低壓漏失井原油沖砂洗井工藝應(yīng)用

李燕 周剛 齊國(guó)惠 陳輝森 張毅（中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探井下作業(yè)分公司，河北 任丘 062552）

在低壓漏失井的沖砂洗井作業(yè)中，由于地層壓力較低，洗井循環(huán)液和清水會(huì)導(dǎo)致地層漏失，嚴(yán)重時(shí)甚至不能建立洗井循環(huán)通道，導(dǎo)致了沖砂作業(yè)的失敗。使用脫氣低密度原油對(duì)低壓漏失井的沖砂作業(yè)，在不更換和增加設(shè)備的前提下進(jìn)行作業(yè)，能有效建立循環(huán)洗井通道，同時(shí)原油與地層良好的配伍性能最大限度的降低儲(chǔ)層傷害，保護(hù)油氣層。

1 低壓漏失井沖砂洗井工藝難點(diǎn)與分析

油田開(kāi)發(fā)中后期，區(qū)塊地層壓力不足，地層壓力系數(shù)降低，出現(xiàn)了地層壓力降到比清水密度當(dāng)量還低的一類(lèi)油氣井，該類(lèi)井的生產(chǎn)動(dòng)液面一般不在井口，儲(chǔ)層物性和溫度壓力發(fā)生很大變化，在傳統(tǒng)作業(yè)中，建立油套循環(huán)通道是沖砂洗井作業(yè)的關(guān)鍵，大量沖砂液體漏失進(jìn)入地層，將會(huì)不同程度的傷害地層，達(dá)不到保護(hù)油氣層的目的。國(guó)內(nèi)外針對(duì)該類(lèi)井的沖砂液和防止漏失問(wèn)題進(jìn)行了研究和應(yīng)用，目前以下幾種主要液體體系比較普遍。

1.1 泡沫沖砂液體系

泡沫沖砂時(shí)通過(guò)在液體中加入表面活性劑，充入惰性氣體形成泡沫體系。該體系的優(yōu)點(diǎn)是密度較低，最低能達(dá)到0.4g/cm3，通過(guò)調(diào)節(jié)加氣量來(lái)控制體系的密度，能大幅度降低修井液的漏失，同時(shí)又可以建立循環(huán)，同時(shí)又是無(wú)固相體系，很大程度上控制液體造成地層損害。

缺點(diǎn)在于泡沫的穩(wěn)定周期短，穩(wěn)定時(shí)間在24-48小時(shí)，難以滿(mǎn)足深井沖砂作業(yè)的時(shí)間要求；工藝較為復(fù)雜，要使用們的配液裝置和多種添加劑，成本較高；返排出的泡沫對(duì)環(huán)境污染較大，清污成本增加。

1.2 固相暫堵型液體體系

固相暫堵型液體沿用了鉆井技術(shù)中的堵水技術(shù)，為防止沖砂液體漏失，在沖砂液中加入與儲(chǔ)層孔喉配伍的剛性暫堵材料形成的一種液體體系。其優(yōu)點(diǎn)是一旦暫堵形成后，就會(huì)在很大程度上防止沖砂液在低壓地層的漏失，而且暫堵層能承受較高的正壓差，該體系的施工工藝簡(jiǎn)單，成本較低。

其缺點(diǎn)是增加了作業(yè)程序，延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間，導(dǎo)致了修井成本的增加；小顆粒固相進(jìn)入產(chǎn)層還會(huì)形成產(chǎn)層堵塞，縮小流道面積，依靠自然返排恢復(fù)產(chǎn)層的難度較大，其造成作業(yè)后產(chǎn)能的降低；

1.3 膠性、凝膠型液體體系

膠性、凝膠型液體體系主要是依靠提高沖砂修井液粘度來(lái)減少液體漏失，在交聯(lián)作用下，再次交聯(lián)形成具有立體結(jié)構(gòu)的凝膠，具有較好的造壁性能，在井底吸附在地層表面，從而減少地層漏失。濾失量低，對(duì)地層損害小，可用強(qiáng)氧化劑降解。

其缺點(diǎn)是前期漏失仍然存在，膠性液體體系由于聚合物的使用，也會(huì)造成聚合物吸附損害，液相粘度的增加造成的毛細(xì)管作用的損害更加嚴(yán)重。而凝膠型液體體系仍然需要降解和返排。

2 原油沖砂洗井工藝

2.1 原油沖砂工藝及其特性；

原油是從儲(chǔ)層中開(kāi)采出來(lái)的一種粘稠狀、深褐色液體，其主要成分是烷烴。原油的相對(duì)密度一般在0.75-0.95之間，相對(duì)密度在0.9-1.0的稱(chēng)為重質(zhì)原油，小于0.9的稱(chēng)為輕質(zhì)原油。原油的粘度取決于溫度、壓力、溶解氣量及化學(xué)組成，溫度增高其粘度降低，壓力增高其粘度增大，溶解氣量增加其粘度降低，輕質(zhì)油組分增加，粘度降低。原油粘度變化較大，一般在1-100MPa·s之間，粘度大的原油俗稱(chēng)稠油，一般來(lái)說(shuō)，粘度大的原油密度也較大。

在低壓油氣井中，選用原油作為沖砂洗井液具有較大的優(yōu)勢(shì)。一是原油密度低于清水，在低壓地層沖砂洗井能避免壓井的大量漏失，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)大排量的沖砂作業(yè)；二是原油本身就是儲(chǔ)層中的流體，與地層的配伍性良好，即便是進(jìn)入地層后也能最大程度的降低儲(chǔ)層傷害，沖砂作業(yè)完成后能最大程度的恢復(fù)產(chǎn)能；三是原油流動(dòng)性好，粘度高，攜砂性強(qiáng)，比較穩(wěn)定，在沖砂洗井作業(yè)中不用增加或更換設(shè)備，節(jié)約施工成本；四是原油返排直接進(jìn)采油流程，避免了對(duì)環(huán)境的污染。

2.2 沖砂原油的選擇和性質(zhì)確定；

針對(duì)低壓漏失井出砂井可選擇原油沖砂洗井方式，一般根據(jù)地層靜壓來(lái)確定原油密度，主要有兩種方式。一是在進(jìn)行原油沖砂洗井之前，通過(guò)測(cè)試靜溫靜壓梯度的方式推算地層靜壓。二是根據(jù)動(dòng)液面高度和生產(chǎn)制度估算地層靜壓的方式[4]。

用地層靜壓推算出滿(mǎn)井筒原油密度公式如下：

p=ρogH

P：地層靜壓 MPa；

ρo：原油密度g/cm3

H：油層中深m

g：常量系數(shù)0.00981

2.3 工藝程序

原油沖砂洗井施工步驟分為3個(gè)階段：

2.3.1 頂替置換井筒液體。起出原井生產(chǎn)管柱，下洗井管柱并探砂面，上提一根鉆具，泵入洗井原油洗井直至進(jìn)出口液性一致。出液口進(jìn)分離器點(diǎn)火，替完井筒伴生氣以防止中毒污染和洗井時(shí)因伴生氣濃度過(guò)高與空氣發(fā)生混合爆炸。

2.3.2 沖砂洗井。啟泵正循環(huán)沖砂至人工井底，再充分洗井以排出砂粒和臟物。此階段開(kāi)泵循環(huán)沖砂，接單根時(shí)需要迅速，防止砂埋卡鉆，此過(guò)程中應(yīng)該及時(shí)觀察和測(cè)量出口返液情況，統(tǒng)計(jì)漏失量。

2.3.3 起出沖砂洗井管柱，下泵生產(chǎn)。

2.4 工藝安全分析

原油沖砂洗井工藝是負(fù)壓解堵采油工藝的一種，既能有效保護(hù)產(chǎn)層，又能高效解除油井內(nèi)堵塞情況。但因其是使用原油作為沖砂洗井液，現(xiàn)場(chǎng)施工難度較高、風(fēng)險(xiǎn)較大，對(duì)該工藝的安全控制提出了更高的要求，故較少使用。選用原油沖砂洗井必須注意以下主要風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施：

2.4.1 沖砂洗井使用的原油必須通過(guò)油氣分離器將原油中的溶解氣分離出去，防止油氣在井筒中發(fā)生分離，在井口聚積產(chǎn)生高壓或發(fā)生氣體中毒和爆炸事故；

2.4.2 在沖砂過(guò)程中，若出口開(kāi)始返液，應(yīng)當(dāng)充分循環(huán)洗井1周以上排除原井筒中的原油溶解氣；

2.4.3 在施工過(guò)程中，所有敲擊作業(yè)要使用銅制榔頭，以防止產(chǎn)生火花引燃聚積氣體和原油；

2.4.4 為防止接單根過(guò)程中油管原油外溢污染環(huán)境和發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)，應(yīng)沖砂前可在鉆具上接箭型止回閥。

3 應(yīng)用實(shí)例

HD4-34H井是塔里木盆地滿(mǎn)加爾凹陷北部哈德遜構(gòu)造帶哈得4號(hào)構(gòu)造部署的一口超深開(kāi)發(fā)水平井，于2005年4月完井投產(chǎn)，完鉆井深5489米，水平段采用裸眼篩管完井，裸眼段長(zhǎng)400米，日產(chǎn)液202噸。該井日前地層壓力系數(shù)0.89，動(dòng)液面1491米，屬于低壓油氣井。采用清水洗井作業(yè)，漏失77方，而且不能建立洗井循環(huán)通道。沖砂洗井作業(yè)失敗。

采用脫氣原油沖砂洗井作業(yè)，原油密度0.851g/cm3，粘度49s，泵壓8MPa，排量5L/s,泵入22.03m3時(shí)出口成功返液，建立沖砂洗井循環(huán)通道，累計(jì)泵入洗井原油135方，漏失17.7方，僅用二天時(shí)間順利沖砂至人工井底，有效沖砂井段415米。

4 結(jié)語(yǔ)

原油作為沖砂洗井液，能有效解除低壓漏失井砂堵難題，同時(shí)還能有效保護(hù)油氣層。該工藝通過(guò)在HD4-34H井的成功應(yīng)用，證明了該工藝針對(duì)低壓漏失井沖砂洗井作業(yè)的可行性。

4.1 針對(duì)低壓漏失井使用原油沖砂洗井工藝，能夠有效建立洗井循環(huán)通道，原油的低密度、高粘度特性能減少漏失量，完全滿(mǎn)足攜砂性能，與其他沖砂洗井液相比，原油沖砂洗井液有施工時(shí)間短，費(fèi)用低，增產(chǎn)效果顯著等特點(diǎn)。

4.2 原油作為地層中的流體，漏失進(jìn)入地層后與地層有良好的配伍性，能最大限度的減少儲(chǔ)層傷害，保護(hù)了油氣產(chǎn)層。

4.3 由于原油的可燃、爆炸等特性，在施工過(guò)程中要做好安全分析及應(yīng)對(duì)措施。

[1]姜平等.低壓油氣井修井液類(lèi)型概況[J].西部探礦工程，2010，3，67-68,80.

[2]張好林等.水平井沖砂洗井技術(shù)進(jìn)展評(píng)述[J].石油機(jī)械，2014，42,3,92-96.

[3]趙元壽等.油井低密度洗井工藝技術(shù)及應(yīng)用[J].第六屆寧夏青年科學(xué)家論壇論文集2010，5,21，273-276.

[4]邢曉龍等.一種計(jì)算油井靜壓的新方法及其應(yīng)用[J].斷塊油氣田，2003,5（49-51）.