水平井沖砂技術的難點和措施

◎王亮

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水平井沖砂技術的難點和措施

◎王亮

水平井沖砂技術的難點，一般情況下會受沖砂管柱結構、完井方式、沖砂施工參數沖砂液的工作性能等因素的影響。本文重點分析油田在水平井沖砂施工過程中遇到的問題和技術障礙，根據生產中取得的經驗加以改進。

由于歡喜嶺油田開發生產的部分區域儲層和油藏地質特性，為了更好地提升采收率，在技術上所采取的水平井、側鉆井、定向斜井等數量不斷增加。由于水平井相對于傳統的生產模式來說，泄油滲透面積更大的同時，能夠保證采收量的增加，所以歡喜嶺油田原油產量一直在高位運行，很大程度上得益于水平井，也是實現少井高產提高采收率。

在水平井的生產過程中，為了保證正常生產需要，水平井的防砂、清砂工作非常重要，這是解除生產層堵塞和排液量大問題的關鍵。因此，做好水平井出砂井的沖砂治理，非常重要。由于水平井井眼軌跡的特殊性，對于水平井沖砂施工來講，沖砂技術與常規井作業施工相比要求更高，施工風險和操作難度都高于常規井。

水平井沖砂難點及采取對策

水平井自身具有特殊的井身軌跡和出砂特點。與普通井的沖砂不同，更容易形成長井段“砂床”，特別是對于攜帶砂粒有上返趨向，以及井斜角大于60°以上井段，更容易發生滑脫，在沖砂的流程設計過程中，更要根據原因制定出更科學合理的工藝措施，保障沖砂過程的順利。

沖砂難點

在水平井段，即使修井液的攜砂能力足夠強大，但總會有部分地層砂留在井壁低邊，摩擦面積和扭矩增大的砂屑床使水平井的地下情況變得更復雜。由于井內管柱貼近井壁低邊，管柱受“鐘擺力”和摩擦面積大的雙重作用，在施工過程中，卡鉆的可能性大大增加，給施工帶來了不小的難度。在施工過程中，鉆具常常沿井眼低邊移動，隨井斜角鉆具軸線偏離井眼曲線的程度不斷增大，修井液環空流速偏差很大，井眼低邊的流速低，攜砂能力被動受此影響出現下降，造成卡鉆的機率大大增加。

工藝措施

在水平井中，環隙流速應該大于沖洗顆粒沉降速度的10倍，才能維持顆粒沿液體流動方向運動。我們可以分析出來，只有當流動液體的拖曳力抵消砂粒本身的重力時，沖砂液才能把顆粒有效地攜帶成功，通過斜井段進入直井段被帶至地面。

對于水平井的沖砂工藝，除了采用連續油管在小直徑防砂管（或小套管）內正沖砂外，反循環沖砂得到了普遍采用。這種沖砂工藝能夠有效地提高油管內上返攜帶速度，能夠成功地避免卡鉆事故的發生。

關于泵車排量即上返速度的計算，按K=V1/V2式中：K---液流速度與固相顆粒沉降速度之比，V1---液體流速 m3/ min，V2---固相顆粒沉降速度 m3/min

當K＞2時才能攜帶Q= V1（d02-d12）/7.85×107，Q---泵 車 排量 m3/min，V1---液體流速m3/min，d0---套管內徑mm ，d1---沖砂油管（或連續油管）外徑 mm

關于井漏失問題的解決。當上返液的速度達不到或者不能足夠攜帶和懸浮顆粒，就會產生漏失問題。我們針對漏失問題，可以重點采取泡沫流體的方式來解決。通過降低密度，減少液柱對地層的回壓，降低漏失。同時，泡沫能夠暫堵地層，也可以防止入井液漏失。固相顆粒要克服氣泡與液相之間的摩擦力，攜帶和懸浮能力要比液體強很多。

現場技術要求

嚴格選擇不同的沖砂管柱結構，主要依據是井身結構和井眼軌跡；對該井測取全井吸收量做好記錄；選擇對接管柱或沖砂時進入60°井斜角后至人工井底的有效長度準備；沖下后要采取2-3次上提、下放方式，避免管柱劃眼刮洗砂床以防砂堵或砂卡管柱；混合液必須進入直井段進行垂直懸浮后再接單根，反洗液量必須大于從井底到直井段油管內容積的2倍以上；對于漏失井有必要使用氮氣車組、連續油管裝置、泡沫發生器、暫堵設備等施工前現場做好布置，以便合理布局，科學安全施工；對接頭下至離懸掛器頂部1.5m時先反洗井沖洗懸掛器頂部接頭后，根據設計中提供的懸掛器深度，下放管柱加壓2.0-4.0kN， 穩壓15min壓降小于0.5Mpa為對接合格，座井口，準備連續油管沖砂；按連續油管沖砂操作規程緩慢下放連續油管進入水平井段沖砂，沖砂過程中嚴密觀察出口返液情況，發現異常應立即上提連續油管至對接頭以上直井段內；控制沖砂過程中的下放速度，一般情況下加壓不大于50KN。

沖砂工藝改進。在近幾年的施工中，遇到了很多硬探砂面，雖然砂柱不高，均為十幾米，但卻出現了反沖砂后油管遇卡。經我們分析認為，硬探砂面沖砂時只按最終硬探的深度沖砂，待沖到井底后，上面的一部分砂子已沖起，但按下部少量砂柱計算，洗井液量已滿足工序要求，地面循環泵壓正常，故此停泵后在上提2-3根油管后，此時的上提力量消耗在斜井段的摩擦力上，水平拉力損失很大。螺旋導流刮削短節，能夠有效的使工具與砂床相互接觸，靠上提、下放反循環液流短時間改變方向，進而提高了清砂和攜砂能力。

關于現場漏失問題的處理解決。對于懸掛篩管、開窗側鉆斜井、懸掛防砂管完井的水平井等生產段較長的井，采用（泡沫+清水）進行沖砂，利用泡沫流體的低密度、低液柱壓力，減少漏失，其流動速度變大，壓力降低，從而使泡沫直徑變大，減少沖砂液的漏失。對于漏失量大于350L/ min的作業井，可以采用兩臺700型泵車提高進口排量，要求排量不低于700L/ min，能夠有效地提高懸浮攜砂能力，更好地完成沖砂工序。

結論與改進方向

通過不斷努力和技術探索，我們在水平井沖砂工作中不斷創新思路，加強施工工藝和工具的改進，預防和消除了沖砂效率低，卡鉆等問題。在今后的工作中，我們繼續研究和探討51/2″套管沖砂，接單根不停泵，不停止循環的工藝裝置，探索采用旋轉頭鉆沖砂，進一步提升攜帶力，實現沖砂工藝的進一步提升。

（遼河油田歡喜嶺采油廠作業二大隊X05271隊）