錦州油區連續沖砂技術發展與改進

賈財華（中油遼河油田錦州采油廠，遼寧 凌海 121209）

錦州油區所轄油區屬疏松砂巖油藏，隨著油田開發的不斷深入，油層出砂矛盾日益突出。油層出砂分為游離砂和骨架砂，出砂原因很復雜，鉆井、完井、生產和修井等各個環節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，大部分側鉆井和套變井無法實施，適用范圍受限。所以作業沖砂技術就顯得尤為重要。

1 連續沖砂技術現狀

1.1 常規沖砂技術

該技術是采用停泵接單根和敞口池子循環沖砂的作業方式，完成油水井沖砂、除砂作業。它具有技術簡單，現場操作性強的優點，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，操作人員勞動強度大，并且地面沒有砂水分離裝置，部分細粉砂繼續循環至井內，造成重復沖砂的不足。

1.2 連續沖砂技術

基于常規沖砂技術的不足，尤其是在側鉆井、水平井和吐砂嚴重的井中成功率較低，2001 年2 月，錦州采油廠開始自主創新研究連續沖砂工藝技術，截止2009年，已經形成三代具有技術代表性的連續沖砂技術，擁有多項自主知識產權，其中發明專利3項，實用新型專利9項，獲得科技進步創新獎4項。

1.2.1 地面換向連續沖砂技術-第Ⅰ代

它的設計理念是優先考慮沖砂接單根時不停泵，作業人員通過控制換向閘門，實現地面換向連續沖砂作業。該工藝技術主要包括三大部分：換向自封、換向短接和地面換向閥。

通過系統中三部分的配合使用，完成地面換向不停泵沖砂作業。但經過一年多的現場試驗，該工藝技術在應用中存在以下不足：①地面水龍帶多，拆、接管線繁瑣；②需要專人扳動換向閥，實現地面換向供液，操作復雜。基于以上問題，限制了該項工藝的現場推廣，為此我們重新設計了連續沖砂換向方式。

1.2.2 套管內換向連續沖砂技術-第Ⅱ代

2003 年，設計提出了套管內換向連續沖砂技術，實現了在井口自動換向連續沖砂。它的系統組成由雙重補償液壓自封、密封換向短接和沖砂襯管組成。

2003 年至2005 年期間，利用第二代連續沖砂技術，實現了：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提高了沖砂作業效果，延長油井生產周期。

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

1.2.3 密閉連續沖砂除砂技術-第Ⅲ代

2006 年我們攻關研制了第三代連續沖砂工藝技術。它的設計思路是將作業沖砂整體考慮，密閉循環設計。該系統增設了除砂、排砂和收油裝置，實現了作業沖砂的密閉供液、循環沖砂和排砂收油一體化。該技術充分利用了旋流除砂和重力沉降除砂原理，實現了在密閉循環條件下的油、水和砂三級分離，保證了連續沖砂和清潔生產的多方面要求。

第Ⅲ代連續沖砂技術的研制成功，是作業沖砂技術的一次重要變革。通過自主研究創新，我廠自2006年至2012年期間，累計連續沖砂601 井次，施工成功率91.27%，最高沖砂砂柱317m，解決了側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重等問題，提高了施工質量和效率，并在安全生產和清潔生產中起到了積極作用，累計創效6200 多萬元。

2 存在問題分析

隨著油田開發的不斷深入，新型驅替方式如蒸汽驅、化學驅和泡沫驅等逐漸受效，我廠出砂井已經突破1100口，防砂治砂難度逐年加大，第Ⅲ代連續沖砂技術經過近5年的現場推廣應用，目前也面臨很多技術瓶頸。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代連續沖砂技術的改進

基于連續沖砂在現場應用中遇到的技術瓶頸，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工、技術員和作業大隊領導參加的三級商討會議，研究連續沖砂技術發展方向，經研究討論后，在保證主體技術思路不變的條件下，對關鍵技術進行研究與改進。

3.1 專用無接箍沖砂油管應用

為了降低沖砂時上下活動管柱產生的變徑磨阻，沖砂單根設計成無接箍油管。采用高強度N80加厚管材，配套高強度接頭，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

針對第Ⅲ代沖砂襯管地面連接困難，重新設計了襯管長度和扣型。將長度設計為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，我們重新設計了通徑式換向短接，該短接只承擔換向作用，不在承擔密封作用，保證了換向成功率。

3.4 沖砂襯管底部多級密封的研究

該結構的獨特設計，保證了沖砂液在沖砂襯管內的正常憋壓，實現換向短接的換向，并且可以在底部任意加裝多級密封，室內實驗表明，二級密封可以一次性滿足300m的沖砂要求。

截止目前，以上四大關鍵技術的研究，申請專利4項，并在現場應用中取得了較好的效果。

4 結語

4.1 基于連續沖砂技術的成功改進，下一步應研究連續沖砂、撈砂一體管柱，實現高漏失井的過油層沖砂撈砂一體化。

4.2 現場試驗證明，對第Ⅲ代連續沖砂技術的改進是可行的，試驗達到了預期效果。

4.3 第Ⅲ連續沖砂技術的改進與完善，為油井下一步防砂措施的實施提供了良好的基礎。

[1]宋彥武.連續沖砂工藝技術的開發與應用[J].石油機械，2004，32（8）：40-42.