錦州油區(qū)連續(xù)沖砂技術(shù)發(fā)展與改進(jìn)

賈財華（中油遼河油田錦州采油廠，遼寧 凌海 121209）

錦州油區(qū)所轄油區(qū)屬疏松砂巖油藏，隨著油田開發(fā)的不斷深入，油層出砂矛盾日益突出。油層出砂分為游離砂和骨架砂，出砂原因很復(fù)雜，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。

目前油井清砂，主要有撈砂和沖砂兩種工藝，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 連續(xù)沖砂技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 常規(guī)沖砂技術(shù)

該技術(shù)是采用停泵接單根和敞口池子循環(huán)沖砂的作業(yè)方式，完成油水井沖砂、除砂作業(yè)。它具有技術(shù)簡單，現(xiàn)場操作性強(qiáng)的優(yōu)點，但也存在沖砂時頻繁接單根，懸砂下沉易卡管柱，頻繁拆接水龍帶和由壬等，操作人員勞動強(qiáng)度大，并且地面沒有砂水分離裝置，部分細(xì)粉砂繼續(xù)循環(huán)至井內(nèi)，造成重復(fù)沖砂的不足。

1.2 連續(xù)沖砂技術(shù)

基于常規(guī)沖砂技術(shù)的不足，尤其是在側(cè)鉆井、水平井和吐砂嚴(yán)重的井中成功率較低，2001 年2 月，錦州采油廠開始自主創(chuàng)新研究連續(xù)沖砂工藝技術(shù)，截止2009年，已經(jīng)形成三代具有技術(shù)代表性的連續(xù)沖砂技術(shù)，擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)，其中發(fā)明專利3項，實用新型專利9項，獲得科技進(jìn)步創(chuàng)新獎4項。

1.2.1 地面換向連續(xù)沖砂技術(shù)-第Ⅰ代

它的設(shè)計理念是優(yōu)先考慮沖砂接單根時不停泵，作業(yè)人員通過控制換向閘門，實現(xiàn)地面換向連續(xù)沖砂作業(yè)。該工藝技術(shù)主要包括三大部分：換向自封、換向短接和地面換向閥。

通過系統(tǒng)中三部分的配合使用，完成地面換向不停泵沖砂作業(yè)。但經(jīng)過一年多的現(xiàn)場試驗，該工藝技術(shù)在應(yīng)用中存在以下不足：①地面水龍帶多，拆、接管線繁瑣；②需要專人扳動換向閥，實現(xiàn)地面換向供液，操作復(fù)雜?；谝陨蠁栴}，限制了該項工藝的現(xiàn)場推廣，為此我們重新設(shè)計了連續(xù)沖砂換向方式。

1.2.2 套管內(nèi)換向連續(xù)沖砂技術(shù)-第Ⅱ代

2003 年，設(shè)計提出了套管內(nèi)換向連續(xù)沖砂技術(shù)，實現(xiàn)了在井口自動換向連續(xù)沖砂。它的系統(tǒng)組成由雙重補(bǔ)償液壓自封、密封換向短接和沖砂襯管組成。

2003 年至2005 年期間，利用第二代連續(xù)沖砂技術(shù)，實現(xiàn)了：①沖砂過程簡單，只有兩條管線，不需要任何控制；②沖砂過程中不停泵，有效避免換單根造成的砂卡管事故；③提高了沖砂作業(yè)效果，延長油井生產(chǎn)周期。

然而，隨著作業(yè)施工要求的不斷提高，清潔生產(chǎn)越來越重要，而該技術(shù)沖砂出口大量油砂與污水處理難度大，進(jìn)而限制了該項工藝的大范圍推廣。

1.2.3 密閉連續(xù)沖砂除砂技術(shù)-第Ⅲ代

2006 年我們攻關(guān)研制了第三代連續(xù)沖砂工藝技術(shù)。它的設(shè)計思路是將作業(yè)沖砂整體考慮，密閉循環(huán)設(shè)計。該系統(tǒng)增設(shè)了除砂、排砂和收油裝置，實現(xiàn)了作業(yè)沖砂的密閉供液、循環(huán)沖砂和排砂收油一體化。該技術(shù)充分利用了旋流除砂和重力沉降除砂原理，實現(xiàn)了在密閉循環(huán)條件下的油、水和砂三級分離，保證了連續(xù)沖砂和清潔生產(chǎn)的多方面要求。

第Ⅲ代連續(xù)沖砂技術(shù)的研制成功，是作業(yè)沖砂技術(shù)的一次重要變革。通過自主研究創(chuàng)新，我廠自2006年至2012年期間，累計連續(xù)沖砂601 井次，施工成功率91.27%，最高沖砂砂柱317m，解決了側(cè)鉆井和水平井等長井段沖砂施工難度大，沖砂過程中卡管柱和污染嚴(yán)重等問題，提高了施工質(zhì)量和效率，并在安全生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)中起到了積極作用，累計創(chuàng)效6200 多萬元。

2 存在問題分析

隨著油田開發(fā)的不斷深入，新型驅(qū)替方式如蒸汽驅(qū)、化學(xué)驅(qū)和泡沫驅(qū)等逐漸受效，我廠出砂井已經(jīng)突破1100口，防砂治砂難度逐年加大，第Ⅲ代連續(xù)沖砂技術(shù)經(jīng)過近5年的現(xiàn)場推廣應(yīng)用，目前也面臨很多技術(shù)瓶頸。主要有（1）井口自封易損壞，使用壽命短；（2）沖砂襯管短，絲扣地面連接困難；（3）換向密封易失效，換向成功率低失敗。

3 第Ⅲ代連續(xù)沖砂技術(shù)的改進(jìn)

基于連續(xù)沖砂在現(xiàn)場應(yīng)用中遇到的技術(shù)瓶頸，致使近3 年的使用率不高。針對這一情況，2011 年1 月16 日，采油廠組織召開了作業(yè)工、技術(shù)員和作業(yè)大隊領(lǐng)導(dǎo)參加的三級商討會議，研究連續(xù)沖砂技術(shù)發(fā)展方向，經(jīng)研究討論后，在保證主體技術(shù)思路不變的條件下，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究與改進(jìn)。

3.1 專用無接箍沖砂油管應(yīng)用

為了降低沖砂時上下活動管柱產(chǎn)生的變徑磨阻，沖砂單根設(shè)計成無接箍油管。采用高強(qiáng)度N80加厚管材，配套高強(qiáng)度接頭，最大滑扣拉力500KN，有利用延長井口自封的使用壽命。

3.2 沖砂襯管的改進(jìn)

針對第Ⅲ代沖砂襯管地面連接困難，重新設(shè)計了襯管長度和扣型。將長度設(shè)計為4.5m，每次沖砂接2根襯管，且扣型為梯形扣，這樣方便了現(xiàn)場操作人員的安裝。

3.3 換向短接的更新

綜合考慮第Ⅲ代換向密封短接的功能，我們重新設(shè)計了通徑式換向短接，該短接只承擔(dān)換向作用，不在承擔(dān)密封作用，保證了換向成功率。

3.4 沖砂襯管底部多級密封的研究

該結(jié)構(gòu)的獨(dú)特設(shè)計，保證了沖砂液在沖砂襯管內(nèi)的正常憋壓，實現(xiàn)換向短接的換向，并且可以在底部任意加裝多級密封，室內(nèi)實驗表明，二級密封可以一次性滿足300m的沖砂要求。

截止目前，以上四大關(guān)鍵技術(shù)的研究，申請專利4項，并在現(xiàn)場應(yīng)用中取得了較好的效果。

4 結(jié)語

4.1 基于連續(xù)沖砂技術(shù)的成功改進(jìn)，下一步應(yīng)研究連續(xù)沖砂、撈砂一體管柱，實現(xiàn)高漏失井的過油層沖砂撈砂一體化。

4.2 現(xiàn)場試驗證明，對第Ⅲ代連續(xù)沖砂技術(shù)的改進(jìn)是可行的，試驗達(dá)到了預(yù)期效果。

4.3 第Ⅲ連續(xù)沖砂技術(shù)的改進(jìn)與完善，為油井下一步防砂措施的實施提供了良好的基礎(chǔ)。

[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(jī)械，2004，32（8）：40-42.