水平井反沖砂工藝特點與施工應(yīng)用

田苗

摘 要：油井出砂是油田開采的一大難題。而其形成的關(guān)鍵因素是因為儲集層為疏松膠結(jié)的砂巖，其次油井開采后期，經(jīng)過長期注水開采會導(dǎo)致儲層骨架破壞，繼而使油井出砂。其危害不但有可能使砂埋產(chǎn)層，并且高速流動的砂粒，使井下裝置嚴(yán)重磨損，同時會使地層出現(xiàn)虧空并發(fā)生坍塌，進(jìn)而發(fā)生套損，導(dǎo)致油井報廢停產(chǎn)等。在沖砂過程中，由于沖砂方式、施工人員操作不當(dāng)、設(shè)備出現(xiàn)故障、地層漏失等原因造成沖散的砂子不能及時返出地面，正沖砂方式的沖擊力較大，更易沖開砂堵，但由于油套環(huán)空橫截面積大，導(dǎo)致液體上返速度比較小，攜砂能力較弱，進(jìn)而容易發(fā)生卡管事故，而反沖砂管柱下端安裝噴頭，液流返速快，同時解決了水平段沖砂不徹底的弊病。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏；油井出砂；反沖砂；水平井

沖砂作業(yè)就是從油管或油套環(huán)空中，向井底注入高速流體來沖擊砂堵，同時上返循環(huán)液體可將砂粒攜帶出來，進(jìn)而達(dá)到解決油水井砂堵情況。截止2017年底水平井生產(chǎn)3個月以上發(fā)生卡泵4口井，產(chǎn)出液中化驗?zāi)嗌澈?.5%，有些井甚至高達(dá)2%，嚴(yán)重影響著油井的正常生產(chǎn)。油田屬于典型的低滲透油藏，大部分井都是通過大規(guī)模加砂壓裂開采，油井加砂壓裂后，急于開抽，縮短試油時間，油井排液、抽汲不徹底，致使井筒沉砂嚴(yán)重，有些油井投產(chǎn)后管柱直接砂埋，造成油井停產(chǎn)，為此有必要通過沖砂來清除砂堵，恢復(fù)生產(chǎn)。

1反沖砂技術(shù)研究與應(yīng)用

1.1沖砂液

1）粘度較大，來確保具有較好的攜砂能力。2）密度適當(dāng)，進(jìn)而形成合適液柱壓力，防止井噴和地層漏失。3）和油層的配伍性較好，對油層不造成傷害。4）價格適中，來源廣泛。

為此，我們研發(fā)的沖砂液配方為0.5%助排劑+1%氯化鉀+0.5%活性劑。1.2沖砂水力計算沖砂作業(yè)時，要使液流把全部的砂粒沖到地面，需液體在井筒內(nèi)的向上流速大于最大體積砂粒的向下自由沉降速度即：

vs=vt-vd

式中：vs -沖砂時砂粒上返速度，m/s；

vt -沖砂時液體的上返速度，m/s；

vd -砂粒靜止于沖砂液時的自由下降速度，m/s。

實際上由于多粒砂子相互碰撞、干擾，減慢了砂子的上升速度。根據(jù)延長油田公司所做的石英砂與水試驗表明，當(dāng)vt/vd / ≈1.6～1.7時，砂粒在上返液體中懸浮不動，若液體流速增加，則砂粒也隨之開始上升，因此為確保砂?？梢员簧戏党鼍残枰獀t≥（1.6～1.7）vd 。因此可大致取液體上返的最低速度為vt min=2vd ，從而計算出沖砂液的最低排量：

Qmin =Fvmin

式中：Qmin -沖砂所需要最小沖砂液排量，m3/s；

F-沖砂液流動截面積，m2；

vmin -保證砂粒上升所需最小流速，m/s。

而沖砂作業(yè)時，砂粒從井底上返到地面所需時間為：

式中：H-井深，m；

T-砂粒從井底上返到地面所需時間，s。

因而為提高沖砂效率，應(yīng)選用700型以上的泵車來最大可能提高泵的排量，同時還可減小沖砂液上返時的過流面積，從而使沖砂液具有較高的上返速度。

1.3反沖砂噴頭

1.3.1主要技術(shù)參數(shù)

剛體外徑：90mm；剛體長度：200mm；適用管柱尺寸：27/8"；底噴嘴尺寸：24mm；側(cè)噴嘴尺寸：24m；適用井口類型：250采油樹。

1.3.2使用方法

沖砂管柱底部接沖砂噴頭，側(cè)面設(shè)有三個噴嘴，保證水平段底部沉砂得到徹底的清除，解決了沖砂不徹底的弊病。

1.4反沖砂程序及技術(shù)要求

（1）用斜坡通井規(guī)探砂面。（2）連接反沖砂管線，套管一側(cè)與水泥車用硬管線連接，油管上部安裝旋塞閥并與水龍帶連接至污油池。（3）下沖砂管柱至砂面以上5m時，開泵循環(huán)，觀察出口排量，等正常后緩慢下放沖砂管柱沖砂，沖砂時要盡可能的提高排量，保證把攜砂液將沉砂帶到地面。（4）沖砂時，應(yīng)根據(jù)泵壓、出口排量合理控制管柱的下放速度；避免由于下放過快，而導(dǎo)致憋泵。（5）換單根之前，需要用大排量來循環(huán)沖洗15min以上，換單根的速度要快，更換時間要求在3～5min以內(nèi)，更換好，開泵進(jìn)行循環(huán)后，才能下放。（6）連續(xù)沖下5個單根后，必須要循環(huán)洗井一周以上，進(jìn)而將井內(nèi)沖散砂子完全返出后，才能繼續(xù)施工。（7）沖砂作業(yè)過程中，若地層發(fā)生嚴(yán)重漏失或者大量出砂等情況，應(yīng)該馬上停止作業(yè)，將油管上提到原砂面30m以上，保持洗井，并分析原因后，再繼續(xù)施工。（8）沖砂到人工井底或設(shè)計深度后，應(yīng)上提管柱1～2m，保持排量在0.4m3/min以上來繼續(xù)循環(huán)洗井，當(dāng)出口的含砂量小于0.2%時為沖砂合格。（9）在沖砂結(jié)束后，等待侯凝沉砂4h，再下放油管復(fù)探人工井底或設(shè)計深度，連續(xù)3次，在管柱懸重下降10～20kN，并與人工井底或設(shè)計深度誤差在0.3～0.5m為合格。（10）若水泥車發(fā)生故障需停泵處理時，需上提管柱到原砂面10m以上，上下來回活動管柱；若修井車出現(xiàn)故障時，必須保證正常循環(huán)，直到出口的液體含砂量小于0.1%時，再繼續(xù)循環(huán)1h以上，才可停泵。1.5反沖砂技術(shù)應(yīng)用先后在油田永平17、周119平2、永437平1井進(jìn)行試驗，取得了比較理想的效果。沖砂后單井平均產(chǎn)量增幅達(dá)到了166%（剔除永平17井），環(huán)空液面大幅回升，徹底洗通了滯留在射孔段附近的砂橋，保證了油井的正常生產(chǎn)。

2認(rèn)識

（1）反沖砂作業(yè)備水要及時，爭取一次性備好。（2）反沖砂要不停泵連續(xù)作業(yè)，縮短施工周期，減少地層污染。（3）作業(yè)前應(yīng)備好旋塞閥，沖砂至射孔段附近發(fā)現(xiàn)井口有油氣溢流現(xiàn)象時，及時搶裝旋塞閥，以防造成環(huán)境污染事故。

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