修井作業(yè)沖、撈砂工藝技術(shù)探討

摘 要：稠油井在開采過程中容易造成油層出砂，直接影響工藝技術(shù)和開發(fā)方案的實施。油層出砂的危害主要有：掩埋油層影響產(chǎn)量、磨損破壞井下工具甚至造成事故、增加作業(yè)工作量、地層坍塌降低油井生產(chǎn)壽命等，因此要采取合理清砂措施，作者在總結(jié)多年的工作經(jīng)驗基礎(chǔ)上對沖砂、撈砂技術(shù)進行分析整合，以解決油井清砂問題。

關(guān)鍵詞：清砂；沖砂；撈砂

油層出砂后，如果井內(nèi)的液流不能將全部地層砂帶出地面，就會使井內(nèi)砂粒沉積增加，堵塞出油通道或者砂埋油層，本文根據(jù)不同井的出砂原因以及地質(zhì)情況采取不同的清砂措施。

1 常規(guī)正反沖砂

1.1 技術(shù)原理

利用動力設(shè)備向井內(nèi)打入具有一定黏度的高速流體，靠水力作用將井底砂沖散，并利用液流循環(huán)上返的攜帶能力將砂子沿沖砂管與套管環(huán)形空間返至地面。按循環(huán)方式分為正沖、反沖、正反循環(huán)沖洗三種方式。沖砂時為使攜砂液將砂子帶到地面，液流在井內(nèi)上返速度必須大于最大直徑的顆粒在攜砂液中的下沉速度，推薦速度比大于或等于2。

1.2 正沖

沖砂液經(jīng)油管泵入，在沖砂管末端經(jīng)筆尖以較高的速度沖擊砂面，被沖散的砂子在沖砂液的攜帶下從環(huán)行空間返至地面。正沖砂的特點是沖擊力大，缺點是沖砂液上返的速度比在沖管內(nèi)的小，攜砂能力差，大顆粒砂不容易帶出來，沉砂快，容易造成砂卡事故，適用于小套管稀油井沖砂。

1.3 反沖

沖砂液經(jīng)油管與套管環(huán)行空間泵入，被沖散的砂子在沖砂液的攜帶下從油管返至地面。反沖砂的特點是攜砂力強，缺點是沖砂液的沖擊力小，不容易解除較嚴重的砂堵，適用于大套管砂堵不嚴重的井。

1.4 正反循環(huán)沖洗

是結(jié)合正反沖砂的優(yōu)點而采取的一種沖砂方式。先利用正沖的方式?jīng)_散砂堵，使其成懸浮狀態(tài)，然后迅速改為反沖方式，將沖散的砂子從油管內(nèi)沖出，為了提高沖砂效果，可以安裝地面管匯，快速改變沖砂方式。技術(shù)優(yōu)點是沖砂徹底，不容易發(fā)生事故，更適合大套管沖砂作業(yè)。

2 負壓沖砂

2.1 工藝原理

泡沫液由氣泡劑和穩(wěn)定劑及水組成。施工時用氮氣車和水泥車同時將氣體和泡沫液打入油管內(nèi)形成混氣比80%左右的均勻泡沫。泡沫在運動中不斷地破滅與再生，處于動平衡狀況。由于泡沫黏度大，故攜砂能力極強，泡沫的攜砂能力是水的 10倍之多。

2.2 技術(shù)優(yōu)點

該技術(shù)管柱可以解決各類套變井、漏失井沖砂難題，可以縮短排水期兩天以上?；鞖獗仍?0-90%之間較好，泡沫黏度在0.8mPa.s左右，所選用泡沫液的泡性良好，攜砂能力強是清水的10倍，可以懸起平均直徑2.5mm的大砂粒。可以減少回壓，避免漏失，能將井筒內(nèi)砂全部攜出地面，并能排出部分地層浮砂。負壓沖砂時井底附近將產(chǎn)生高速液流沖擊孔道和孔眼，部分地清除堵塞物，能起到解堵作用，因而可以增產(chǎn)。

3 套變井沖砂

遼河油田稠油采用蒸汽吞吐的開采方式。由于注汽頻繁、出砂、汽竄、超覆等現(xiàn)象，導致套管變形、損壞嚴重。對出砂嚴重井必須進行沖砂作業(yè)，采用常規(guī)沖砂工藝難以有好的效果，經(jīng)常會出現(xiàn)管柱下不去、折斷、彎曲甚至卡管柱等事故，因而一些井甚至不敢進行沖砂作業(yè)。該技術(shù)通過采用特殊加工的接頭將短油管連接在沖砂管柱底部，在進入變形井段后沖砂管柱可隨套管變形情況而變化并可旋轉(zhuǎn)，防止油管脫扣。該項沖砂技術(shù)具有下列優(yōu)點：對套管變形井沖砂管柱可順利通過，不會發(fā)生脫扣、折斷、彎曲等事故。

4 撈砂

雖然利用高速液體沖砂是最簡便易行的方法，但也存在局限性，一是成本高；二是當油井漏失時大量的沖砂液進入地層會造成油層傷害，漏失嚴重的無法建立起循環(huán)，井筒內(nèi)的沉砂被沖砂液帶到地層中，生產(chǎn)時又回到井內(nèi)，造成沖砂失敗。從保護油層的角度出發(fā)設(shè)計兩種撈砂泵—抽吸法撈砂、重力自旋鈍擊法撈砂。

4.1 抽吸法撈砂

抽吸法撈砂又抽砂泵和底閥兩部分組成，施工前先下底閥，閥上接一定長度的油管，長度按井下沉砂深度折算成油管長度，上部接抽砂泵，抽砂泵上根據(jù)需要接油管或鋼絲繩。當?shù)组y接觸砂面后反復上提抽砂泵，液體攪動砂粒被吸進沉砂管內(nèi)，完成撈砂過程。適用于井內(nèi)有一定液面的稀油井、井內(nèi)無死油的稠油井。

4.2 重力自旋鉆進撈砂

重力自旋鉆進撈砂是針對目前稠油油田井下有死油，沖砂及抽吸撈砂方法難以解決的問題而研制的新型撈砂工具。其技術(shù)原理是：工具由旋進器和環(huán)行鉆具兩部分組成，施工前先下環(huán)行鉆具，上接一定長度的油管，長度按井下沉砂深度折算成油管長度，上部接旋進器，上接油管。當環(huán)行鉆具接觸砂面后通過作業(yè)機反復上提抽砂泵，環(huán)行溝槽控制鉆具旋轉(zhuǎn)，沉砂管進入沉砂內(nèi)，完成撈砂過程。該技術(shù)適用于井內(nèi)有死油存在的稠油井撈砂。

5 結(jié)論及認識

根據(jù)油井所處開發(fā)層位及近地帶巖石分布情況，應(yīng)該正確合理選用哪一種清砂方式或者是組合式清砂方式，無論選用哪種沖、撈砂方式，必須堅持保護油層，恢復油井產(chǎn)能，延長油井生產(chǎn)壽命為原則，否則不僅會影響清砂效果，甚至會影響生產(chǎn)。

作者簡介：

劉英軍（1979- ），男，2006年畢業(yè)于大慶石油學院石油工程專業(yè)，遼河油田公司曙光采油廠作業(yè)三大隊，助理工程師。