低壓漏失井原油沖砂洗井工藝應用

李燕 周剛 齊國惠 陳輝森 張毅（中國石油集團渤海鉆探井下作業分公司，河北 任丘 062552）

在低壓漏失井的沖砂洗井作業中，由于地層壓力較低，洗井循環液和清水會導致地層漏失，嚴重時甚至不能建立洗井循環通道，導致了沖砂作業的失敗。使用脫氣低密度原油對低壓漏失井的沖砂作業，在不更換和增加設備的前提下進行作業，能有效建立循環洗井通道，同時原油與地層良好的配伍性能最大限度的降低儲層傷害，保護油氣層。

1 低壓漏失井沖砂洗井工藝難點與分析

油田開發中后期，區塊地層壓力不足，地層壓力系數降低，出現了地層壓力降到比清水密度當量還低的一類油氣井，該類井的生產動液面一般不在井口，儲層物性和溫度壓力發生很大變化，在傳統作業中，建立油套循環通道是沖砂洗井作業的關鍵，大量沖砂液體漏失進入地層，將會不同程度的傷害地層，達不到保護油氣層的目的。國內外針對該類井的沖砂液和防止漏失問題進行了研究和應用，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

泡沫沖砂時通過在液體中加入表面活性劑，充入惰性氣體形成泡沫體系。該體系的優點是密度較低，最低能達到0.4g/cm3，通過調節加氣量來控制體系的密度，能大幅度降低修井液的漏失，同時又可以建立循環，同時又是無固相體系，很大程度上控制液體造成地層損害。

缺點在于泡沫的穩定周期短，穩定時間在24-48小時，難以滿足深井沖砂作業的時間要求；工藝較為復雜，要使用們的配液裝置和多種添加劑，成本較高；返排出的泡沫對環境污染較大，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中的堵水技術，為防止沖砂液體漏失，在沖砂液中加入與儲層孔喉配伍的剛性暫堵材料形成的一種液體體系。其優點是一旦暫堵形成后，就會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單，成本較低。

其缺點是增加了作業程序，延長了作業時間，導致了修井成本的增加；小顆粒固相進入產層還會形成產層堵塞，縮小流道面積，依靠自然返排恢復產層的難度較大，其造成作業后產能的降低；

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減少液體漏失，在交聯作用下，再次交聯形成具有立體結構的凝膠，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，對地層損害小，可用強氧化劑降解。

其缺點是前期漏失仍然存在，膠性液體體系由于聚合物的使用，也會造成聚合物吸附損害，液相粘度的增加造成的毛細管作用的損害更加嚴重。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；

原油是從儲層中開采出來的一種粘稠狀、深褐色液體，其主要成分是烷烴。原油的相對密度一般在0.75-0.95之間，相對密度在0.9-1.0的稱為重質原油，小于0.9的稱為輕質原油。原油的粘度取決于溫度、壓力、溶解氣量及化學組成，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，粘度大的原油俗稱稠油，一般來說，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勢。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，同時能實現大排量的沖砂作業；二是原油本身就是儲層中的流體，與地層的配伍性良好，即便是進入地層后也能最大程度的降低儲層傷害，沖砂作業完成后能最大程度的恢復產能；三是原油流動性好，粘度高，攜砂性強，比較穩定，在沖砂洗井作業中不用增加或更換設備，節約施工成本；四是原油返排直接進采油流程，避免了對環境的污染。

2.2 沖砂原油的選擇和性質確定；

針對低壓漏失井出砂井可選擇原油沖砂洗井方式，一般根據地層靜壓來確定原油密度，主要有兩種方式。一是在進行原油沖砂洗井之前，通過測試靜溫靜壓梯度的方式推算地層靜壓。二是根據動液面高度和生產制度估算地層靜壓的方式[4]。

用地層靜壓推算出滿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0.00981

2.3 工藝程序

原油沖砂洗井施工步驟分為3個階段：

2.3.1 頂替置換井筒液體。起出原井生產管柱，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出口液性一致。出液口進分離器點火，替完井筒伴生氣以防止中毒污染和洗井時因伴生氣濃度過高與空氣發生混合爆炸。

2.3.2 沖砂洗井。啟泵正循環沖砂至人工井底，再充分洗井以排出砂粒和臟物。此階段開泵循環沖砂，接單根時需要迅速，防止砂埋卡鉆，此過程中應該及時觀察和測量出口返液情況，統計漏失量。

2.3.3 起出沖砂洗井管柱，下泵生產。

2.4 工藝安全分析

原油沖砂洗井工藝是負壓解堵采油工藝的一種，既能有效保護產層，又能高效解除油井內堵塞情況。但因其是使用原油作為沖砂洗井液，現場施工難度較高、風險較大，對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險，并及時采取應對措施：

2.4.1 沖砂洗井使用的原油必須通過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生分離，在井口聚積產生高壓或發生氣體中毒和爆炸事故；

2.4.2 在沖砂過程中，若出口開始返液，應當充分循環洗井1周以上排除原井筒中的原油溶解氣；

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

2.4.4 為防止接單根過程中油管原油外溢污染環境和發生火災危險，應沖砂前可在鉆具上接箭型止回閥。

3 應用實例

HD4-34H井是塔里木盆地滿加爾凹陷北部哈德遜構造帶哈得4號構造部署的一口超深開發水平井，于2005年4月完井投產，完鉆井深5489米，水平段采用裸眼篩管完井，裸眼段長400米，日產液202噸。該井日前地層壓力系數0.89，動液面1491米，屬于低壓油氣井。采用清水洗井作業，漏失77方，而且不能建立洗井循環通道。沖砂洗井作業失敗。

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

4 結語

原油作為沖砂洗井液，能有效解除低壓漏失井砂堵難題，同時還能有效保護油氣層。該工藝通過在HD4-34H井的成功應用，證明了該工藝針對低壓漏失井沖砂洗井作業的可行性。

4.1 針對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通道，原油的低密度、高粘度特性能減少漏失量，完全滿足攜砂性能，與其他沖砂洗井液相比，原油沖砂洗井液有施工時間短，費用低，增產效果顯著等特點。

4.2 原油作為地層中的流體，漏失進入地層后與地層有良好的配伍性，能最大限度的減少儲層傷害，保護了油氣產層。

4.3 由于原油的可燃、爆炸等特性，在施工過程中要做好安全分析及應對措施。

[1]姜平等.低壓油氣井修井液類型概況[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進展評述[J].石油機械，2014，42,3,92-96.

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

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