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[摘 要] 由于油层疏松或油井工作制度不合理,以及措施不当造成油井出砂,油井出砂后,如果井内的液流不能将出砂全部带至地面,井内砂子逐渐沉淀,砂柱增高,堵塞出油通道,增加流动阻力,使油井减产甚至停产,同时会损坏井下设备造成井下砂卡事故。因此,必须采取措施清除积砂,通常采取水力冲砂和机械捞砂。目前常用的是水力冲砂。
一、冲砂的概念
1、冲砂:就是用高速流动的液体将井底砂子冲散,并利用循环上返的液流将冲散的砂子带至地面的工艺过程。
2、冲砂液的要求
⑴具有一定的粘度,以保证有良好的携砂能力。
⑵具有一定的密度,防止井喷和漏失。
⑶配伍性好,不伤害油藏。
3、冲砂方式
⑴正冲砂:冲砂液沿管柱内腔流向井底,由环形空间返出地面。
⑵反冲砂:与正冲砂相反。
⑶正反冲砂:正冲砂与反冲砂结合使用。
三种冲砂方式各适用于不同的井况,以水力正冲砂最为常用。
二、地面设备
冲砂施工前地面准备工作一定要充分,冲砂必备的油壬、水龙带、大锤、棕绳、泵车一台(特殊井或重点井须另一台备用)、水罐三台、密闭循环除砂池等。
三、井下工具与材料
根据井况及不要的冲砂要求,井下所需的工具及材料不同,基本包括冲砂笔尖、单流阀、导锥、变扣以及各种化学药剂、堵漏剂等。
四、井口装置
冲砂施工前,井口装置必须完善齐备,普通型冲砂井口需要座好自封井器;高压油气井冲砂,井口还应按规定加装防喷装置;重点井采用连续冲砂工艺时,井口应座可换向自封,并有一个换向胶芯备用。
五、冲砂技术分类及管柱结构
冲砂按其方式可分为正冲砂、反冲砂、正反冲砂,从工艺上可分为常规冲砂和连续冲砂。
其管柱结构从下而上为冲砂笔尖(或导锥)+单流阀+油管,对于使用连续冲砂的管柱,每接一个冲砂单根还要下入冲砂短节一节。
六、冲砂工艺选择
目前可供选择的冲砂方式有正冲砂、反冲砂、正反冲砂以及连续冲砂。
正冲砂的特点是冲击能力强,冲砂液上返速度慢,携砂能力弱;
反冲砂的特点是冲砂能力弱,冲砂液上返速度快,携砂能力强;
正反冲砂是以上两者的结合,但操作上繁琐,耗时多。
连续冲砂是一种新型冲砂方式,属于正冲砂的一种,但这种冲砂方式相对于传统的冲砂方式,接冲砂单根时泵车不用停泵,冲砂液始终保持一定冲击力和持续保持上返状态,保证了冲砂的高效率,对预防砂卡事故的出现也起到了预防作用。
七、冲砂作业施工技术
(一)冲砂基本操作步骤
1、准备工作
⑴冲砂方案的准备
①冲砂井地质方案必须提供准确的油层,产层物性、生产动态、井身结构等资料。
②方案应注明人工井底、水泥面或选手工具所在深度及砂面位置和井内等情况。
③方案应提供射孔井段,特别是高压井段、漏失井段及压力值。
④方案要求保留部分砂柱时,必须注明冲砂深度。
①对管内防砂井冲砂,必须标明防砂管柱结构示意图。
②在方案中必须注明对敏性地层、高漏失井段进行防粘土膨胀、蜡球封堵炮眼、混气冲砂等。
⑵现场准备
检查泵车及储液罐,连接好地面管线,准备好足够量的冲砂液。
2、探砂面
⑴当油管下至预计砂面30～50米时,缓慢下放管柱,同时注意观察拉力表变化情况;
⑵观察拉力表显示的悬重有下降趋势时,停止下放,反复试探三次最后一次将管柱停止底部不动,在井口没有完全下入井内的那根油管上与套管四通法兰平齐的位置打上明显标记;
⑶起出打上明显标记的那根油管,用钢卷尺量出方余或方入,计算探砂面的深度;H=油补距﹢油管累计长度﹢管柱配件长;
⑷探砂面时钻压不超过20KN;
⑸对于井下有问题或有套变的井,探砂面时应注意观察拉力表指针有无大的跳动及管柱有无旋转,如有,应及时停止探砂作业。
3、冲砂
⑴常规冲砂工艺
①将冲砂笔尖接在下井第一根油管底部,并用管钳上紧,下油管7～10根装好自封封井器,继续下油管至砂面10～20米缓慢加深油管探砂面,核实砂面深度;
②上提油管1根,接好冲砂施工管线,清水循环洗一下井,观察水泥车压力表及排量的变化情况,如一切正常,接好单根缓慢加深管柱,水泥车同时向井内泵入冲砂液,如有进尺则以每分钟0.5米的速度缓慢均匀加深管柱;
③一根油管冲完后,为了防止在接单根时砂子下沉造成卡钻,需循环洗井10分钟以上,同时把油壬用管钳上在欲接的油管单根上,水泥车停泵后,接好单根后起泵继续加深(以后按③要求重复接单根冲砂作业直到冲砂至设计深度;
④清水冲砂最后一根油管要充分洗井,用水量为井筒容积的1.5～2倍,出口返出液中含砂量小于0.1%时为合格。起出冲砂管柱,结束施工作业;
⑤对于严重漏失的井,可使用暂堵剂冲砂,效果会更好些。
⑵连续冲砂工艺
①将冲砂笔尖接在下井第一根油管底部,并用管钳上紧,下油管7～10根装好自封封井器,继续下油管至砂面10～20米缓慢加深油管探砂面,核实砂面深度;
②上提油管1根,将冲砂专用短节接在冲砂第一根油管上,接好油壬,冲砂进口管线(2根),出口管线,清水循环洗井一周,观察水泥车压力表及排量的变化情况,如一切正常,接好单根缓慢加深管柱,水泥车同时向井内泵入冲砂液,如有进尺则以每分钟0.5米的书速度缓慢均匀加深管柱;
③一根冲完后,将吊卡座在自封上,保证冲砂专用短节进水眼在自封内,倒换进水转换开关,使冲砂液由自封上的进水孔进入,水泥车不停泵,连续泵入冲砂液,循环洗井,同时把冲砂专用短节及油壬连在欲冲的油管单根上,换单根后,倒换进水转换开关,使冲砂液由油管上部泵入,继续加深管柱进行冲砂作业,以后按“3”要求重复接单根冲砂作业,直至冲砂至设计深度;
④冲完最后一根油管要充分洗井,用水量为井筒容积的1.5～2倍。上起冲砂管柱,结束施工作业。
4、回探砂面
上提管柱至油层顶部30m以上,停泵4小时后再缓慢下放管柱探砂面,观察是否有砂回落或是油层再次出砂。
5、冲砂完毕后,起出冲砂管柱,进行下步工序。
(二)冲砂注意事项
1、不准带抽油泵及其他大直径井下工具探砂面或冲砂。
2、冲砂工具距油层上界20m时,管柱下放速度应小于0.3/min。
3、冲砂前油管提至离砂面3m以上,开泵循环正常后,方可下放管柱。
4、接单根前充分循环,操作速度要快,开泵循环正常后方可继续下放管柱。
5、冲砂过程中应注意中途不可停泵,避免砂子回落造成砂堵或砂卡管柱。
6、对于出砂严重的井,接单根前必须充分洗井,加深速度不应过快,防止堵、卡或憋泵。
7、连续冲砂5个单根后要循环洗井一周,防止井筒内悬浮砂过多造成工程事故。
8、循环系统发生故障,停泵时应将管柱上提至砂面以上,并反复活动。
9、提升系統出现故障,必须保持正常循环,防止井筒内砂子回落。
10、泵车泵压不得超过管线的安全工作压力,随时观察进口与出口排量,防止井喷或漏失。
11、水龙带顶部应系保险绳,防止脱落伤人。
参 考 文 献
1、《中国不同类型的油藏水平井开采技术》主编 万仁溥 北京:石油出版社 1997.12
2、《井下作业实用手册》北京:石油工业出版社 主编白玉 王俊亮 2007.8
3、《采油工程手册》主编 万仁溥 北京:石油工业出版社2000.8■
一、冲砂的概念
1、冲砂:就是用高速流动的液体将井底砂子冲散,并利用循环上返的液流将冲散的砂子带至地面的工艺过程。
2、冲砂液的要求
⑴具有一定的粘度,以保证有良好的携砂能力。
⑵具有一定的密度,防止井喷和漏失。
⑶配伍性好,不伤害油藏。
3、冲砂方式
⑴正冲砂:冲砂液沿管柱内腔流向井底,由环形空间返出地面。
⑵反冲砂:与正冲砂相反。
⑶正反冲砂:正冲砂与反冲砂结合使用。
三种冲砂方式各适用于不同的井况,以水力正冲砂最为常用。
二、地面设备
冲砂施工前地面准备工作一定要充分,冲砂必备的油壬、水龙带、大锤、棕绳、泵车一台(特殊井或重点井须另一台备用)、水罐三台、密闭循环除砂池等。
三、井下工具与材料
根据井况及不要的冲砂要求,井下所需的工具及材料不同,基本包括冲砂笔尖、单流阀、导锥、变扣以及各种化学药剂、堵漏剂等。
四、井口装置
冲砂施工前,井口装置必须完善齐备,普通型冲砂井口需要座好自封井器;高压油气井冲砂,井口还应按规定加装防喷装置;重点井采用连续冲砂工艺时,井口应座可换向自封,并有一个换向胶芯备用。
五、冲砂技术分类及管柱结构
冲砂按其方式可分为正冲砂、反冲砂、正反冲砂,从工艺上可分为常规冲砂和连续冲砂。
其管柱结构从下而上为冲砂笔尖(或导锥)+单流阀+油管,对于使用连续冲砂的管柱,每接一个冲砂单根还要下入冲砂短节一节。
六、冲砂工艺选择
目前可供选择的冲砂方式有正冲砂、反冲砂、正反冲砂以及连续冲砂。
正冲砂的特点是冲击能力强,冲砂液上返速度慢,携砂能力弱;
反冲砂的特点是冲砂能力弱,冲砂液上返速度快,携砂能力强;
正反冲砂是以上两者的结合,但操作上繁琐,耗时多。
连续冲砂是一种新型冲砂方式,属于正冲砂的一种,但这种冲砂方式相对于传统的冲砂方式,接冲砂单根时泵车不用停泵,冲砂液始终保持一定冲击力和持续保持上返状态,保证了冲砂的高效率,对预防砂卡事故的出现也起到了预防作用。
七、冲砂作业施工技术
(一)冲砂基本操作步骤
1、准备工作
⑴冲砂方案的准备
①冲砂井地质方案必须提供准确的油层,产层物性、生产动态、井身结构等资料。
②方案应注明人工井底、水泥面或选手工具所在深度及砂面位置和井内等情况。
③方案应提供射孔井段,特别是高压井段、漏失井段及压力值。
④方案要求保留部分砂柱时,必须注明冲砂深度。
①对管内防砂井冲砂,必须标明防砂管柱结构示意图。
②在方案中必须注明对敏性地层、高漏失井段进行防粘土膨胀、蜡球封堵炮眼、混气冲砂等。
⑵现场准备
检查泵车及储液罐,连接好地面管线,准备好足够量的冲砂液。
2、探砂面
⑴当油管下至预计砂面30～50米时,缓慢下放管柱,同时注意观察拉力表变化情况;
⑵观察拉力表显示的悬重有下降趋势时,停止下放,反复试探三次最后一次将管柱停止底部不动,在井口没有完全下入井内的那根油管上与套管四通法兰平齐的位置打上明显标记;
⑶起出打上明显标记的那根油管,用钢卷尺量出方余或方入,计算探砂面的深度;H=油补距﹢油管累计长度﹢管柱配件长;
⑷探砂面时钻压不超过20KN;
⑸对于井下有问题或有套变的井,探砂面时应注意观察拉力表指针有无大的跳动及管柱有无旋转,如有,应及时停止探砂作业。
3、冲砂
⑴常规冲砂工艺
①将冲砂笔尖接在下井第一根油管底部,并用管钳上紧,下油管7～10根装好自封封井器,继续下油管至砂面10～20米缓慢加深油管探砂面,核实砂面深度;
②上提油管1根,接好冲砂施工管线,清水循环洗一下井,观察水泥车压力表及排量的变化情况,如一切正常,接好单根缓慢加深管柱,水泥车同时向井内泵入冲砂液,如有进尺则以每分钟0.5米的速度缓慢均匀加深管柱;
③一根油管冲完后,为了防止在接单根时砂子下沉造成卡钻,需循环洗井10分钟以上,同时把油壬用管钳上在欲接的油管单根上,水泥车停泵后,接好单根后起泵继续加深(以后按③要求重复接单根冲砂作业直到冲砂至设计深度;
④清水冲砂最后一根油管要充分洗井,用水量为井筒容积的1.5～2倍,出口返出液中含砂量小于0.1%时为合格。起出冲砂管柱,结束施工作业;
⑤对于严重漏失的井,可使用暂堵剂冲砂,效果会更好些。
⑵连续冲砂工艺
①将冲砂笔尖接在下井第一根油管底部,并用管钳上紧,下油管7～10根装好自封封井器,继续下油管至砂面10～20米缓慢加深油管探砂面,核实砂面深度;
②上提油管1根,将冲砂专用短节接在冲砂第一根油管上,接好油壬,冲砂进口管线(2根),出口管线,清水循环洗井一周,观察水泥车压力表及排量的变化情况,如一切正常,接好单根缓慢加深管柱,水泥车同时向井内泵入冲砂液,如有进尺则以每分钟0.5米的书速度缓慢均匀加深管柱;
③一根冲完后,将吊卡座在自封上,保证冲砂专用短节进水眼在自封内,倒换进水转换开关,使冲砂液由自封上的进水孔进入,水泥车不停泵,连续泵入冲砂液,循环洗井,同时把冲砂专用短节及油壬连在欲冲的油管单根上,换单根后,倒换进水转换开关,使冲砂液由油管上部泵入,继续加深管柱进行冲砂作业,以后按“3”要求重复接单根冲砂作业,直至冲砂至设计深度;
④冲完最后一根油管要充分洗井,用水量为井筒容积的1.5～2倍。上起冲砂管柱,结束施工作业。
4、回探砂面
上提管柱至油层顶部30m以上,停泵4小时后再缓慢下放管柱探砂面,观察是否有砂回落或是油层再次出砂。
5、冲砂完毕后,起出冲砂管柱,进行下步工序。
(二)冲砂注意事项
1、不准带抽油泵及其他大直径井下工具探砂面或冲砂。
2、冲砂工具距油层上界20m时,管柱下放速度应小于0.3/min。
3、冲砂前油管提至离砂面3m以上,开泵循环正常后,方可下放管柱。
4、接单根前充分循环,操作速度要快,开泵循环正常后方可继续下放管柱。
5、冲砂过程中应注意中途不可停泵,避免砂子回落造成砂堵或砂卡管柱。
6、对于出砂严重的井,接单根前必须充分洗井,加深速度不应过快,防止堵、卡或憋泵。
7、连续冲砂5个单根后要循环洗井一周,防止井筒内悬浮砂过多造成工程事故。
8、循环系统发生故障,停泵时应将管柱上提至砂面以上,并反复活动。
9、提升系統出现故障,必须保持正常循环,防止井筒内砂子回落。
10、泵车泵压不得超过管线的安全工作压力,随时观察进口与出口排量,防止井喷或漏失。
11、水龙带顶部应系保险绳,防止脱落伤人。
参 考 文 献
1、《中国不同类型的油藏水平井开采技术》主编 万仁溥 北京:石油出版社 1997.12
2、《井下作业实用手册》北京:石油工业出版社 主编白玉 王俊亮 2007.8
3、《采油工程手册》主编 万仁溥 北京:石油工业出版社2000.8■