礫石充填方法及定向井的礫石層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種礫石充填方法及定向井的礫石層。所述礫石充填方法，用于向定向井中充填礫石形成礫石層，所述礫石充填方法包括：向所述定向井注入具有第一礫石的第一充填漿，所述第一礫石具有第一密度；當所述定向井內(nèi)沉積的所述第一礫石的最高高度與所述定向井的直徑之比達到預(yù)定值時，停止向所述定向井注入所述第一充填漿，向所述定向井注入具有第二礫石的第二充填漿，所述第二礫石具有第二密度，所述第二密度小于所述第一密度。本發(fā)明提供的所述礫石充填方法及礫石層，通過向所述定向井內(nèi)注入就有不同密度的所述第一礫石和所述第二礫石，有效的延長了所述定向井的礫石充填長度。
【專利說明】礫石充填方法及定向井的礫石層

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能源礦產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種礫石充填方法。
[0002] 本發(fā)明涉及能源礦產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種定向井的礫石層。

【背景技術(shù)】
[0003] 地層出砂是指在油田開采過程中，地層中的沙粒隨著流體從地層中運移至井底或 隨著流體攜帶出井口的現(xiàn)象。地層出砂容易會導(dǎo)致油層砂埋、油管砂堵，從而降低油井產(chǎn) 量，甚至使油井停產(chǎn)。
[0004] 為了防止地層出砂，技術(shù)人員研究出套管外礫石充填防砂技術(shù)，其利用選定尺寸 的篩管下入油井，正對出砂地層，然后用流體攜帶經(jīng)過優(yōu)選的合適粒徑的礫石，將其充填于 篩管和地層之間，礫石本身尺寸比篩管的空隙大，使得礫石被阻擋在篩管周圍，使得在篩管 外圍形成了由礫石組成的礫石層，該礫石層能夠有效攔截地層中的砂粒，同時也具備流體 的流通能力，從而解決了地層出砂的問題。
[0005] 套管外礫石充填防砂技術(shù)在定向井中得到了較廣泛的應(yīng)用。定向井分為二段型、 三段型和五段型。請參閱圖1，以三段型為例，其分為垂直段6、造斜段7和穩(wěn)斜段8。在進行 礫石充填時，礫石隨著充填漿進入井內(nèi)，在進入穩(wěn)斜段8之后，礫石在自身重力的作用下， 有向下沉積的趨勢，隨著充填漿進入井內(nèi)越深，充填漿向前移動的推力逐漸減小，而礫石的 重力作用越發(fā)的明顯，礫石沉積的速度越快。近些年來，隨著定向井開發(fā)工藝的發(fā)展，定向 井的長度不斷增加，往往礫石還沒有到達井的末尾，就已經(jīng)大量沉積而將井筒堵死，在所述 井筒堵死之后注入的礫石，會逐漸將所述定向井填滿。截止至所述礫石將所述井筒堵死的 位置，即為礫石充填的最大長度，而剩余沒有礫石沉積的井段，便無法形成礫石層，無法防 止地層出砂，顯然現(xiàn)有的套管外礫石充填防砂技術(shù)無法滿足定向井的使用需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠延長礫石充填長度的礫石充填方法。
[0007] 本發(fā)明提供一種礫石充填方法，用于向定向井中充填礫石形成礫石層，所述礫石 充填方法包括：向所述定向井注入具有第一礫石的第一充填漿，所述第一礫石具有第一密 度；當所述定向井內(nèi)沉積的所述第一礫石的最高高度與所述定向井的直徑之比達到預(yù)定值 時，停止向所述定向井注入所述第一充填漿，向所述定向井注入具有第二礫石的第二充填 漿，所述第二礫石具有第二密度，所述第二密度小于所述第一密度。
[0008] 優(yōu)選地，所述預(yù)定值的取值范圍為0. 7至0. 9。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一密度的取值范圍為2. 5g/cm3至2. 8g/cm3。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一充填漿中所述第一礫石占所述第一充填漿的體積比為8%至 12%。
[0011] 優(yōu)選地，所述第二密度的取值范圍為1. 9g/cm3至2. 0g/cm3。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二充填漿中所述第二礫石占所述第二充填漿的體積比為3%至5%。
[0013] 優(yōu)選地，所述定向井的井斜角在60度以上。
[0014] 優(yōu)選地，在向所述定向井完成所述第二充填漿的充填形成所述礫石層之后，向所 述定向井內(nèi)注入頂替液，以擠壓所述礫石層。
[0015] 本發(fā)明還提供一種定向井的礫石層，所述礫石層包括：具有第一密度的第一礫石； 具有第二密度的第二礫石；所述第二密度小于所述第一密度。
[0016] 優(yōu)選地，所述第一密度的取值范圍為2. 6g/cm3至2. 7g/cm3,所述第二密度的取值 范圍為 1. 9g/cm3 至 2. 0g/cm3。
[0017] 本發(fā)明提供的所述礫石充填方法及礫石層，通過首先向所述定向井內(nèi)注入密度較 高的所述第一礫石，當所述第一礫石沉積的高度與井筒直徑的比值達到預(yù)定值時，再注入 具有密度較低的所述第二礫石，由于所述第二礫石的密度小，沉積速度相對較慢，使得所述 第一礫石和所述第二礫石混合后形成的礫石床在高度上增長較慢，而可以向著所述定向井 的井底移動更長的距離，由此實現(xiàn)的延長定向井的礫石充填長度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的定向井的示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明實施方式提供的定向井的剖面示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 本發(fā)明實施方式提供一種礫石充填方法，用于向定向井中充填礫石以形成礫石 層。
[0021] 請一并參閱圖2,所述礫石充填方法包括以下步驟。
[0022] 步驟S10 :向所述定向井注入具有第一礫石13的第一充填漿，所述第一礫石13具 有第一密度。
[0023] 在本實施方式中，所述定向井開設(shè)在所述地層10內(nèi)，所述定向井的井壁11內(nèi)設(shè)置 有篩管12,在所述篩管12與所述井壁11之間形成了第一環(huán)空14,所述第一充填漿沿著所 述第一環(huán)空14注入所述定向井，并沿著所述第一環(huán)空14向所述定向井的井底方向流動。所 述礫石層即形成在所述第一環(huán)空14中。
[0024] 所述篩管12具有縫隙，用于在后續(xù)石油開采過程中，所述地層10中的流體能夠通 過所述縫隙進入所述篩管12內(nèi)，進而被石油開采設(shè)備從所述定向井內(nèi)將所述流體抽出。
[0025] 所述第一充填漿為將所述第一礫石13與充填液混合形成。所述第一礫石13隨著 所述第一充填漿進入所述定向井，并沿著所述第一環(huán)空14向著所述定向井的井底方向移 動。所述第一礫石13的尺寸略大于所述篩管12的縫隙，使得所述第一礫石13能夠沉積在 所述篩管12的表面，而不會隨著所述地層10內(nèi)的流體進入所述篩管12的內(nèi)部。所述第一 礫石13在所述第一環(huán)空14內(nèi)沉積形成第一礫石床，所述第一礫石床用于形成所述礫石層。
[0026] 所述第一礫石13具有第一密度，所述第一密度與所述地層10的密度相接近，如此 使得由所述礫石充填方法形成的所述礫石層的密度與所述地層的密度接近，使得所述礫石 層會具有與所述地層相近的應(yīng)力強度，當石油開采導(dǎo)致地層內(nèi)的應(yīng)力變化時，不會致使所 述礫石層與所述井壁11分離，從而確保所述定向井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。優(yōu)選地，所述第一密度與 所述地層10的密度相同。
[0027] 步驟S20 :當所述定向井內(nèi)沉積的所述第一礫石13的最高高度與所述定向井的直 徑之比達到預(yù)定值時，停止向所述定向井注入所述第一充填漿，向所述定向井注入具有第 二礫石15的第二充填漿，所述第二礫石15具有第二密度，所述第二密度小于所述第一密 度。
[0028] 隨著所述第一充填漿向著所述定向井的井底方向移動，所述第一充填漿與所述定 向井的井口的距尚逐漸變大，其受到的向著所述定向井的井底方向移動的推力逐漸減小， 在所述第一礫石13的重力作用下，所述第一礫石13沉積的數(shù)量變大，距離所述井口越遠， 所述第一礫石13沉積的越多，從而使所述第一礫石床的高度越高，所述第一礫石床的最高 高度即為所述定向井內(nèi)沉積所述第一礫石13的最高高度。所述第一礫石床會隨著所述第 一充填漿的注入而向著所述定向井的井底方向移動，同時其高度也不斷的增加。
[0029] 在本實施方式中，在所述定向井內(nèi)設(shè)置有傳感器，以感測所述第一礫石床的高度， 進而判斷所述第一礫石床的最高高度與所述定向井的直徑之比是否達到所述預(yù)定值。當然 本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其它的技術(shù)手段獲知所述第一礫石床的高度，但只要其功能和 效果與本發(fā)明相同或相似均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明保護范圍內(nèi)。
[0030] 當所述第一礫石床的最高高度與所述定向井的直徑之比達到預(yù)定值時，將所述第 二礫石15隨所述第二充填漿注入所述定向井中，所述第一礫石13與所述第二礫石15混合 并形成第二礫石床。由于所述第二礫石15的所述第二密度小于所述第一礫石13的所述第 一密度，所述第二礫石15的沉積速度慢于所述第一礫石13,并且所述第二礫石15的重力相 對較小更易于移動，使得所述第二礫石床的高度的增長速度變慢，從而使所述第二礫石床 在將所述定向井堵死之前可以向著所述定向井的井底移動的距離增長，由此所述充填方法 實現(xiàn)延長所述定向井的礫石充填的長度。
[0031] 在本發(fā)明的一個實施方式中，所述預(yù)定值的取值范圍為0. 7至0. 9。所述預(yù)定值的 選取，會影響所述定向井的礫石充填的長度，影響通過形成的所述礫石層的應(yīng)力強度，影響 所述礫石充填方法花費的時間。
[0032] 當所述預(yù)定值較小時，則較早的停止注入所述第一充填漿，開始注入所述第二充 填漿，此時所述定向井的礫石充填的長度可以較長，在不考慮所述定向井的長度的情況下， 所述預(yù)定值越小，采用所述礫石充填方法進行礫石充填的長度越接近單獨使用所述第二充 填漿進行礫石充填的長度；對于所述礫石層的應(yīng)力強度，由于所述第二礫石15的密度小于 所述第一礫石13的密度，所述預(yù)定值的取值越小，使得所述礫石層中混入的所述第二礫石 15越多，導(dǎo)致所述礫石層的應(yīng)力強度越差，當所述地層10的應(yīng)力變化時，所述礫石層容易 與所述井壁11之間分離，影響所述定向井的使用壽命；針對花費的時間，由于所述第二礫 石15的所述第二密度小于所述第一礫石13的所述第一密度，使得所述第二礫石15較容易 在所述第二充填漿的攜帶下移動而不易沉積，使得所述預(yù)定值越小，花費的時間越多，投入 的成本也就越大。
[0033] 當所述預(yù)定值較大時，則開始注入所述第二充填漿的時間較晚，此時由所述第一 礫石13形成的礫石床已經(jīng)快將所述定向井堵死，即使此時注入所述第二充填漿，所述定向 井也會很快被堵死，延長的充填距離較短；針對所述礫石層的應(yīng)力強度，由于注入的所述 第二礫石15較少，使得形成的所述礫石層具有接近所述地層10的應(yīng)力強度，當所述地層 10的應(yīng)力變化時，所述礫石層不易于所述地層10分離，使所述定向井具有較佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性；針對花費的時間，所述預(yù)定值越大，花費的時間越少。
[0034] 在本實施方式中，所述預(yù)定值較佳的取值范圍為0.75至0.85。如下表所示的數(shù) 據(jù)。
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種礫石充填方法，用于向定向井中充填礫石形成礫石層，其特征在于，所述礫石充 填方法包括： 向所述定向井注入具有第一礫石的第一充填漿，所述第一礫石具有第一密度； 當所述定向井內(nèi)沉積的所述第一礫石的最高高度與所述定向井的直徑之比達到預(yù)定 值時，停止向所述定向井注入所述第一充填漿，向所述定向井注入具有第二礫石的第二充 填漿，所述第二礫石具有第二密度，所述第二密度小于所述第一密度。
2. 如權(quán)利要求1所述的礫石充填方法，其特征在于：所述預(yù)定值的取值范圍為0. 7至 0? 9 〇
3. 如權(quán)利要求1所述的礫石充填方法，其特征在于：所述第一密度的取值范圍為2. 5g/ cm3 至 2. 8g/cm3。
4. 如權(quán)利要求3所述的礫石充填方法，其特征在于：所述第一充填漿中所述第一礫石 占所述第一充填漿的體積比為8%至12%。
5. 如權(quán)利要求1所述的礫石充填方法，其特征在于：所述第二密度的取值范圍為1. 9g/ cm3 至 2. Og/cm3。
6. 如權(quán)利要求5所述的礫石充填方法，其特征在于：所述第二充填漿中所述第二礫石 占所述第二充填漿的體積比為3%至5%。
7. 如權(quán)利要求1所述的礫石充填方法，其特征在于：所述定向井的井斜角在60度以 上。
8. 如權(quán)利要求1所述的礫石充填方法，其中，在向所述定向井完成所述第二充填漿的 充填形成所述礫石層之后，向所述定向井內(nèi)注入頂替液，以擠壓所述礫石層。
9. 一種定向井的碌石層，其特征在于，所述碌石層包括：具有第一密度的第一碌石；具 有第二密度的第二礫石；所述第二密度小于所述第一密度。
10. 如權(quán)利要求9所述定向井的礫石層，其特征在于：所述第一密度的取值范圍為 2. 6g/cm3至2. 7g/cm3,所述第二密度的取值范圍為1. 9g/cm3至2. Og/cm3。
【文檔編號】E21B43/04GK104420857SQ201310397933
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】張國輝, 胡貴, 張希文, 孟慶昆, 劉新云 申請人:中國石油天然氣股份有限公司