比值位于比值范围内；

在第一预设时长后，以第二压力向所述生产井内泵入所述液体，且所述液体的泵入量与所述生产井的油管的容积的比值位于所述比值范围内；

其中，所述第一压力大于所述第二压力。

可选的，在以第二压力向所述生产井内泵入所述液体之后，所述方法还包括：

获取所述生产井的套管的压力和油管的压力；

当所述套管的压力和所述油管的压力均为0时，打捞丝堵；

在所述生产井内设置自密封封隔器；

在所述生产井内设置生产管柱。

可选的，在生产井内设置防砂管柱之前，所述方法还包括：

对所述生产井进行预处理，所述预处理包括通井处理和刮削处理中的至少一种；

向预处理后的所述生产井内泵入清洗剂，建立砾石充填通道；

其中，所述第一等级砾石与携砂液的混合物，以及所述第二等级砾石与携砂液的混合物均充填在所述砾石充填通道内。

可选的，在所述建立砾石充填通道之后，所述方法还包括：

向所述生产井内泵入保护液，冲洗所述清洗剂；

向所述生产井内泵入预处理液，冲洗所述保护液。

可选的，所述预处理液为水与粘土稳定剂的混合物。

可选的，在对所述生产井进行预处理之前，所述方法还包括：

对所述生产井进行填砂处理，使得砂面与所述生产层之间的间距位于第一间距范围内；

每隔第二预设时长，执行一次下述检测和填砂处理操作，直至所述砂面与所述生产层之间的间距在所述第二预设时长内的变化量不大于间距变化量阈值：

检测所述砂面与所述生产层之间的间距在所述第二预设时长内的变化量是否大于间距变化量阈值；

当所述变化量大于所述间距变化量阈值时，对所述生产井进行填砂处理；

所述对所述生产井进行预处理，包括：

当所述砂面与所述生产层之间的间距在所述第二预设时长内的变化量不大于间距变化量阈值时，对所述生产井进行预处理。

可选的，在所述向所述生产井内泵入清洗剂之前，所述方法还包括：

在所述生产井的套管内设置油管、试压球座和封隔器，对所述套管以及所述油管进行打压处理；

在第三预设时长后，检测所述套管的压力和所述油管的压力在所述第三预设时长内的变化量是否大于压力变化量阈值；

所述向所述生产井内泵入清洗剂，包括：

当所述套管的压力和所述油管的压力在所述第三预设时长内的变化量均不大于压力变化量阈值时，向所述生产井内泵入清洗剂。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供了一种砾石充填方法，该方法可以分别采用第一等级砾石与携砂液的混合物，以及第二等级砾石与携砂液的混合物对防砂管柱外的部分进行充填，由此可以在防砂管柱外形成两级防砂屏障，可以有效防止地层砂进入生产井的井筒内，从而可以确保生产井的正常生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种砾石充填方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种砾石充填方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的砾石充填后的生产井的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种生产井正常生产前的准备工作的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

出砂问题是油气开采中面临的重要问题之一，严重制约着油气田的正常开发和生产，尤其是在疏松砂岩油藏中，地层砂会随生产流体(即油流)进入油井的井筒内，影响油井的正常生产。

防砂是解决油气田出砂的主要途径，可以根据油气田以及油气田中的油气井的具体条件对出砂的油气井采用合理的防砂工艺进行防砂处理。目前已形成的比较成熟的防砂工艺主要有机械防砂、化学防砂和复合防砂三大类，其中机械防砂以其施工成功率高、适应性强等特点，成为了国内外使用最广泛的防砂工艺之一，约占整个防砂作业的90％。

在采用机械防砂工艺进行防砂处理时，可以先向油气井内下入防砂管柱，然后再进行砾石充填，从而可以在油气井的井筒周围形成一定厚度的砾石充填层作为挡砂屏障，以阻止地层砂进入井筒。由于充填的砾石的粒径较大，因此可以提高井筒附近的渗透性。在对出砂的油气井(例如对疏松砂岩油气藏进行开发的生产井)进行机械防砂处理后，可以使该油气井具有较高的产能。

但是，上述的机械防砂工艺的防砂有效期较短：在生产井生产一段时间(大约两年左右)后，生产流体中携带的地层砂，会沉积在砾石充填层中，且不能及时排出，从而堵塞砾石充填层，导致生产井的产量下降。

本发明实施例提供了一种砾石充填方法，可以解决相关技术中的防砂工艺的防砂有效期较短，从而影响生产井的正常生产的问题。参见图1，该方法可以包括：

步骤101、在生产井内设置防砂管柱。

在本发明实施例中，在生产井内设置防砂管柱时，可以使防砂管柱靠近生产井的井底的一端的端面与砂面接触，该砂面与生产层之间的间距位于第一间距范围内。

其中，砂面与生产层之间的间距可以是指砂面与生产层的底界之间的间距。该第一间距范围可以9米(m)至11m。

步骤102、向生产井内泵入前置液。

其中，该前置液可以为水与瓜尔胶(guargum)的混合物。可选的，该瓜尔胶的体积百分比为0.4％。

步骤103、采用第一等级砾石与携砂液的混合物，对防砂管柱外的部分进行第一级砾石充填。

在对防砂管柱外的部分进行第一级砾石充填后，即可在防砂管柱外形成第一级防砂屏障，以防止地层砂进入生产井的井筒内，影响生产井的生产。其中，该第一等级砾石可以为粒径在0.425毫米(mm)至0.85mm之间的石英砂，即该第一等级砾石可以为粒径较小的石英砂。

步骤104、采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对防砂管柱外的部分进行第二级砾石充填。

在对防砂管柱外的部分进行第二级砾石充填后，即可在防砂管柱与该第一级防砂屏障之间形成第二级防砂屏障，可以进一步防止地层砂进入生产井的井筒内。其中，第二等级砾石可以为粒径在0.6mm至1.18mm之间的石英砂，即该第二等级砾石为粒径较大的石英砂。通过将较大粒径的砾石充填在靠近防砂管柱的位置，可以提高生产井近井地带的渗透率。

综上所述，本发明实施例提供了一种砾石充填方法，该方法可以分别采用第一等级砾石与携砂液的混合物，以及第二等级砾石与携砂液的混合物对防砂管柱外的部分进行充填，由此可以在防砂管柱外形成两级防砂屏障，可以有效防止地层砂进入生产井的井筒内，从而可以确保生产井的正常生产。

在本发明实施例中，一般在生产井(例如油井)生产后，若出现出砂现象，才对该生产井进行防砂处理。因此在采用本发明实施例提供的砾石充填方法对出砂的生产井进行防砂处理前，需先将设置在生产井内的生产管柱取出，才能进行后续的防砂处理。其中，该生产管柱可以包括油管、抽油杆和抽油泵。

图2是本发明实施例提供的另一种砾石充填方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括：

步骤201、对生产井进行填砂处理，使得砂面与生产层之间的间距位于第一间距范围内。

其中，该第一间距范围可以为9m至11m。该砂面与生产层之间的间距可以是指砂面与生产层的底界(也称层底)之间的间距。

在本发明实施例中，在对生产井进行填砂处理之前，可以先在生产井内设置与生产井内的套管的尺寸相匹配的冲砂管柱，然后采用泵车向该冲砂管柱内高速泵入洗井液(也称冲砂液)，彻底洗井一倍井筒容积以上，也即是该洗井液的泵入量不少于井筒容积的一倍。泵入的洗井液在对该生产井进行冲砂时，可以冲砂至距生产层(也称防砂目的层)的底界9m至11m左右的部位。可选的，该泵车可以为400型泵车。

由于砂面与生产层的底界之间的间距一般较大(例如一般大于11m)，位于第一间距范围之外。因此在冲砂的过程中，还需要对生产井进行填砂处理，以使砂面与生产层的底界之间的间距位于第一间距范围内。填砂处理完成后，获取此时砂面的高度，并关井。其中，该高度可以是指砂面与水平面之间的间距。

在本发明实施例中，该冲砂管柱可以包括油管和冲砂笔尖，且该油管与该冲砂笔尖螺纹连接。该冲砂笔尖可以准确检测生产井内的砂面的高度，并可以将检测到的砂面的高度传输给与其建立有通信连接的地面显示装置，该地面显示装置即可显示该生产井当前砂面的高度。

示例的，假设该套管的外径为139.7mm，内径为121.36mm，则可以根据套管与冲砂管柱的尺寸匹配表，选择外径为73mm的冲砂管柱，并将其设置在生产井内。假设该生产层的底界的高度为990m，则可以对该生产井进行冲砂和填砂处理，直至砂面的高度为1001.0m。其中，该生产层的底界的高度为生产层的层底与水平面之间的间距，该外径为73mm的冲砂管柱中的油管的外径和冲砂笔尖的外径均可以为73mm。

步骤202、在第二预设时长后，检测砂面与生产层之间的间距在第二预设时长内的变化量是否大于间距变化量阈值。

当该砂面与该生产层之间的间距在第二预设时长内的变化量大于间距变化量阈值时，执行步骤203。当该砂面与该生产层之间的间距在第二预设时长内的变化量不大于间距变化量阈值时，执行步骤204。

可选的，该第一预设时长可以大于或等于4小时(h)，以保证该生产井的井筒内的砂子可以完全沉淀。该间距变化量阈值可以为0.5m。

示例的，假设该第一预设时长为4h，该间距变化量阈值为0.5m，生产层的层底的高度为990m。在对生产井进行填砂处理后，砂面的高度为1001.0m，4h后砂面的高度为1001.2m，则由于砂面与生产层之间的间距在4h内的变化量为0.2m，小于0.5m，因此可以执行步骤204。假设4h后砂面的高度为1002.0m，则由于砂面与生产层之间的间距在4h内的变化量为1.0m，大于0.5m，因此可以执行步骤203。

步骤203、对生产井进行填砂处理，并执行步骤202。

在本发明实施中，当检测砂面与生产层之间的间距在第二预设时长内的变化量大于间距变化量阈值时，可以确定砂面下降较多，即可确定砂面的高度不合格。此时，可以采用泵车向冲砂管柱内泵入填砂液，以对该生产井进行填砂处理，并在填砂完成后再次执行步骤202。该填砂液可以为石英砂与清水的混合液，且该石英砂的粒径可以为0.425mm至0.85mm。

步骤204、对生产井进行预处理。

当检测砂面与生产层之间的间距在第一预设时长内的变化量不大于间距变化量阈值时，可以确定砂面下降较小，即可确定砂面的高度合格，此时可以对该生产井进行预处理。其中，该预处理包括通井处理和刮削处理中的至少一种。例如，预处理包括通井处理和刮削处理。

需要说明的是，在对生产井进行预处理前，需要取出冲砂管柱。之后，可以在该生产井内设置与套管尺寸相匹配的通井规，对该生产井进行通井处理，并通井至砂面处，以检测该生产井是否通畅。

在确定该生产井为通畅的生产井后，可以取出该通井规，并在该生产井内设置与该套管尺寸相匹配的套管刮削器对该生产井进行刮削处理，以清除套管上的杂质，确保套管的清洁度。在对生产井进行刮削处理后，可以取出套管刮削器。

需要说明的是，在对生产井的套管进行刮削处理的过程中，可以反复刮削与生产层对应的部分套管，以及与防砂管柱对应的部分套管，以使该防砂管柱可以顺利设置在生产井内。可选的，该反复刮削的次数可以为3次或3次以上。

示例的，假设砂面的高度为1001.0m，该套管的外径为139.7mm，内径为121.36mm，则可以选择Φ116mm×1200mm通井规(也即外径为116m，有效长度为1200mm的通井规)，对生产井进行通井处理，并通井至砂面处，也即1001.0m处。在通井处理完成后，可以选择外径为73mm的油管底带管道刮削器，对该生产井进行刮削处理，刮削至1001.0m处。并且，还可以对与生产层对应的部分套管，以及与防砂管柱对应的部分套管反复刮削3次。

步骤205、在生产井的套管内设置油管、试压球座和封隔器，对该套管以及油管进行打压处理。

在本发明实施例中，可以在该生产井内设置油管、试压球座和封隔器，且该试压球座的远离井底的一端与油管连接，靠近井底的一端与封隔器连接，也即是可以在该生产井内设置与该套管尺寸相匹配的油管底带试压球座和封隔器，并使该封隔器与生产层的顶界(也称生产层的层顶)之间的间距位于预设的间距范围内。之后，投球并向油管内注入液体，以将套管和油管均打压至第一预设压力，从而对该生产井的射孔层以上的套管和油管进行查漏试压。

其中，该预设的间距范围可以是工作人员根据工作经验以及防砂管柱的长度确定的。可选的，该预设的间距范围可以为[14m，16m]。该第一预设压力可以为20兆帕(MPa)。

示例的，假设生产层的底界的高度为990m，生产层的层厚为10m，则该生产层的顶界的高度为980m。该预设的间距范围可以为[14m，16m]，则在生产井内设置试压球座和封隔器时，可以使封隔器与生产层的顶界之间的间距为16m，也即是将封隔器设置在生产井964m处的位置。

步骤206、在第三预设时长后，分别检测该套管的压力和油管的压力在第三预设时长内的变化量是否大于压力变化量阈值。

在第三预设时长后，获取此时套管的压力和油管的压力，并根据第一预设压力和此时套管的压力和油管的压力，确定套管的压力和油管的压力在第三预设时长内的变化量。当该套管的压力和油管的压力在第三预设时长内的变化量均不大于压力变化量阈值时，则可以确定该生产井的射孔层以上的套管和油管不存在漏点，此时可以取出设置在套管内的试压球座和封隔器，并执行步骤207。当该套管的压力和油管的压力中的至少一个在第三预设时长内的变化量大于压力变化量阈值内时，可以确定该套管和/或油管存在漏点，执行步骤208。

在本发明实施例中，该生产井的井口处设置有与套管对应的第一压力表，以及与油管对应的第二压力表。该第一压力表与设置在套管上的压力传感器建立有通信连接，该套管上的压力传感器可以实时检测套管的压力，并传输给第一压力表，以使第一压力表可以实时显示套管的压力。该第二压力表与设置在油管上的压力传感器建立有通信连接，该油管上的压力传感器可以实时检测油管的压力，并传输给第二压力表，以使第二压力表可以实时显示油管的压力。工作人员可以根据第一压力表确定套管的压力在第三预设时长内的变化量，并可以根据第二压力表确定油管的压力在第三预设时长内的变化量。其中，该套管的压力称为套压，可以是指生产井中的气柱或液柱在油管与套管的环形空间中的压力。

可选的，该第三预设时长可以为5分钟(min)。该压力变化量阈值可以0.5MPa。

示例的，假设该第一预设压力为20Mpa，该第三预设时长为5min，该压力变化量阈值为0.5MPa，若在5min后，该套管的压力为19.8Mpa，油管的压力也为19.8Mpa，则可以确定该套管的压力在5min内的变化量为0.2Mpa，油管的压力在5min内的变化量也为0.2Mpa，由于0.2Mpa小于0.5Mpa，因此执行步骤207。若在5min后，该套管的压力为19Mpa，油管的压力为19.8Mpa，则可以可以确定油管的压力在在5min内的变化量也为0.2Mpa，由于0.2Mpa小于0.5Mpa，可以确定油管不存在漏点。并可以确定该套管的压力在5min内的变化量为1Mpa，大于0.5Mpa，可以确定该套管存在漏点，因此执行步骤208，以对该套管进行维修。

步骤207、向预处理后的生产井内泵入清洗剂，建立砾石充填通道。

在本发明实施例中，在向预处理后的生产井内泵入清洗剂之前，需在生产井内设置冲砂管柱，且使该冲砂管柱靠近生产层一端的端面与该生产层的顶界之间的间距可以在预设间距范围内。之后，可以采用泵车向该冲砂管柱的油管内泵入清洗剂，且每米生产层(例如油层)中该清洗剂的泵入量可以为3立方米(m³)至4m³。一方面，采用该清洗剂可以冲洗该生产井的射孔层的炮眼，并清除生产井近井地带的浮砂和死油。另一方面，该清洗剂可以将生产井的近井地带的部分砂岩溶蚀，通过泵车可以将该溶蚀后的砂岩运移至远井地带，从而可以建立砾石充填通道。

示例的，假设该生产层的厚度为6m，则需要向套管内泵入15m³至24m³的清洗剂。

步骤208、维修套管和/或油管。

在本发明实施例中，若在第三预设时长后，检测到该套管的压力和油管的压力中的至少一个在第三预设时长内的变化量大于压力变化量阈值，则需要对该套管和/或油管进行维修。在维修完成后，可以再次对该套管和油管进行打压处理，并再次执行步骤206。

步骤209、向生产井内泵入保护液，冲洗该清洗剂。

在建立砾石充填通道后的一段时间后，例如12h之后，可以采用泵车向该冲砂管柱的油管内泵入保护液，反洗出该清洗剂，以实现对砾石充填通道的保护。

其中，该保护液可以为氯化钾(KCL)溶液或者氯化铵(NH₄CL)溶液，且该KCL溶液的体积百分比可以为2％。

步骤210、向生产井内泵入预处理液，冲洗保护液。

在本发明实施例中，向生产井内泵入的预处理液可以防止砾石充填通道处的地层膨胀，影响砾石充填。可选的，该预处理液可以为水与粘土稳定剂的混合物，且该粘土稳定剂的体积百分比可以为10％。

该泵入至生产井内的预处理液的总量(即泵入总量)，可以根据生产层的厚度确定，且可以与生产层的厚度正相关。可选的，每米生产层中预处理液的泵入量为5m³至6m³。

在本发明实施例中，在泵入过程中，先打开套管的阀门，正替一部分预处理液，随后关闭套管出口，再正挤一部分预处理液，之后取出该冲砂管柱。其中，正替可以是指从油管泵入该预处理液，从套管替出井筒中的保护液。正挤可以是指从油管泵入该预处理液，以使之进入生产层的附近地层。

也即是，该泵入生产井中的预处理液，一部分可以用于正替，另一部分可以用于正挤。其中，该用于正替的预处理液的泵入量可以根据设置在生产井内的油管的长度确定，且该用于正替的预处理液的泵入量与该长度正相关。可选的，每一千米油管中预处理液的泵入量可以为3m³。

示例的，假设该生产层的厚度为8m，设置在生产井内的油管的长度为1000m，每米生产层中预处理液的泵入量为5m³，每一千米油管中预处理液的泵入量为3m³，则该预处理液的泵入总量为40m³，用于正替的预处理液的泵入量为3m³，用于正挤的预处理液的泵入量即为37m³。

在本发明实施例中，通过向生产井内泵入清洗剂以及预处理液，可以实现对生产井的生产层的附近地层的双重处理(例如上述的清洁处理和保护处理)，较大程度的处理了近井地带的污染(例如死油)和地层砂，提高了生产井近井地带的自洁能力，并可以防止附近地层的膨胀，从而可以有效防止地层砂在近井地带滞留，为后续充填工作奠定了良好的基础。

步骤211、在生产井内设置防砂管柱。

该防砂管柱可以包括：防砂筛管，以及与该防砂筛管匹配的防砂充填工具。

在利用油管向生产井内设置防砂管柱时，可以先使该防砂管柱的靠近砂面的一端的端面与该砂面接触，在一段时间后，例如24h后，若检测到砂面与生产层的底界之间的间距在该段时间内的变化量小于间距变化量阈值(例如0.5m)时，则将防砂管柱向远离砂面的位置上提0.5m至1.0m左右，以便于对防砂管柱进行打压丢手。在对防砂管柱向远进行打压丢手之后，可以从该油管中提出多根(例如5根)油管，以便于后期的防砂施工工作的进行，最后坐好井口。

通过上述步骤201至步骤210，即可完成防砂施工前的施工准备工作，后续即可进行防砂施工。

步骤212、向生产井内泵入前置液。

在本发明实施例中，向生产井内泵入的前置液不仅可以对该砾石充填通道进行清洁，还可以对该砾石充填通道进行造缝处理，从而可以扩大该砾石充填通道。可选的，该前置液可以为水与瓜尔胶的混合物，且该瓜尔胶的体积百分比为0.4％。

其中，在向该生产井内泵入前置液的过程中，每米生产层中前置液的泵入量可以为15m³至20m³。相应的，该泵车的排量可以为2.4立方米每分钟(m³/min)至3.0m³/min。

示例的，假设该生产层的层厚为6m，则该前置液的泵入量为可以为90m³至120m³。

可选的，在采用泵车向生产井内泵入前置液前，还可以先检测泵车与生产井中的油管之间的地面施工管线的气密性。在检测气密性过程中，需先关闭油管的阀门，随后采用泵车向该地面施工管线进行打压，并打压至第二预设压力。该第二预设压力可以根据该生产井的采油树的限压值确定，该第二预设压力可以略大于或等于该限压值。示例的，假设该采油树的限压值为25MPa，则该第二预设压力可以为25MPa。

在一段时间(例如5min)后，若检测到该泵车的压力在该段时间内的变化量不大于压力变化量阈值(例如0.5Mpa)，则可以确定该地面施工管线的气密性良好。此时，即可向生产井的油管内泵入前置液。若检测到该泵车的压力在该该段时间的变化量大于压力变化量阈值，则可以确定该地面施工管线的气密性较差。此时，需对该地面施工管线进行维修，并停止后续的操作，或者再次检测地面施工管线的气密性。

步骤213、采用第一等级砾石与携砂液的混合物，分多次对该生产井进行第一级砾石充填。

其中，每次充填时所采用的混合物中第一等级砾石与携砂液的体积百分比，大于上一次充填时所采用的混合物中第一等级砾石与携砂液的体积百分比。

步骤214、采用第二等级砾石与携砂液的混合物，分多次对该生产井进行第二级砾石充填。

其中，每次充填时所采用的混合物中第二等级砾石与携砂液的体积百分比，大于上一次充填时所采用的混合物中第二等级砾石与携砂液的体积百分比。

在本发明实施例中，该第一等级砾石的粒径可以小于该第二等级砾石的粒径，且该第二等级砾石与携砂液的体积百分比大于该第一等级砾石与携砂液的体积百分比。

可选的，该第一等级砾石可以为粒径在0.425mm至0.85mm之间的石英砂。该第二等级砾石可以为粒径在0.6mm至1.18mm之间的石英砂。该携砂液可以为水与0.25％的瓜尔胶的混合液体。

在采用泵车对砾石充填通道先后进行第一级砾石充填以及第二级砾石充填的过程中，可以先向携砂液中加入第一等级砾石，后加入第二等级砾石，且该第一等级砾石的加入量大于第二等级砾石的加入量。例如第一等级砾石的加入总量为60m³，第二等级砾石的加入总量为20m³。并且，在加入的砾石(第一等级砾石或第二等级砾石)的过程中，砾石与携砂液的体积百分比可以从初始百分比开始，以预设百分比为步进值逐渐增大，直至充填完毕。而在此期间，泵车的排量可以从初始排量开始，以预设排量值为步进值逐渐减小，直至充填完毕。

需要说明的是，在充填的过程中，该泵车的排量较大，例如可以大于等于2.0m³/min，由此可以对充填物(上文所述的第一等级砾石与携砂液的混合物，以及第二等级砾石与携砂液的混合物)施加较大的压力，以在生产井较远的地带(即远井地带)与生产井的井筒之间形成充填半径较大的防砂屏障(也称充填带)，从而可以提高该生产井的防砂有效期。并且，在该充填的过程中泵车的排量以预设排量值为步进值逐渐减小，由此可以将充填物充填的较为紧密，以在生产井的井筒附近形成完整坚固的充填带，进一步提高了生产井的防砂有效期。

可选的，该初始百分比可以为20％，该预设百分比可以为5％。该泵车的初始排量可以为3.0m³/min，预设排量值可以为0.2m³/min。

示例的，假设对砾石充填通道进行充填时，需充填七次，才可完成砾石充填工作。则在充填过程中：可以分四次向携砂液中加入第一等级砾石，且该四次加入的第一等级砾石与携砂液的体积百分比可以分别为20％、25％、30％以及35％。之后，可以分三次向携砂液中加入第二等级砾石，且该三次加入的第二等级砾石与携砂液的体积百分比可以分别为40％、45％和50％。由此，即可将第一等级砾石与携砂液的混合物，以及第二等级砾石与携砂液的混合物均充填在砾石充填通道中。相应的，在该充填过程中，泵车的排量可由3.0m³/min开始，以0.2m³/min为步进值逐渐减小，直至充填完毕，且最后一次充填时该泵车的排量可以大于或等于2.0m³/min。

图3是本发明实施例提供的一种砾石充填后的生产井的示意图，通过泵车变排量地向砾石充填通道中充填大量的砾石，即可在防砂管柱01外的防砂目的层处、近井地带和井筒附近建立如图3所示的长效稳定的防砂屏障，即图3所示的第一级防砂屏障02和第二级防砂屏障03形成的双级防砂屏障，以有效防止地层砂04进入生产井的井筒内，且防砂有效期可以为3年以上。

步骤215、以第一压力向该生产井内泵入液体。

该液体的泵入量与该生产井的油管的容积的比值位于比值范围内，该液体可以向已经充填在砾石充填通道的第一等级砾石和第二等级砾石施加一定的压力，从而可以使第一等级砾石以及第二等级砾石充填的更紧密。

其中，该液体对该砾石充填通道具有保护作用。可选的，该液体可以为水，在使砾石充填的更紧密的同时可以有效降低充填成本。该液体的泵入量与生产井的油管的容积的比值可以为1/2。

步骤216、在第一预设时长后，以第二压力向该生产井内泵入该液体。

在第一预设时长后，可以采用泵车怠速向生产井泵入液体，因此该第二压力小于第一压力。其中，该液体的泵入量与该生产井的油管的容积的比值位于该比值范围内。可选的，该第三预设时长可以为5min。

其中，该液体也可以为水，该液体的泵入量可以为油管的容积的1/2。由此，可以进一步的使第一等级砾石以及第二等级砾石充填的更紧密。

通过采用泵车先后以第一压力和第二压力向生产井内泵入液体，可以使砾石充填通道中的砾石充填层更加稳定长效。

需要说明的是，若在泵入的过程中起压，即泵车的仪表盘上显示的数字有所上升，则结束泵注，并关井。否则，继续泵注，直至泵注的过程中起压。

通过上述步骤201至步骤217即可在防砂管柱外的防砂目的层处、近井地带和井筒附近建立长效稳定的防砂屏障，在该防砂屏障建立后，还需为生产井的正常生产做好准备工作，参考图4，该准备工作可以包括：

步骤217、获取生产井的套管的压力和油管的压力。

在本发明实施例中，可以每隔一段时间，例如2h，获取一次该生产井的套管的压力，同时获取一次油管的压力，直至套管的压力和油管的压力均为0，也即油套压力扩散为0。

步骤218、当该套管的压力和油管的压力均为0时，打捞丝堵。

在本发明实施例中，在生产层生产时，生产管柱需要设置在防砂管柱内。而由于丝堵与防砂管柱远离砂面的一端的连接，且可以封堵该防砂管柱远离砂面的一端。因此，在设置生产管柱之前需要先将该丝堵打捞出来。

在打捞丝堵之前，需要确定此时的砂面的高度与防砂管柱的鱼顶的高度。当该砂面的高度小于该鱼顶的高度时，可以对该生产井进行冲砂处理，直至砂面的高度与鱼顶的高度相等。当该砂面的高度大于该鱼顶的高度时，可以对该生产井进行填砂处理，并在沉砂一段时间(例如6h)后，再次获取砂面的高度，并检测该砂面的高度是否与鱼顶的高度相等。当砂面的高度与该鱼顶的高度相等时，可以对生产井进行清洗，直至该生产井的井口无砂，即可在生产井内设置打捞工具，打捞该丝堵。其中，当砂面的高度与该鱼顶的高度相等，可以在一定程度上固定该防砂管柱。

其中，该砂面的高度为该砂面与水平面之间的间距，该鱼顶的高度为该鱼顶与该水平面之间的间距。

步骤219、在生产井内设置自密封封隔器。

在本发明实施例中，可以通过油管在生产井内的套管内设置自密封封隔器，并使该自密封封隔器位于防砂管柱远离砂面的一端。随后，投球，打压油管至10MPa左右，丢手并取出油管。

步骤220、在生产井内设置生产管柱。

在该生产井内内设置生产管柱前，还需向该生产井内泵入压井液，对该生产井的生产层附近的地层进行稳定处理，以防止井喷，发生安全事故。之后在生产井内的套管内设置生产管柱，进行生产。

综上所述，本发明实施例提供了一种砾石充填方法，该方法可以分别采用第一等级砾石与携砂液的混合物，以及第二等级砾石与携砂液的混合物对防砂管柱外的部分进行充填，由此可以在防砂管柱外形成两级防砂屏障，可以有效防止地层砂进入生产井的井筒内，从而可以确保生产井的正常生产。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砾石充填方法，其特征在于，所述方法包括：

在生产井内设置防砂管柱，使所述防砂管柱靠近所述生产井的井底的端面与砂面接触，所述砂面与生产层之间的间距位于第一间距范围内；

向所述生产井内泵入前置液，所述前置液为水与瓜尔胶的混合物；

采用第一等级砾石与携砂液的混合物，对所述防砂管柱外的部分进行第一级砾石充填；

采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对所述防砂管柱外的部分进行第二级砾石充填；

其中，所述第一等级砾石的粒径小于所述第二等级砾石的粒径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用第一等级砾石与携砂液的混合物，对所述生产井进行第一级砾石充填，包括：

采用第一等级砾石与携砂液的混合物，分多次对所述生产井进行第一级砾石充填，且每次充填时所采用的混合物中第一等级砾石与携砂液的体积百分比，大于上一次充填时所采用的混合物中第一等级砾石与携砂液的体积百分比；

所述采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对所述生产井进行第二级砾石充填，包括：

采用第二等级砾石与携砂液的混合物，分多次对所述生产井进行第二级砾石充填，且每次充填时所采用的混合物中第二等级砾石与携砂液的体积百分比，大于上一次充填时所采用的混合物中第二等级砾石与携砂液的体积百分比。

并且，所述第二等级砾石与携砂液的体积百分比大于所述第一等级砾石与携砂液的体积百分比。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一等级砾石和携砂液的混合物，以及所述第二等级砾石与携砂液的混合物均由泵车充填至所述生产井内，且在充填过程中，所述泵车的排量从初始排量开始，以预设排量值为步进值逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用第二等级砾石与携砂液的混合物，对所述生产井进行第二级砾石充填之后，所述方法还包括：

以第一压力向所述生产井内泵入液体，且所述液体的泵入量与所述生产井的油管的容积的比值位于比值范围内；

在第一预设时长后，以第二压力向所述生产井内泵入所述液体，且所述液体的泵入量与所述生产井的油管的容积的比值位于所述比值范围内；

其中，所述第一压力大于所述第二压力。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在以第二压力向所述生产井内泵入所述液体之后，所述方法还包括：

获取所述生产井的套管的压力和油管的压力；

当所述套管的压力和所述油管的压力均为0时，打捞丝堵；

在所述生产井内设置自密封封隔器；

在所述生产井内设置生产管柱。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，在生产井内设置防砂管柱之前，所述方法还包括：

对所述生产井进行预处理，所述预处理包括通井处理和刮削处理中的至少一种；

向预处理后的所述生产井内泵入清洗剂，建立砾石充填通道；

其中，所述第一等级砾石与携砂液的混合物，以及所述第二等级砾石与携砂液的混合物均充填在所述砾石充填通道内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述建立砾石充填通道之后，所述方法还包括：

向所述生产井内泵入保护液，冲洗所述清洗剂；

向所述生产井内泵入预处理液，冲洗所述保护液。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预处理液为水与粘土稳定剂的混合物。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在对所述生产井进行预处理之前，所述方法还包括：

对所述生产井进行填砂处理，使得砂面与所述生产层之间的间距位于第一间距范围内；

每隔第二预设时长，执行一次下述检测和填砂处理操作，直至所述砂面与所述生产层之间的间距在所述第二预设时长内的变化量不大于间距变化量阈值：

检测所述砂面与所述生产层之间的间距在所述第二预设时长内的变化量是否大于间距变化量阈值；

当所述变化量大于所述间距变化量阈值时，对所述生产井进行填砂处理；

所述对所述生产井进行预处理，包括：

当所述砂面与所述生产层之间的间距在所述第二预设时长内的变化量不大于间距变化量阈值时，对所述生产井进行预处理。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述向所述生产井内泵入清洗剂之前，所述方法还包括：

在所述生产井的套管内设置油管、试压球座和封隔器，对所述套管以及所述油管进行打压处理；

在第三预设时长后，分别检测所述套管的压力和所述油管的压力在所述第三预设时长内的变化量是否大于压力变化量阈值；

所述向所述生产井内泵入清洗剂，包括：

当所述套管的压力和所述油管的压力在所述第三预设时长内的变化量均不大于压力变化量阈值时，向所述生产井内泵入清洗剂。