三向沖砂一體導(dǎo)錐的研制與試驗

王德偉 賈財華（中油遼河油田錦州采油廠，遼寧 凌海 121209）

錦州采油廠所轄油區(qū)屬疏松砂巖油藏，隨著油田開發(fā)的不斷深入，地層出砂矛盾日益突出。出砂原因很復(fù)雜，任何關(guān)鍵因素都可能導(dǎo)致地層出砂，如鉆井、完井、生產(chǎn)和修井等各個環(huán)節(jié)都可能引起地層出砂。

目前油水井清砂作業(yè)，主要有撈砂技術(shù)和沖排砂技術(shù)兩種工藝，其中撈砂對井況要求較高，大部分側(cè)鉆井和套變井無法實施，適用范圍受限。所以作業(yè)沖砂技術(shù)就顯得尤為重要[1]。

1 沖砂工具現(xiàn)狀

目前，各大油田修井作業(yè)用于沖砂的專用筆尖種類較多，而針對井型和井礦的不同，使用上受其限制。目前修井作業(yè)中常用的主要有三種：切口式常規(guī)筆尖、旋轉(zhuǎn)沖砂筆尖和水平井專用筆尖（導(dǎo)錐）等。第一種筆尖的結(jié)構(gòu)特點為只有一個循環(huán)過水通道，尖端切口角度大約為30°至45°，沖砂時筆尖的尖端易損壞或刮碰到井下套管，不適于大斜度井、側(cè)鉆井和水平井的沖砂作業(yè)。第二種筆尖的結(jié)構(gòu)采用渦輪設(shè)計，沖砂時可以在筆尖軸向和徑向上對井底的砂進行沖擊，沖砂效果較好，但是筆尖加工制作復(fù)雜、價格較貴，且在現(xiàn)場應(yīng)用中采用熱污水沖砂時，受修井液雜質(zhì)影響，旋轉(zhuǎn)裝置經(jīng)常失靈，現(xiàn)場維修較難，目前此類筆尖在現(xiàn)場應(yīng)用較少。最后一種筆尖目前主要應(yīng)用在水平井中，它的特別之處在于筆尖前端設(shè)計成球型或者橄欖型，該設(shè)計有利于在水平井水平段的下入或起出作業(yè)，不易損壞井下套管和篩管等，但此種筆尖在水平井反循環(huán)沖砂時，排砂能力較差。

2 主要研究內(nèi)容

結(jié)合上述技術(shù)難題，研制并設(shè)計了一種三向旋流沖砂導(dǎo)錐，特別涉及一種應(yīng)用于直井、大斜度井、側(cè)鉆井和水平井的沖砂導(dǎo)錐，其包括導(dǎo)錐主體，導(dǎo)錐主體呈筒狀且具有用于循環(huán)過水的內(nèi)腔，其中，導(dǎo)錐主體的頂端開放并與沖砂管柱連接，導(dǎo)錐主體的底面設(shè)有過水底孔，導(dǎo)錐主體的側(cè)壁上開設(shè)有過水側(cè)孔組，本實用新型能夠滿足直井、大斜度井和水平井的沖砂要求，有利于現(xiàn)場管理與生產(chǎn)需求。

2.1 導(dǎo)錐主體

導(dǎo)錐主體設(shè)計呈筒狀且具有用于循環(huán)過水的內(nèi)腔，其特征在于，導(dǎo)錐主體的頂面開放并與沖砂管柱連接，導(dǎo)錐主體的底面設(shè)有過水底孔，導(dǎo)錐主體的側(cè)壁上開設(shè)有過水側(cè)孔組，所述過水側(cè)孔組包括向下過水側(cè)和向上過水側(cè)孔，向下過水側(cè)孔的出水方向為斜向下，向上過水側(cè)孔的出水方向為斜向上，向上過水側(cè)孔距所述導(dǎo)錐主體的底面的距離大于所述向下過水側(cè)孔距，導(dǎo)錐主體的底面的距離。

2.2 三向設(shè)計

旋流沖砂導(dǎo)錐，其特征在于，過水側(cè)孔組包括對稱設(shè)置的兩個所述向下過水側(cè)孔和對稱設(shè)置的兩個所述向上過水側(cè)孔，兩個所述向上過水側(cè)孔間的連線垂直于兩個所述向下過水側(cè)孔間的連線。所述的三向旋流沖砂導(dǎo)錐，其特征在于，所述過水側(cè)孔組包括沿周向截面均勻分布的多個所述向下過水側(cè)孔和沿周向截面均勻分布的多個所述向上過水側(cè)孔。三向旋流沖砂導(dǎo)錐，其特征在于，所述向下過水側(cè)孔的出水方向與所述導(dǎo)錐主體的軸線的夾角為45度，所述向上過水側(cè)孔的出水方向與所述導(dǎo)錐主體的軸線的夾角為135度。導(dǎo)錐主體的底部具有呈縮徑狀的過渡部分，向下過水側(cè)孔設(shè)置于所述過渡部分。三向旋流沖砂導(dǎo)錐，其特征在于，所述過渡部分的錐度為1:1.4，所述過渡部分的長度為4cm。向下過水側(cè)孔與所述導(dǎo)錐主體的底面的距離為2cm，所述向上過水側(cè)孔與所述導(dǎo)錐主體的底面的距離為19cm至24cm，過水底孔的直徑為24mm，所述向下過水側(cè)孔的直徑和所述向上過水側(cè)孔的直徑均為10mm。過水底孔設(shè)置于所述底面的中心，且所述過水底孔沿所述導(dǎo)錐本體的軸線方向開設(shè)。

通過上述的組合設(shè)計，完成了三向一體沖砂導(dǎo)錐的整體設(shè)計。2015年12月12日，完成加工制作18套。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

2015年12月至今，該工具現(xiàn)場試驗29井次，達到了預(yù)期效果。典型井：錦45-H2C井。

該井屬水平側(cè)鉆井，油藏類型屬于普通稠油。該井屬177.8mm套管×127.0mm套管組合完井，127mm懸掛器×844.48m，生產(chǎn)井段1005.3m-1041.2m，人工井底1245m。本周期實施熱采注汽工藝。在作業(yè)過程中，探?jīng)_砂位置至1020.8m。砂柱高度達200m以上，分析為歷次沖砂、排砂效果差，在水平段堆積造成的。

2016年2月10 日，下入三向沖砂一體導(dǎo)錐，對該井實施沖砂作業(yè)。下入Φ73.02平式管×60根+Φ88.9平式管×56根，進行沖砂作業(yè)，作業(yè)過程中，采用雙泵車循環(huán)沖砂，應(yīng)用正循環(huán)沖砂，反循環(huán)排砂的技術(shù)思路，累計沖砂9h，累計返砂1.9方，順利沖砂至人工井底×1245m。目前該井已經(jīng)轉(zhuǎn)下泵生產(chǎn)，目前日產(chǎn)液22方，日產(chǎn)油5.7噸。生產(chǎn)效果顯著。

4 結(jié)語

（1）三向沖砂一體導(dǎo)錐的研制與試驗成功，為水平井和魚骨刺井的沖砂作業(yè)，提供了必要的沖砂工具。

（2）現(xiàn)場試驗證明，對該種三向沖砂導(dǎo)錐技術(shù)的改進是可行的，沖砂、排砂試驗達到了預(yù)期效果。

（3）下一步將擴大該種工具的應(yīng)用和推廣工作，保證特殊重點井的沖砂、排砂技術(shù)要求。

[1]宋彥武.連續(xù)沖砂工藝技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].石油機械，2004,32（8）:40-42.