水平井沖砂技術(shù)的難點(diǎn)和措施

◎王亮

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水平井沖砂技術(shù)的難點(diǎn)和措施

◎王亮

水平井沖砂技術(shù)的難點(diǎn)，一般情況下會受沖砂管柱結(jié)構(gòu)、完井方式、沖砂施工參數(shù)沖砂液的工作性能等因素的影響。本文重點(diǎn)分析油田在水平井沖砂施工過程中遇到的問題和技術(shù)障礙，根據(jù)生產(chǎn)中取得的經(jīng)驗(yàn)加以改進(jìn)。

由于歡喜嶺油田開發(fā)生產(chǎn)的部分區(qū)域儲層和油藏地質(zhì)特性，為了更好地提升采收率，在技術(shù)上所采取的水平井、側(cè)鉆井、定向斜井等數(shù)量不斷增加。由于水平井相對于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式來說，泄油滲透面積更大的同時，能夠保證采收量的增加，所以歡喜嶺油田原油產(chǎn)量一直在高位運(yùn)行，很大程度上得益于水平井，也是實(shí)現(xiàn)少井高產(chǎn)提高采收率。

在水平井的生產(chǎn)過程中，為了保證正常生產(chǎn)需要，水平井的防砂、清砂工作非常重要，這是解除生產(chǎn)層堵塞和排液量大問題的關(guān)鍵。因此，做好水平井出砂井的沖砂治理，非常重要。由于水平井井眼軌跡的特殊性，對于水平井沖砂施工來講，沖砂技術(shù)與常規(guī)井作業(yè)施工相比要求更高，施工風(fēng)險(xiǎn)和操作難度都高于常規(guī)井。

水平井沖砂難點(diǎn)及采取對策

水平井自身具有特殊的井身軌跡和出砂特點(diǎn)。與普通井的沖砂不同，更容易形成長井段“砂床”，特別是對于攜帶砂粒有上返趨向，以及井斜角大于60°以上井段，更容易發(fā)生滑脫，在沖砂的流程設(shè)計(jì)過程中，更要根據(jù)原因制定出更科學(xué)合理的工藝措施，保障沖砂過程的順利。

沖砂難點(diǎn)

在水平井段，即使修井液的攜砂能力足夠強(qiáng)大，但總會有部分地層砂留在井壁低邊，摩擦面積和扭矩增大的砂屑床使水平井的地下情況變得更復(fù)雜。由于井內(nèi)管柱貼近井壁低邊，管柱受“鐘擺力”和摩擦面積大的雙重作用，在施工過程中，卡鉆的可能性大大增加，給施工帶來了不小的難度。在施工過程中，鉆具常常沿井眼低邊移動，隨井斜角鉆具軸線偏離井眼曲線的程度不斷增大，修井液環(huán)空流速偏差很大，井眼低邊的流速低，攜砂能力被動受此影響出現(xiàn)下降，造成卡鉆的機(jī)率大大增加。

工藝措施

在水平井中，環(huán)隙流速應(yīng)該大于沖洗顆粒沉降速度的10倍，才能維持顆粒沿液體流動方向運(yùn)動。我們可以分析出來，只有當(dāng)流動液體的拖曳力抵消砂粒本身的重力時，沖砂液才能把顆粒有效地?cái)y帶成功，通過斜井段進(jìn)入直井段被帶至地面。

對于水平井的沖砂工藝，除了采用連續(xù)油管在小直徑防砂管（或小套管）內(nèi)正沖砂外，反循環(huán)沖砂得到了普遍采用。這種沖砂工藝能夠有效地提高油管內(nèi)上返攜帶速度，能夠成功地避免卡鉆事故的發(fā)生。

關(guān)于泵車排量即上返速度的計(jì)算，按K=V1/V2式中：K---液流速度與固相顆粒沉降速度之比，V1---液體流速 m3/ min，V2---固相顆粒沉降速度 m3/min

當(dāng)K＞2時才能攜帶Q= V1（d02-d12）/7.85×107，Q---泵 車 排量 m3/min，V1---液體流速m3/min，d0---套管內(nèi)徑mm ，d1---沖砂油管（或連續(xù)油管）外徑 mm

關(guān)于井漏失問題的解決。當(dāng)上返液的速度達(dá)不到或者不能足夠攜帶和懸浮顆粒，就會產(chǎn)生漏失問題。我們針對漏失問題，可以重點(diǎn)采取泡沫流體的方式來解決。通過降低密度，減少液柱對地層的回壓，降低漏失。同時，泡沫能夠暫堵地層，也可以防止入井液漏失。固相顆粒要克服氣泡與液相之間的摩擦力，攜帶和懸浮能力要比液體強(qiáng)很多。

現(xiàn)場技術(shù)要求

嚴(yán)格選擇不同的沖砂管柱結(jié)構(gòu)，主要依據(jù)是井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡；對該井測取全井吸收量做好記錄；選擇對接管柱或沖砂時進(jìn)入60°井斜角后至人工井底的有效長度準(zhǔn)備；沖下后要采取2-3次上提、下放方式，避免管柱劃眼刮洗砂床以防砂堵或砂卡管柱；混合液必須進(jìn)入直井段進(jìn)行垂直懸浮后再接單根，反洗液量必須大于從井底到直井段油管內(nèi)容積的2倍以上；對于漏失井有必要使用氮?dú)廛嚱M、連續(xù)油管裝置、泡沫發(fā)生器、暫堵設(shè)備等施工前現(xiàn)場做好布置，以便合理布局，科學(xué)安全施工；對接頭下至離懸掛器頂部1.5m時先反洗井沖洗懸掛器頂部接頭后，根據(jù)設(shè)計(jì)中提供的懸掛器深度，下放管柱加壓2.0-4.0kN， 穩(wěn)壓15min壓降小于0.5Mpa為對接合格，座井口，準(zhǔn)備連續(xù)油管沖砂；按連續(xù)油管沖砂操作規(guī)程緩慢下放連續(xù)油管進(jìn)入水平井段沖砂，沖砂過程中嚴(yán)密觀察出口返液情況，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即上提連續(xù)油管至對接頭以上直井段內(nèi)；控制沖砂過程中的下放速度，一般情況下加壓不大于50KN。

沖砂工藝改進(jìn)。在近幾年的施工中，遇到了很多硬探砂面，雖然砂柱不高，均為十幾米，但卻出現(xiàn)了反沖砂后油管遇卡。經(jīng)我們分析認(rèn)為，硬探砂面沖砂時只按最終硬探的深度沖砂，待沖到井底后，上面的一部分砂子已沖起，但按下部少量砂柱計(jì)算，洗井液量已滿足工序要求，地面循環(huán)泵壓正常，故此停泵后在上提2-3根油管后，此時的上提力量消耗在斜井段的摩擦力上，水平拉力損失很大。螺旋導(dǎo)流刮削短節(jié)，能夠有效的使工具與砂床相互接觸，靠上提、下放反循環(huán)液流短時間改變方向，進(jìn)而提高了清砂和攜砂能力。

關(guān)于現(xiàn)場漏失問題的處理解決。對于懸掛篩管、開窗側(cè)鉆斜井、懸掛防砂管完井的水平井等生產(chǎn)段較長的井，采用（泡沫+清水）進(jìn)行沖砂，利用泡沫流體的低密度、低液柱壓力，減少漏失，其流動速度變大，壓力降低，從而使泡沫直徑變大，減少沖砂液的漏失。對于漏失量大于350L/ min的作業(yè)井，可以采用兩臺700型泵車提高進(jìn)口排量，要求排量不低于700L/ min，能夠有效地提高懸浮攜砂能力，更好地完成沖砂工序。

結(jié)論與改進(jìn)方向

通過不斷努力和技術(shù)探索，我們在水平井沖砂工作中不斷創(chuàng)新思路，加強(qiáng)施工工藝和工具的改進(jìn)，預(yù)防和消除了沖砂效率低，卡鉆等問題。在今后的工作中，我們繼續(xù)研究和探討51/2″套管沖砂，接單根不停泵，不停止循環(huán)的工藝裝置，探索采用旋轉(zhuǎn)頭鉆沖砂，進(jìn)一步提升攜帶力，實(shí)現(xiàn)沖砂工藝的進(jìn)一步提升。

（遼河油田歡喜嶺采油廠作業(yè)二大隊(duì)X05271隊(duì)）