漏失井沖砂工藝管柱設(shè)計(jì)

針對(duì)當(dāng)前漏失井采用常規(guī)沖砂工藝進(jìn)行沖砂成功率低的問(wèn)題， 研究設(shè)計(jì)了漏失井沖砂工藝管柱。該沖砂工藝管柱由上下2個(gè)自封式雙皮碗封隔器、油管、空心抽油桿、空心抽油桿筆尖、限位篩管筆尖等組成。在沖砂過(guò)程中2個(gè)自封式雙皮碗封隔器和油管始終封閉全部油層射孔井段，阻止沖砂液漏失進(jìn)入地層， 充分利用油、套環(huán)空和油管、空心抽油桿之間的環(huán)空通道， 使沖砂液攜帶井筒內(nèi)的砂子返出地面。

目前， 油田常規(guī)的沖砂管柱是油管+筆尖， 探到砂面后， 連接地面管線， 泵入沖砂液， 通過(guò)加深油管和液體循環(huán)把井筒內(nèi)的沉砂沖出地面， 它對(duì)于地層能量較高或壓力虧空小的地層適應(yīng)性較好。但是， 隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入， 大量原油被采出，地層能量逐漸下降， 一些得不到有效注水能量補(bǔ)充的地層， 井底壓力遠(yuǎn)低于全井液柱造成的壓力， 沖砂時(shí)沖砂液大量漏失， 難以建立起液體循環(huán)， 致使沖砂時(shí)懸浮起來(lái)的砂子也隨沖砂液一起漏入地層，不僅容易造成沖砂管柱砂卡事故， 而且返出地面的砂子很少， 甚至不返砂。由于沖砂效果差， 油井開(kāi)井生產(chǎn)后漏入地層的砂子短期內(nèi)隨油流又返回井筒，掩埋油層， 導(dǎo)致油井施工作業(yè)頻繁， 生產(chǎn)成本上升。

為解決地層漏失問(wèn)題， 提高沖砂成功率， 一般做法是采取先泵入暫堵劑， 暫時(shí)封堵漏失層， 然后再進(jìn)行沖砂， 由于暫堵劑的使用， 不僅造成作業(yè)費(fèi)用的增加， 而且地層滲透率難以完全恢復(fù)， 污染地層， 影響作業(yè)后油井產(chǎn)量， 甚至部分漏失特別嚴(yán)重井使用大量暫堵劑后在井筒中仍不能完全建立有效的沖砂液循環(huán)， 難以將井筒積砂沖出地面。

針對(duì)上述問(wèn)題我們將采用漏失井沖砂工藝管柱，這種管柱能有效地解決上述問(wèn)題。

技術(shù)分析

1.管柱結(jié)構(gòu)

漏失井沖砂工藝管柱結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖1。

圖1 漏失井沖砂工藝管柱結(jié)構(gòu)示意圖

1—變徑管液流換向接頭； 2—上雙皮碗封隔器；3 —油管； 4—空心抽油桿；

5—下雙皮碗封隔器；6—空心抽油桿筆尖； 7—限位篩管筆尖； 8—套管

該沖砂工藝管柱由變徑管液流換向接頭、上雙皮碗封隔器、油管、空心抽油桿、下雙皮碗封隔器、空心抽油桿筆尖、限位篩管筆尖等組成。圖中箭頭標(biāo)注的方向?yàn)闆_砂液、攜砂液流經(jīng)的路徑和方向。

變徑管液流換向接頭管壁有開(kāi)孔槽， 以便于沖砂液從上皮碗封隔器上部的油、套管環(huán)形空間經(jīng)開(kāi)孔槽進(jìn)入空心抽油桿內(nèi)部， 兩側(cè)軸向上設(shè)有2 個(gè)上、下連通的環(huán)形通道， 2個(gè)上、下連通的環(huán)形通道與變徑管接頭管壁開(kāi)孔槽之間不連通， 相互獨(dú)立， 其主要作用是液流可在此進(jìn)行換向。

上雙皮碗封隔器與下雙皮碗封隔器均由皮碗、彈簧鋼絲骨架、皮碗座、短節(jié)等組成， 其主要作用是自動(dòng)封隔油、套管環(huán)形空間， 每個(gè)自封封隔器采用雙皮碗結(jié)構(gòu)， 其目的是增加保險(xiǎn)系數(shù)， 增強(qiáng)密封的效果。

限位篩管筆尖中部有扶正限位塊， 其主要作用是阻止空心抽油桿筆尖深度超過(guò)限位篩管筆尖深度， 保護(hù)空心抽油桿筆尖不受損壞或折斷。限位篩管筆尖上部有孔眼， 不僅便于攜砂液經(jīng)限位篩管筆尖的孔眼進(jìn)入下雙皮碗封隔器下部的油管與空心抽油桿環(huán)形空間， 該文原載于中國(guó)社會(huì)科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)》雜志http：//www.ems86.com總第528期2013年第47期-----轉(zhuǎn)載須注名來(lái)源而且還有阻擋大顆粒碎膠皮等雜物進(jìn)入空心抽油桿與油管環(huán)形空間的作用。

2. 工作原理

漏失井沖砂工藝管柱是由2個(gè)自封式雙皮碗封隔器、油管、空心抽油桿及配套工具組成的管柱。在沖砂過(guò)程中， 2個(gè)自封式雙皮碗封隔器和油管始終封閉全部油層射孔井段， 阻止沖砂液漏失進(jìn)入地層， 充分利用油、套環(huán)空和油管、空心桿之間的環(huán)空通道， 使沖砂液攜帶井筒內(nèi)的砂子返出地面。由于自封式雙皮碗封隔器膠筒外徑稍大于套管內(nèi)徑，與油管連接后在封堵漏失層的同時(shí)能隨沖砂管柱上下移動(dòng)而不失封。所以， 從套管泵入沖砂液， 沖砂液只能經(jīng)油、套管環(huán)空→變徑管液流換向接頭管壁開(kāi)孔槽→空心抽油桿內(nèi)部→空心抽油桿筆尖→限位篩管筆尖→砂面→攜砂液→限位篩管筆尖孔眼→油管、空心抽油桿環(huán)空→變徑管液流換向接頭的2個(gè)上下連通的環(huán)形通道→上部油管→返出地面。通過(guò)不斷加深油管和液體循環(huán)把井筒內(nèi)的沉砂徹底沖洗出地面， 達(dá)到漏失井無(wú)漏失沖砂的目的。

3.主要技術(shù)參數(shù)

最大工作壓力：25MPa；沖砂油管直徑：73 mm；空心抽油桿直徑：36 mm；

剛體最大外徑：：114 mm；自封式雙皮碗封隔器碗口最大外徑：125 mm；雙封間隔：任意連接；封隔器坐封方式：自封式。

4.選井條件

所選油井的套管完好無(wú)損傷， 無(wú)套漏、套變歷史， 井底無(wú)落物， 最大井斜角小于30°；

歷次修井作業(yè)常規(guī)沖砂難以建立沖砂液體循環(huán)的嚴(yán)重漏失油井。

5.作業(yè)要點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)分析

提前準(zhǔn)備<36 mm空心抽油桿若干根， 數(shù)量為油層射孔頂界至人工井底的間距除以7， 并準(zhǔn)備不同長(zhǎng)度<73 mm油管短節(jié)和<36 mm空心抽油桿短節(jié)各4～5根。

丈量油管、空心抽油桿及配套工具組配沖砂管柱， 要求上雙皮碗封隔器與下雙皮碗封隔器的油管間距稍大于油層射孔頂界至人工井底的間距， 將限位篩管筆尖與下雙皮碗封隔器（碗口向下） 相連下入井內(nèi)， 然后按所配油管柱下入相應(yīng)數(shù)量油管及上雙皮碗封隔器（碗口向上） 。組配空心抽油桿+空心抽油桿筆尖， 要求空心抽油桿筆尖的深度必須要位于限位篩管筆尖的限位接箍以下。

從油管內(nèi)下入空心抽油桿筆尖， 加深下空心抽油桿并用空心抽油桿筆尖探限位篩管筆尖， 調(diào)整空心抽油桿長(zhǎng)度， 將變徑管液流換向接頭內(nèi)與空心抽油桿連接， 變徑管液流換向接頭外與油管連接， 完成變徑管液流換向接頭連接， 繼續(xù)下油管探砂面后， 連接地面管線。

沖砂管柱要求下井油管用<5915 mm ×800 mm通徑規(guī)通過(guò)， 螺紋、本體完好， 均勻涂抹螺紋油， <36 mm空心抽油桿膠圈齊全完好， 空心抽油桿桿內(nèi)暢通， 且螺紋要上緊密封無(wú)滲漏。

沖砂液儲(chǔ)罐應(yīng)干凈無(wú)雜物， 水泥車入口要有過(guò)濾裝置， 以防大顆粒雜物堵塞空心抽油桿。

沖砂時(shí)井口要反沖， 自封膠心要更換新膠心， 井口大螺絲要對(duì)角上緊， 井口、游動(dòng)大鉤、天車要對(duì)中， 每完全沖入1根油管后循環(huán)洗井時(shí)間為20～30 min。

結(jié)論

漏失井沖砂工藝管柱在沖砂過(guò)程中始終封閉全部油層射孔井段， 沖砂液無(wú)漏失， 沖砂徹底， 具有較強(qiáng)的實(shí)用性， 有利于油層保護(hù)。

利用漏失井沖砂工藝管柱沖砂時(shí)， 攜砂液路徑為限位篩管筆尖→空心抽油桿→油管內(nèi)部，不會(huì)造成沖砂管柱被砂卡。

該工藝管柱配套工具易損件少， 可修復(fù)多次使用， 投資成本低， 工藝管柱設(shè)計(jì)合理， 達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

（作者單位：遼河油田公司高升采油廠生產(chǎn)運(yùn)行科）