井下作業(yè)清砂修井工藝研究與使用

摘要油田開(kāi)發(fā)中后期，由于地層壓降較大、注采失衡導(dǎo)致地層虧空，致使在作業(yè)沖砂過(guò)程中因工作液漏失，造成沖砂失敗。本文立足于勝利采油廠，結(jié)合地層漏失、井況特點(diǎn)、通過(guò)優(yōu)化工具、優(yōu)選方式及優(yōu)化配套技術(shù)，開(kāi)展清砂工藝研究，著力解決漏失井清砂的行業(yè)性難題，這時(shí)提高修井質(zhì)量、降低作業(yè)成本、減少油層損害、延長(zhǎng)油井免修期具有現(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。

關(guān)鍵詞地層漏失;清砂工藝;沖砂;修井質(zhì)量

中圖分類號(hào)TE358文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2009)121-0034-01

勝利采油廠經(jīng)過(guò)三十多年的開(kāi)采已進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)后期，主力油層砂一、砂二段，由于地層膠結(jié)程度變的疏松，還受到油井各種工作參數(shù)和各種工藝措施的影響，使地層日益出砂厲害，處理井筒砂的工作量變大。其中勝利采油廠每年探砂沖塞的工作量在600井次，所占措施工作量在25%左右。沖砂質(zhì)量，不僅影響修井質(zhì)量，而且制約油井免修期及經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)效果，因此，清砂工藝技術(shù)的配套完善及發(fā)展，是擺在我們廣大石油科技工作者面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。

1清砂工藝現(xiàn)狀分析

油田開(kāi)發(fā)中后期，多數(shù)油田地層壓力很大，而注采比不高，加之下大泵提液和注采不平衡問(wèn)題，造成了油層過(guò)早出砂的情況，勝利采油廠目前平均動(dòng)液面 500多米，地層靜壓比開(kāi)采最初降低了 5-6MPa， 注采比僅為0.95， 每年600余口探?jīng)_砂井中漏失井占47%。地層漏失嚴(yán)重，是制約探?jīng)_砂成功的關(guān)鍵因輩。因?yàn)橛捎诘貙訅毫Φ驮斐陕┦?，使砂子和沖砂液漏進(jìn)地層，井筒內(nèi)的地層砂無(wú)法沖出井筒，從而導(dǎo)致油井停車的后果:一是油井開(kāi)井后，沖進(jìn)地層的散砂又回返到井筒內(nèi)，使油井開(kāi)井后又開(kāi)始大量出砂，易造成采油泵砂卡、泵活塞的磨損，加速了砂埋地層造成油井供液差或停產(chǎn)的現(xiàn)象。嚴(yán)重降低了油井的免修期;二是沖砂液漏到地層以后，會(huì)給油層造成很大的傷害;三是沖起來(lái)的砂子中途漏失，會(huì)造成砂卡沖砂管柱的事故，導(dǎo)致作業(yè)施工復(fù)雜化。目前的清砂工藝，多數(shù)油田一直沿用常規(guī)的水力沖砂，即用高速流動(dòng)的液體將井底的砂粒沖散，并利用循環(huán)上返的液流將沖出的砂粒帶至地面。

2清砂工藝的改造與完善

地層漏失和井況復(fù)雜是清砂施工的兩大難題，面對(duì)難點(diǎn)我們確立工藝研究的指導(dǎo)思想:一是提高一次成功率;二是降低作業(yè)成本;三是工藝科學(xué)、簡(jiǎn)捷實(shí)用。

沖砂方式主要采用水力沖砂和機(jī)械撈砂兩條技術(shù)路線，水力沖砂可采用油田凈化水循環(huán)沖砂、化學(xué)堵漏沖砂及負(fù)壓泡沫沖砂技術(shù);機(jī)械撈砂可采用油管撈砂和鋼絲繩撈砂技術(shù)。

油田凈化水循環(huán)沖砂技術(shù)，適用于地層能量高、不漏失或輕微漏失井，使用范圍約占可清砂井的50%。該方法作為?，F(xiàn)工藝主要優(yōu)點(diǎn)在于操作熟練，技術(shù)含量不高，廣泛使用井況復(fù)雜井，主要缺點(diǎn)是不能使用于漏失的地層。

化學(xué)堵漏技術(shù)，對(duì)于一般漏失井適用，范圍在探?jīng)_砂井的34%。目前勝利采油廠采用的是一高分子增加粘度的材料，添加上可以油溶的團(tuán)體顆位。高分子增粘劑可以降低沖砂液的滲透行，固體顆粒在油層中起暫堵的作用，可以對(duì)漏失地層暫時(shí)封住;第二種是屏蔽型暫蜻劑，這種堵劑借鑒鉆井屏蔽暫堵技術(shù)，其獨(dú)特的流動(dòng)增堵建墻能力和再堵性對(duì)空隙和裂縫較大的漏失層有獨(dú)到的堵漏效果;此外一種以聚合物交聯(lián)體系為主的凍膠型暫堵劑正在實(shí)驗(yàn)之中。堵漏技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于漏失井沖砂工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是作業(yè)成本高，成功率低。

機(jī)械撈砂技術(shù)，適用于一般清砂施工井，范圍約占可清砂井的85% 。其撈砂方式分為用油管或鋼絲輸送兩種方式，撈砂泵是其主要裝置成。該技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn):(1)工藝流程簡(jiǎn)單，適用范圍廣，油管輸送等同水力沖砂硬探砂面，用絲繩輸送等同定位或測(cè)井工序，且具有連續(xù)操作性;(2)成本低廉，施工周期短，單井節(jié)約直接成本0.69萬(wàn)元，施工周期縮短4-5個(gè)小時(shí);(3)沖砂成功高，2003 年至2004年共實(shí)施撈砂468 口，成功437 口，成功率93.3% 。主要缺點(diǎn)是不適用于套管彎曲、變形、縮徑、落物等井況復(fù)雜井。

制約清砂質(zhì)量的另一關(guān)鍵因素是清砂工具選擇，所以要根據(jù)實(shí)際情況選擇沖砂工具;(1)可以采用組合沖砂管柱，解決套管內(nèi)徑問(wèn)題的沖砂施工;(2)可以采用異型沖砂工具，避免工具被砂堵塞，增強(qiáng)該工具沖砂力度;(3)采用公錐處理電泵沖砂井;(4)采用異型銑錐處理套管內(nèi)膠皮阻卡問(wèn)題;(5)采用刮削器處理井筒內(nèi)雜物。

為確保清砂施工科學(xué)有效，在完善配套技術(shù)方面:一是建立單井井史擋案，對(duì)地層漏失、井況作準(zhǔn)確描述，為清砂工藝選擇提供可靠依據(jù)。二是改進(jìn)水力沖破配套設(shè)備:(1)使用連續(xù)循環(huán)沖砂裝置，提高沖砂效率;(2)使用油管驗(yàn)漏裝置，確保管柱密封;(3)使用沖砂自封封井器及單流閥，確保井口施工安全、方便;(4)使用水砂分離器和沖砂隔離罐，確保沖砂質(zhì)量。三是改造鋼絲繩撈砂動(dòng)力設(shè)備。

3經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

清砂工藝的完善配套，不僅有廣泛的社會(huì)效益。減輕了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和沖砂事故發(fā)生幾率，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著，勝利采油廠平均每年清砂施工700口井，按照清砂工藝優(yōu)選原則，70% 井機(jī)械撈砂，成功率按90% 計(jì)算，30%的井因井況因素采用水力沖砂，其中 15% 漏失井實(shí)施暫堵沖砂，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益:

1)直接效益:325.14 萬(wàn)元節(jié)約特車勞務(wù):0.29 萬(wàn)元×700x63% =127.89 萬(wàn)元;節(jié)約暫堵劑費(fèi)用:0.45 萬(wàn)元×700×﹙63% -48%﹚ =47.25 萬(wàn)元;減少200天內(nèi)出砂類短命井 50 口，節(jié)省作業(yè)費(fèi):3萬(wàn)元×50=150萬(wàn)元。

2)間接效益:98.8 萬(wàn)元提高時(shí)效節(jié)省作業(yè)勞務(wù)，按每小時(shí)180 元算700×63% ×4 ×0.018=31.75 萬(wàn)元;減少作業(yè)占產(chǎn)，按每口井日產(chǎn)2 噸、周期3 天測(cè)算，增油50×3 ×2+700×63% ×4÷24× 2 =447 噸，增效447×0. 15 =67.05 萬(wàn)元。年創(chuàng)綜合效益約424 萬(wàn)元，若能推廣鋼絲繩機(jī)械撈砂，單井可節(jié)約沖砂管材費(fèi)用0.7 萬(wàn)元，可見(jiàn)效益巨大。

4結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)清砂工藝配套技術(shù)的完備，在油田開(kāi)發(fā)中后期地層、井況復(fù)雜條件下清砂施工中，能有放地將井簡(jiǎn)內(nèi)沉砂沖至地面，提高了修井作業(yè)質(zhì)量，延長(zhǎng)了油水井免修期;減少了作業(yè)工作量，降低了作業(yè)成本。

2)減少了沖砂工作液進(jìn)入地層，保護(hù)地層避免傷害。

3)對(duì)套管變形徑、縮徑、井下落物及大斜度井等井下復(fù)雜的油井，沖砂成功率 還不高，仍需開(kāi)發(fā)針對(duì)性較強(qiáng)的清砂工藝技術(shù)。