油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的原理及應(yīng)用

高舉　王靜

摘 要：油田油井維護(hù)中的一項重要作業(yè)就是處理井下沉積物，三疊系油層在生產(chǎn)出油階段，利用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行沖砂掃鉆工作仍存在許多問題。為降低作業(yè)成本，實現(xiàn)安全環(huán)保生產(chǎn)，油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置對油井沖砂、掃鉆做了新的改進(jìn)。文章簡述了油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的研制背景，重點介紹了該裝置的原理，并對該裝置的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置；原理；安全環(huán)保

引言

在構(gòu)建節(jié)約型社會的大環(huán)境下，油井作業(yè)也需落實節(jié)支增效措施。而油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置很好地解決了作業(yè)過程中的沖砂掃鉆困難，提高了作業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效益。因此，有必要對油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的原理及應(yīng)用情況進(jìn)行研究。

1 油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的研制背景

三疊系油層經(jīng)過水力壓裂投產(chǎn)2-3年后，大多數(shù)地層里支撐劑和其他物質(zhì)（砂粒、泥漿、水泥、機械雜質(zhì)）隨著巖石的裂縫，液體與氣流的攜帶同時進(jìn)入井筒，導(dǎo)致油井沉砂口袋不斷上升，甚至掩埋油層孔段；更嚴(yán)重的是井筒供液不足，動液面下降，抽油泵沉沒度不夠，在抽油機不斷上下往復(fù)過程中，油桿與油管干磨時間過長，容易發(fā)生斷桿、脫扣或卡泵的現(xiàn)象，導(dǎo)致地面設(shè)備磨損，井下材料與電費的消耗，嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)。因此對每口油井現(xiàn)場測示功圖分析，進(jìn)行帶泵探人工井底，核實砂面位置。要求砂面必須高于采油孔段，必須展開沖砂、掃鉆、洗井準(zhǔn)備工作。然而在沖砂、掃鉆的準(zhǔn)備及施工過程中，存在著不少問題，例如作業(yè)用水量較大、井場采用人工挖循環(huán)坑以及包、捕、墊等設(shè)施及工序過于瑣碎等、井口循環(huán)用水清潔度太低、不符合處理要求的流程污水對地層以及井場造成污染等，這些問題的出現(xiàn)對井下作業(yè)規(guī)程和油井穩(wěn)產(chǎn)效率造成了嚴(yán)重影響。在這種情況下，油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置應(yīng)運而生。

2 油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的原理

2.1 設(shè)計思路

總體的設(shè)計思路是對油井作業(yè)沖砂過程中的環(huán)保安全進(jìn)行保障，將施工成本降至最低，減少人力和物力的消耗。該裝置主要應(yīng)用的原理是孔隙度狹小過濾砂粒，便于作業(yè)過程中的使用，使用水量及包鋪設(shè)備大大減少，提高循環(huán)水的清潔度，使得泥砂等雜質(zhì)不對井筒造成污染，最終實現(xiàn)油井作業(yè)的安全環(huán)保。

2.2 裝置原理

該裝置在箱體內(nèi)設(shè)置有隔板、斜體隔砂板和滑砂板；隔板豎直設(shè)置，其一側(cè)為出水室；滑砂板設(shè)置于隔板另一側(cè)的中部，其靠近隔板的一側(cè)較高，相對的另一側(cè)較低，滑砂板上方為沉降室，下方為靜置室；斜體隔砂板依次并列設(shè)置在滑砂板上方；斜體隔砂板和滑砂板上設(shè)置有過濾孔；隔板下方設(shè)置有過水孔；出水室下部設(shè)置有清水出水口；沉降室下部設(shè)置有清砂口，上部設(shè)置有進(jìn)污口，且正對著斜體隔砂板的板面；靜置室下部設(shè)置有排污口；斜體隔砂板上的過濾孔的孔徑，沿污油流入的方向依次減小。本項目利用孔隙度狹小過濾砂粒原理，通過沉降和過濾手段，利用自身設(shè)置的斜體隔砂板和滑砂板，對油井出油中的砂石進(jìn)行有效地過濾和沉淀。沖砂過濾隔板主要依次并列設(shè)置在滑砂板上方；砂粒經(jīng)過大孔至小孔層層過濾，與水分離后沉淀至滑砂板斜面。當(dāng)大量的砂粒沉淀至滑砂板時，利用更換單根時間將砂粒從出砂口拋出，循環(huán)水經(jīng)過隔板紗網(wǎng)過濾后進(jìn)入清水儲水池，二次利用。斜體隔砂板上孔徑依次減小的過濾孔強化過濾效果，切實解決了作業(yè)過程中沖砂掃鉆的工程困難。該裝置具有用水量小、施工簡單、有效降低生產(chǎn)作業(yè)成本的優(yōu)點。

2.3 結(jié)構(gòu)特點

首先，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、性能強、安全環(huán)保；其次，裝置的操作全部采用科學(xué)流程，便于操作；再次，使用該裝置不需挖循環(huán)坑、減少人力物力的消耗、省水省時、降低操作成本，可獲得較高的施工效率；最后，該裝置可保持井場的清潔，采用套管、油管管線連同循環(huán)，施工簡單快捷。

3 油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的應(yīng)用

3.1 適用范圍

油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置，主要適用于油水井維護(hù)、沖砂、掃鉆施工，用以降低成本，提高施工效率，達(dá)到最佳的施工效果，適用于大砂量沖砂及措施井掃鉆時間過長的油水井，具有省時省水，施工安全環(huán)保的優(yōu)點。

3.2 先期應(yīng)用

2008-2010年，在油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置的試用期間，在大多數(shù)油區(qū)的老區(qū)塊中，地層不斷發(fā)生變化，井筒生產(chǎn)設(shè)備也發(fā)生老化，在這些異常井、故障井里挑選出砂卡砂埋井?dāng)?shù)150余口，2011年-2012年累計處理地層吐砂，導(dǎo)致油井卡泵、不上液異常油油井共550口。為了進(jìn)一步完善油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置，保證其高效運作，屢次對該裝置進(jìn)行調(diào)試整改，反反復(fù)復(fù)的改進(jìn)。最終每口油井在施工過程中可節(jié)約用水（40m3×￥55×470），減少包鋪設(shè)施（470×￥700），直接節(jié)約金額219.8萬元。有效地達(dá)到了節(jié)支降耗目的，可見在油井作業(yè)過程中，該裝置確實能夠降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益，節(jié)水節(jié)能。

3.3 預(yù)期應(yīng)用

沖砂掃鉆按照傳統(tǒng)的施工方法進(jìn)行施工，不但不安全環(huán)保、費用大，而且達(dá)不到施工要求，更保障不了作業(yè)質(zhì)量。利用油井雜質(zhì)沉降處理裝置施工，預(yù)期使用效果，以先期應(yīng)用情況為標(biāo)準(zhǔn)計算，采油廠每年沖砂掃鉆作業(yè)大約2000井次，年節(jié)約金額可達(dá)到（水費與包鋪材料設(shè)施）580萬元。同時減少油井返工率85%以上，提高油井生產(chǎn)效率95%。該裝置可保證油井供液性較強，延長檢泵周期。

4 結(jié)束語

油井作業(yè)雜質(zhì)沉降處理裝置對于油田的后期開發(fā)和油田維護(hù)有著相當(dāng)積極的作用，該裝置操作簡單，可使得油井作業(yè)施工更加便利，并且使得作業(yè)次數(shù)有效減少，作業(yè)質(zhì)量大大提高，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)安全環(huán)保生產(chǎn)，有利于油田作業(yè)節(jié)支降耗工作的開展，值得應(yīng)用與推廣。

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