淺析水平井連續(xù)沖砂技術(shù)

付超

【摘要】在處理水平井沖砂時(shí)，如何解決在接下單根時(shí)，循環(huán)不凈的地層砂的回落問(wèn)題也是提高沖砂效率所要解決的重大問(wèn)題，水平井連續(xù)沖砂技術(shù)就是在這項(xiàng)研究中不斷發(fā)展而來(lái)的新興技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】水平井 連續(xù)沖砂 二次沉砂 循環(huán)

一、前言

遼河油田歡127區(qū)塊水平井平均井深1100m左右，油層厚度平均200m，該區(qū)塊稠油粘度在5000mpa·s左右，地層漏失嚴(yán)重，平均作業(yè)周期為85天。隨著油田水平井開(kāi)采技術(shù)的成熟，水平井在各個(gè)采油廠的數(shù)量成井噴式增長(zhǎng)，與豎直井相同水平井也需要維護(hù)保養(yǎng)在日常的檢泵修井中難免出現(xiàn)轉(zhuǎn)大修的情況，水平井的修井工作量也逐年增加，尤其是水平井的沖砂、打撈和套管補(bǔ)貼等井筒修復(fù)技術(shù)的也將隨之增加。

歡127區(qū)塊水平井沖砂過(guò)程中，通常會(huì)遇到以下幾個(gè)難題。一是稠油粘度高，井筒溫度較低的情況下，原油流動(dòng)性能差，膠質(zhì)及瀝青質(zhì)容易附著在套管壁上，使管柱下入困難，且易發(fā)生卡堵現(xiàn)象。二是地層壓力普遍較低，漏失嚴(yán)重，水力沖砂過(guò)程中部分地層砂漏入地層，沖砂不徹底，導(dǎo)致油井生產(chǎn)周期縮短。三是水平井彎曲度大，起下摩擦阻力大，容易造成管柱斷、卡、脫等工程事故。四是水平井油層厚度大，砂柱高，造成返出地面的砂量大，普通濾砂池難以處理。五是常規(guī)沖砂筆尖沖砂水眼在筆尖的底部，在豎直井段沖砂時(shí)能將沉砂充分沖散，而在水平井段中沉砂聚集在套管的下部，使用常規(guī)的沖砂筆尖就無(wú)法將水平井段的沉砂全部沖散。

二、水平井連續(xù)沖砂

水平井沖砂與普通井的沖砂存在的重要的難點(diǎn)就是在水平段中的套管需要使用大直徑的套管來(lái)滿足造斜點(diǎn)與水平段的水平要求。這就加大了套管容積，沖砂時(shí)需要保證足夠的循環(huán)排量。在沖砂循環(huán)工作中沉砂無(wú)法循環(huán)干凈就會(huì)產(chǎn)生二次沉砂。水平段的沖砂工作更是沖砂難點(diǎn)所在，沉砂聚集在水平段套管的下部，在沖砂時(shí)存在循環(huán)液從套管環(huán)空的上部循環(huán)，而無(wú)法將沉砂循環(huán)至地面，而沉積在水平段，這就需要在水平段沖砂時(shí)要采用于普通井沖砂不同的操作方式，通過(guò)勤活動(dòng)管柱的方式不斷沖擊水平段的沉砂。

在處理水平井沖砂時(shí)，如何解決在接下單根時(shí)，循環(huán)不凈的地層砂的回落問(wèn)題也是提高沖砂效率所要解決的重大問(wèn)題，水平井連續(xù)沖砂技術(shù)就是在這項(xiàng)研究中不斷發(fā)展而來(lái)的新興技術(shù)。

（一）水平井出砂特點(diǎn)

（1）由于水平井的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在水平段的套管直接穿過(guò)油層，地層砂在重力的作用下更容易進(jìn)入套管在水平段形成沉砂，水平段的沉砂還不會(huì)像豎直井那樣在重力的作用下下落至井底，隨著出砂的增多沉砂會(huì)越積越多，嚴(yán)重影響油井生產(chǎn)。

（2）井內(nèi)管柱在水平井段受重力的作用貼近井壁低邊，管柱受“鐘擺力”較大，同時(shí)由于管柱緊貼套管下部摩擦面積也更大在“鐘擺力”和摩擦力大的雙重作用，更易形成卡鉆。

（3）沖砂時(shí)被修井液激起的沉砂在循環(huán)至地面時(shí)，沖砂管柱在造斜井段以及水平井段管柱不居中，阻礙沉砂上返，形成回落。

（4）沖砂管柱在水平井段緊貼套管下端，沖砂管柱的上下兩端的環(huán)空有很大區(qū)別，修井液的循環(huán)速度也受到很大影響修井液環(huán)空流速偏差很大，沖砂管柱的下端留速降低，沉砂循環(huán)速率變慢，容易造成卡鉆事故。

（二）配套工具

在豎直井的日常沖砂工作中所使用的正沖砂、反沖砂、正反沖砂的沖砂方式操作簡(jiǎn)單，配套的工具也較少，使用起來(lái)也十分方便。但對(duì)于水平井沖砂來(lái)說(shuō)，存在著接下單根時(shí)沉砂回落的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與研究，針對(duì)水平井沖砂研發(fā)出一套專門(mén)應(yīng)用于水平井沖砂，防止在接下單根時(shí)停止循環(huán)造成沉砂回落的連續(xù)沖砂裝置。

為了實(shí)現(xiàn)地面換向連續(xù)沖砂，在匹配沖砂管柱時(shí)，在井口連接好換向自封，在地面的循環(huán)管線上連接好換向閥，在沖砂管柱上安裝換向短節(jié)，在循環(huán)時(shí)實(shí)現(xiàn)接下單根時(shí)不停泵進(jìn)行施工。

連續(xù)沖砂技術(shù)就是為了解決常規(guī)水利沖砂時(shí)在接下沖砂管柱時(shí)因?yàn)橥１枚斐沙辽盎芈涞膯?wèn)題。在下放沖砂管柱時(shí)沖砂液在沖砂管柱內(nèi)向下沖砂，當(dāng)沖砂完單根方人后，通過(guò)地面的換向閥以及換向管線來(lái)實(shí)現(xiàn)在接下單根時(shí)來(lái)保證井內(nèi)的修井液持續(xù)循環(huán)，防止沉砂回落。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)通過(guò)地面換向技術(shù)實(shí)現(xiàn)不停泵連續(xù)沖砂作業(yè)，避免因?yàn)橥１媒記_砂管，引起環(huán)空泥砂沉降，造成的砂卡管柱事故。減緩沖砂過(guò)程中緊張忙碌程度，便于技術(shù)員安全指揮沖砂作業(yè)。沖砂返出效果好，有利于提高沖砂質(zhì)量和提高沖砂返出率。同時(shí)該技術(shù)也有他的弊端那就是地面的控制工具、連接管線較多，連接管線也比較麻煩。在進(jìn)行換向時(shí)需要人工去扳動(dòng)地面的換向閥門(mén)來(lái)達(dá)到換向的目的。

（三）應(yīng)用實(shí)例

歡127-H23井位于歡喜嶺采油廠歡127區(qū)塊，歡127塊于1989年投入開(kāi)發(fā)，該區(qū)塊位于遼河斷陷盆地西斜坡歡喜嶺油田西南部，是被兩條斷層切割的西北高東南低的鼻狀構(gòu)造。歡127區(qū)塊水平井平均井深1100m左右，油層厚度平均200m，該區(qū)塊稠油粘度在5000mpa·s左右，地層漏失嚴(yán)重。

該井2015.03小修隊(duì)進(jìn)行稠油下泵施工時(shí)，管柱落井。該井的水平井段為964.14m-1172m。通過(guò)打撈施工后，進(jìn)行探砂面施工，探得沙面為1072m。采用2.7"鉆桿作為沖砂管柱，2.7"鉆桿的內(nèi)容積為2.34m³/千米。鉆桿重量9.18kg/m。套管環(huán)空為38m³。排量地泵為400L/min，換算成立方米為18m³/h。循環(huán)一周需要2小時(shí)。水平井段沖砂時(shí)下放度控制在不超過(guò)15m/min范圍內(nèi)，設(shè)備允許的條件下，沖砂下放速度為5 6m/min。沖砂進(jìn)尺下放不宜過(guò)快，防止沉砂回落。沖砂時(shí)大部分的液體從射流孔射出，少量的液體從噴嘴噴出，兩路液流在環(huán)空形成紊流，使沖刺力和攜砂能力增強(qiáng)，且噴嘴噴出的液流能夠徹底清理下部砂床的沉砂，提高沖砂效果。

三、結(jié)語(yǔ)

（1）在水平井沖砂施工中總結(jié)地層出砂經(jīng)驗(yàn)，在相同小區(qū)域的水平井按照積累施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行沖砂施工。

（2）選擇合理的沖砂方式，水平連續(xù)反沖砂固然是循環(huán)攜砂能力最好的沖砂方式，但是操作過(guò)為繁瑣，地面的連接管線也較多，在施工中需要來(lái)回倒地面的換向砸門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)沖砂。對(duì)于沖砂井段較短出砂不嚴(yán)重的水平井可以直接采取反沖砂方式進(jìn)行沖砂。

（3）在水平井段進(jìn)行探砂面施工時(shí)，要充分的考慮到摩擦阻力，水平井段摩擦力較大會(huì)產(chǎn)生遇阻的假象。由于水平井的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)沉砂會(huì)聚集在套管下端，在下放管柱時(shí)不可盲目下放，防止進(jìn)入砂面無(wú)明顯顯示造成卡鉆事故。

（4）水平井沖砂作業(yè)由于套管的環(huán)空較大沉砂循環(huán)至地面的時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)修井液的攜砂能力也具有很高的要求，通過(guò)對(duì)修井液性能的調(diào)整改善泥漿的配比達(dá)到合適的修井液體系，提高沖砂效率。