稠油老井沖砂工藝研究與應(yīng)用

摘 要：油層出砂是油田開發(fā)中遇到的重要問(wèn)題之一，直接影響油井生產(chǎn)效果，稠油井在開采時(shí)井底堆積了較深的砂柱，砂子和稠油的混合物沉積在井筒底部，導(dǎo)致在沖砂時(shí)不容易將砂子循環(huán)出地面，并且老井油層漏失嚴(yán)重，當(dāng)沖開被砂子埋藏的油層時(shí)，地層的大量漏失會(huì)導(dǎo)致泵壓突然下降，砂子和油泥重新回落，形成“砂橋”造成卡管柱，這些情況都會(huì)導(dǎo)致油井不能正常作業(yè)。

關(guān)鍵詞：油層出砂;沖砂漏失

前言

油井在開采后期油層出砂的原因很多，可分成以下幾種：①油層膠結(jié)疏松引起出砂。②地層中流體的物理性質(zhì)對(duì)油層出砂也有影響。③地層在構(gòu)造上發(fā)生急劇變化也容易導(dǎo)致出砂。④油水井工作制度不合理。⑤措施不當(dāng)引起出砂。⑥油井出水引起出砂。

油層出砂的危害主要有以下幾個(gè)方面：①減產(chǎn)或停產(chǎn)作業(yè)。②地面、井下設(shè)備和工具磨損。③掩埋或卡住井下鉆具，造成井下事故。④套管損壞、油井報(bào)廢。⑤增加修井工作量。⑥地層坍塌或減低油井壽命。油井出砂后，如果井內(nèi)的液流不能將出砂全部帶至地面，井內(nèi)砂子逐漸沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流動(dòng)阻力，使油井減產(chǎn)或者停產(chǎn)，同時(shí)會(huì)損壞井下設(shè)備造成井下砂卡事故。因此，必須采取措施清除積砂，常用的方法是水力沖砂和機(jī)械撈砂。目前常用的是水力沖砂。

1沖砂原理及方式

沖砂就是向井內(nèi)打入高速流體，靠水力作用將井底砂面沖散，并利用液流循環(huán)上返的攜帶能力將沖散的砂子帶到地面的工藝過(guò)程。目前沖砂的方式有正沖砂、反沖砂、正反沖砂三種。

2改進(jìn)工藝

2.1改進(jìn)換單根工藝流程。

原來(lái)的施工流程是將沖砂筆尖接在第一根油管底部，下油管至砂面，連接地面管線沖砂，沖完一根油管后，起出連接沖砂彎頭及水龍帶，下入一根光油管，再下入連接沖砂彎頭及水龍帶的油管，繼續(xù)沖砂，而后重復(fù)以上操作，直到?jīng)_砂到人工井底或設(shè)計(jì)深度。由于此過(guò)程需要一定的時(shí)間，在此期間，被沖起的砂子會(huì)因重力作用而回落，砂子落到井底，容易出現(xiàn)砂卡事故。為此改進(jìn)換單根工藝流程，卸下水龍帶后，同時(shí)將油管上的公由壬卸掉，將卸下的水龍帶連接到下一根帶有公由壬的油管上，下入連接沖砂彎頭及水龍帶的油管，繼續(xù)沖砂，原來(lái)的換單根方法費(fèi)工費(fèi)時(shí)，每次需要起下3根油管，改進(jìn)后可以少起下2根油管，節(jié)省時(shí)間，簡(jiǎn)化工藝，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，由于時(shí)間的縮短，在一定的程度上與預(yù)防卡鉆事故起到較大的作用。

2.2水泥車串聯(lián)沖砂。

對(duì)于漏失井或者微漏井，有時(shí)一臺(tái)水泥車打不返，利用三通將兩臺(tái)水泥車串聯(lián)，同時(shí)向井內(nèi)打入沖砂液，大排量打水，往往沖砂液能夠返出來(lái)，目前試驗(yàn)10多口井，效果非常明顯，如果雙泵循環(huán)打水不返，可以考慮使用暫堵粉混合沖砂液進(jìn)行沖砂。

2.3改進(jìn)沖砂循環(huán)池。

沖砂施工中，需要消耗大量的沖砂液，為了節(jié)約用水，提高沖砂效率，我們將現(xiàn)有沖砂循環(huán)池進(jìn)行改進(jìn)，主要方法是將從井底返出的液體回收排放到污水回收罐中進(jìn)行三次沉降分離，第一個(gè)沉降池是從井里返出物直接進(jìn)去，進(jìn)行初次沉降分離。通過(guò)初次沉降分離后，第二個(gè)沉降池再次進(jìn)行沉降分離。經(jīng)過(guò)兩次沉降分離到第三個(gè)沉降池后的沖砂液用泵車打入井中進(jìn)行沖砂。這樣既降低了沖砂液的用量，又節(jié)省清理砂子的時(shí)間，提高了沖砂效率。

3實(shí)際案例應(yīng)用

3.1歡127-29-351井，射孔井段904m-927m，18.3m/4層，人工井底958m，油層套管φ177.8mm×960.85m，該井探砂面在885.9m阻，砂柱高達(dá)72.1m，第一次沖砂時(shí)采用一臺(tái)水泥車，改進(jìn)了換單根工藝流程，保證了沖砂能夠順利進(jìn)行。射孔井段以上砂柱，沖砂時(shí)出口正常能返，當(dāng)沖開油層后，出口開始漏失，隨著油層沖開的深度增加，漏失量越來(lái)越嚴(yán)重，暫停沖砂。第二天決定改用兩臺(tái)水泥車串聯(lián)沖砂，出口能夠正常返液，最后沖砂至人工井底，回探砂面無(wú)砂。

通過(guò)該井沖砂總結(jié)出，改進(jìn)后的換單根工藝流程現(xiàn)場(chǎng)適用，可以提高沖砂實(shí)效。改進(jìn)后的沖砂循環(huán)池，能夠正常過(guò)濾沖砂液，水和砂正常分離，保證沖砂的順利進(jìn)行。因此得出結(jié)論，改進(jìn)工藝效果明顯，可以在今后的沖砂施工中應(yīng)用。

3.2歡127-H8井，油層1002.41m-1289.24m，286.83m/1層，人工井底1289.24m，油層套管φ177.8mm×1002.41m，該井探砂面在1003.73m阻，砂柱高達(dá)285.51m，該井沖砂時(shí)直接使用新式?jīng)_砂循環(huán)池，采用新的換單根工藝流程，由于是水平井而且砂柱高，所以直接采用雙泵沖砂，開始時(shí)采用正沖砂，但隨著深度的增加，漏失量也在增加，而且有時(shí)有卡鉆的情況，最后決定正洗井，出口循環(huán)干凈后，采用反沖砂的方式。由于砂柱高，返出的砂多，用了兩天的時(shí)間把砂子沖完，沖砂到人工井底。

通過(guò)沖砂總結(jié)出，水平井砂柱高的，必須采用雙泵沖砂，建議采用反沖砂，這種沖砂方式攜砂能力強(qiáng)，當(dāng)套管內(nèi)徑大時(shí)，正沖砂上返速度不足以將攜帶沖散的砂子時(shí)，利用反沖方式則可以取得較好的效果，反沖砂還可以排除砂卡的可能性。

3.3齊40-17-K38井，射孔井段841.4m-869.2m，15.7m/6層，人工井底916m，油層套管φ127mm×916m，該井探砂面在848.11m阻，砂柱高達(dá)67.89m，該井沖砂時(shí)，油層嚴(yán)重漏失，采用雙泵沖砂出口也沒有返，決定采用暫堵粉混合沖砂液進(jìn)行沖砂，暫堵粉混合沖砂液可以對(duì)高滲透、大孔道的虧空漏失地層進(jìn)行臨時(shí)暫堵，便于沖砂施工。封堵一定時(shí)間后，暫堵劑將自動(dòng)降解，地層恢復(fù)到原始滲透率，油井恢復(fù)正常產(chǎn)能。

通過(guò)該井沖砂總結(jié)出，對(duì)于漏失量大的作業(yè)井，建議采用兩臺(tái)700型以上泵車聯(lián)泵沖砂，效果非常好。對(duì)于漏失嚴(yán)重的井同時(shí)要考慮采用暫堵粉混合沖砂液，效果也非常不錯(cuò)。

同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況也總結(jié)出沖砂的技術(shù)要求如下：

1）當(dāng)管柱下至預(yù)計(jì)砂面深度或油層上界30m時(shí)，下放速度不超過(guò)5m/min，懸重下降10-20KN時(shí)連探兩次，確定砂面位置。

2） 沖砂尾管提至離砂面3m以上，開泵循環(huán)正常后，洗凈井筒環(huán)空，均勻緩慢放下管柱，邊下邊沖砂，沖砂時(shí)排量應(yīng)達(dá)到要求排量。

3） 每次單根沖完必須充分循環(huán)，洗井時(shí)間不得少于15min，控制換單根時(shí)間在3min以內(nèi)。

4） 連續(xù)沖砂超過(guò)五個(gè)單根后，洗井循環(huán)一周后方可繼續(xù)下沖。

5） 泵車發(fā)生故障須停泵處理時(shí)，應(yīng)上提管柱至原始砂面10m以上，并反復(fù)活動(dòng);提升設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，必須保持正常循環(huán)。

6） 沖砂施工中發(fā)現(xiàn)地層嚴(yán)重漏失，沖砂液不能返出地面時(shí)，應(yīng)采用堵漏措施并繼續(xù)沖砂。

7） 沖砂到位后，循環(huán)洗井至出口含砂量少于0.2%為合格。

8）上提管柱至原砂面以上50m，沉降4h后回探砂面，如有砂則繼續(xù)沖砂，直至沖凈為止。

五、結(jié)論

通過(guò)一系列的改進(jìn)優(yōu)化工藝，可以提高稠油老井沖砂的施工質(zhì)量，同時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)：

5.1首先要掌握套管技術(shù)規(guī)范（如外徑、壁厚、內(nèi)徑等）、射孔井段、如果有懸掛器的要知道位置，再選擇下井工具。

5.2有懸掛器的井，管柱在進(jìn)入懸掛器時(shí)要緩慢下放，觀察指重表變化，確認(rèn)進(jìn)入后方可限速下入。

5.3現(xiàn)場(chǎng)配合要默契，下入筆尖遇阻時(shí)，要連探三次，根據(jù)負(fù)荷下降速率確定是稠油、砂柱還是套變。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶海光，王新河.油氣田井下作業(yè)修井工程.石油工業(yè)出版社，2002.

[2]井下作業(yè)工.石油工業(yè)出版社，1996.

作者簡(jiǎn)介：

孟剛，男1982.8，遼寧北寧人，2004年畢業(yè)，本科，目前從事修井作業(yè)工作。

（遼河油田公司遼河工程技術(shù)分公司，遼寧 盤錦 124010）