反循環(huán)沖洗工藝技術(shù)的改進(jìn)與應(yīng)用

王立江

【摘 要】 隨著油田的不斷精細(xì)開發(fā)，各種鉆、沖措施接踵而至，就胡狀-慶祖油田而言，近幾年每年鉆沖砂施工約130多井次，常規(guī)的鉆沖砂施工一般是采用正循環(huán)方式進(jìn)行，一定程度上存在有施工管柱安全風(fēng)險。本文通過制作游動自封，配套使用液壓自封裝置等井口工具，可實現(xiàn)安全、高效鉆沖砂的施工目的，先后在新胡89井、劉32井等應(yīng)用，效果較為理想。

【關(guān)鍵詞】 反循環(huán) 工藝 工具 配套 應(yīng)用

1 前言

隨著油田開采時間的延長，地層膠結(jié)物的膠結(jié)力變差，油層出砂越來越嚴(yán)重，造成油井減產(chǎn)或停產(chǎn)、地面和井下設(shè)備磨損，對環(huán)境造成了污染，需要對井底的砂子進(jìn)行沖砂處理；由于油田上產(chǎn)需要，對部分油水井采取了增產(chǎn)增注措施，進(jìn)行了填砂作業(yè)，下步措施時如需對填砂層進(jìn)行作業(yè)，也必須對填砂層進(jìn)行沖砂處理。目前主要采用正沖砂、反沖砂、正反沖砂三種方式。正沖砂的缺點是砂子在環(huán)空的上返速度慢，易卡管柱。而反沖砂的優(yōu)點就是攜砂能力強，上返速度快，返砂時間短，不會造成卡管柱；操作簡單，勞動強度低；換單根時沒有水流出，減少了井口的污染，提高了安全系數(shù)；特別是油層夾層小的井，沖砂數(shù)據(jù)精確率高。胡狀-慶祖油田是一個復(fù)雜斷塊砂巖注水開發(fā)油田，鉆、磨、套、銑、沖措施頻繁，常規(guī)的正循環(huán)鉆沖砂施工固然有其優(yōu)點，但隨著井筒狀況的不斷復(fù)雜等條件的影響，管柱安全不得不引起施工者高度重視，時有發(fā)生的鉆、磨、套、銑、沖卡鉆工程事故制約著該類措施的有效實施，同時帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，給油田的開發(fā)和整體經(jīng)濟效益帶來不利因素。為因此采取各種有效途徑，配套應(yīng)用反循環(huán)沖洗工藝技術(shù)，對提高生產(chǎn)效率、施工管柱安全有著十分重要的意義。

2 配套工具

2.1 游動自封

2.1.1 結(jié)構(gòu)

游動自封封井器由上殼體、下殼體、膠芯、密封圈4構(gòu)成。膠芯的外徑小于上殼體與下殼體形成的空間的內(nèi)徑，膠芯內(nèi)徑小于油管外徑，下殼體上加工有與SFZ18-21防噴器連接的法蘭、鋼圈槽。

2.1.2 工作原理

起、下鉆過程中，通過倒角引導(dǎo)接箍進(jìn)入膠芯，膠芯彈性膨脹內(nèi)徑變大，接箍通過，膠芯隨之彈性收縮，密封油管外壁，管柱與膠芯3之間過贏配合形成密封，膠芯始終與管柱同軸，膠芯隨管柱擺動在上下殼體之間的內(nèi)腔做徑向擺動，上殼體下端面與膠芯上端面之間始終部分接觸形成密封，上殼體、下殼體之間由密封圈4密封，井內(nèi)有壓力時具有助封作用，從而實現(xiàn)油、套環(huán)形空間的密封。

2.1.3 優(yōu)點

該工具的徑向游動保證了油管與自封膠芯之間，自封膠芯與殼體之間的密封面積，防止了井架偏、油管擺動造成的油管與膠芯之間存在間隙，密封效果好。

2.2 液壓自封裝置

2.2.1 結(jié)構(gòu)

由補芯承壓盤、上連接法蘭、下連接法蘭、液缸套、活塞膠芯總成、壓力平衡器和液壓動力系統(tǒng)組成。

2.2.2 工作原理

油缸套與下連接法蘭設(shè)計為一體，與上連接法蘭間通過絲扣連接，補芯承壓盤通過其上的螺栓用螺冒固定在上法蘭上；上連接法蘭上設(shè)計有連接螺紋孔，可與井口法蘭或其它裝置相連接；油缸套上有開進(jìn)油口和排空閥，通過進(jìn)油口注入液壓油，排空孔排出其內(nèi)空氣；壓力平衡器可連接在排空口，也可連接在動力泵出口處。當(dāng)油腔內(nèi)的壓力達(dá)到一定程度時，液壓自封膠芯下隨動活塞壓縮其膠芯產(chǎn)生徑向收縮，達(dá)到密封環(huán)空的目的。

2.2.3 優(yōu)點

（1）利用氮氣瓶的補償作用，配備有動態(tài)壓力平衡裝置，可實現(xiàn)油管本體和接箍通過液壓自封裝置時的動態(tài)密封，延長密封膠芯使用壽命。

（2）配備有獨立的遠(yuǎn)程液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，操作壓力平穩(wěn)，供油均勻。

（3）配備有動態(tài)壓力平衡裝置，可實現(xiàn)油管本體和接箍通過液壓自封裝置時的動態(tài)密封，以保持油管和套管環(huán)空壓力不變。

3 應(yīng)用工作量

2013年，實施反循環(huán)沖砂施工52口井，57井次，其中使用游動自封反循環(huán)鉆沖15井次，使用液壓自封裝置反循環(huán)鉆沖42井次。累計沖砂進(jìn)尺8307.21m，連續(xù)使用最長井段H63-11井，鉆沖313.69m。

4 效果

2013年實施反循環(huán)鉆沖57井次， 總歷時1125h，沖砂進(jìn)尺達(dá)到7.38m/h，沖砂一次成功率96%。其中2口井沖砂無進(jìn)尺，Q93井沖砂無進(jìn)尺，原因是地層砂被壓實固化、硬度大。XH89井因套變造成沖砂無進(jìn)尺。（1）卡鉆事故率為0。（2）地面污染率為0。

5 經(jīng)濟效益分析

因為反沖砂返砂速度快，大大提高了沖砂速度，與往年相比，平均單井縮短沖砂時間4小時。今年實施了57井次，水泥車一個臺班按2300元計算，年節(jié)約費用：4×57÷8×2300=6.6（萬元）；每口井節(jié)約的4個小時用于生產(chǎn)原油，按照節(jié)約4小時能夠生產(chǎn)0.5m3原油計算：0.5×57=28.5m3，提高了原油產(chǎn)量；每年因為反沖砂節(jié)約出來的時間，可以多作業(yè)4口井，按照每口三萬元作業(yè)費用計算，每年又可多盈利12萬元；每年因沖砂卡管柱造成大修按1口計算，每年節(jié)約大修費用約60萬元，經(jīng)濟效益明顯。

6 結(jié)論與認(rèn)識

（1）反循環(huán)鉆沖工藝技術(shù)的成功應(yīng)用，有效解決了大斜度井況鉆沖砂易發(fā)生管柱安全的技術(shù)難題，增加了施工安全系數(shù)。

（2）攜帶能力強，返砂速度快，施工安全，減少井場污染。如施工的HC5-31井，反沖出大顆粒巖石，有效地提高了沖砂的安全性能，避免了正沖大顆?？ㄣ@事故的發(fā)生。

（3）為反循環(huán)套銑等井下復(fù)雜情況處理提供了新思路，拓寬了施工方式。

參考文獻(xiàn)

[1]吳奇.《井下作業(yè)工程師手冊》.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[2]聶海光，王新河.《油氣田井下作業(yè)修井工程》.北京：石油工業(yè)出版社，2002.endprint