修井作業沖、撈砂工藝技術探討

摘 要：稠油井在開采過程中容易造成油層出砂，直接影響工藝技術和開發方案的實施。油層出砂的危害主要有：掩埋油層影響產量、磨損破壞井下工具甚至造成事故、增加作業工作量、地層坍塌降低油井生產壽命等，因此要采取合理清砂措施，作者在總結多年的工作經驗基礎上對沖砂、撈砂技術進行分析整合，以解決油井清砂問題。

關鍵詞：清砂；沖砂；撈砂

油層出砂后，如果井內的液流不能將全部地層砂帶出地面，就會使井內砂粒沉積增加，堵塞出油通道或者砂埋油層，本文根據不同井的出砂原因以及地質情況采取不同的清砂措施。

1 常規正反沖砂

1.1 技術原理

利用動力設備向井內打入具有一定黏度的高速流體，靠水力作用將井底砂沖散，并利用液流循環上返的攜帶能力將砂子沿沖砂管與套管環形空間返至地面。按循環方式分為正沖、反沖、正反循環沖洗三種方式。沖砂時為使攜砂液將砂子帶到地面，液流在井內上返速度必須大于最大直徑的顆粒在攜砂液中的下沉速度，推薦速度比大于或等于2。

1.2 正沖

沖砂液經油管泵入，在沖砂管末端經筆尖以較高的速度沖擊砂面，被沖散的砂子在沖砂液的攜帶下從環行空間返至地面。正沖砂的特點是沖擊力大，缺點是沖砂液上返的速度比在沖管內的小，攜砂能力差，大顆粒砂不容易帶出來，沉砂快，容易造成砂卡事故，適用于小套管稀油井沖砂。

1.3 反沖

沖砂液經油管與套管環行空間泵入，被沖散的砂子在沖砂液的攜帶下從油管返至地面。反沖砂的特點是攜砂力強，缺點是沖砂液的沖擊力小，不容易解除較嚴重的砂堵，適用于大套管砂堵不嚴重的井。

1.4 正反循環沖洗

是結合正反沖砂的優點而采取的一種沖砂方式。先利用正沖的方式沖散砂堵，使其成懸浮狀態，然后迅速改為反沖方式，將沖散的砂子從油管內沖出，為了提高沖砂效果，可以安裝地面管匯，快速改變沖砂方式。技術優點是沖砂徹底，不容易發生事故，更適合大套管沖砂作業。

2 負壓沖砂

2.1 工藝原理

泡沫液由氣泡劑和穩定劑及水組成。施工時用氮氣車和水泥車同時將氣體和泡沫液打入油管內形成混氣比80%左右的均勻泡沫。泡沫在運動中不斷地破滅與再生，處于動平衡狀況。由于泡沫黏度大，故攜砂能力極強，泡沫的攜砂能力是水的 10倍之多。

2.2 技術優點

該技術管柱可以解決各類套變井、漏失井沖砂難題，可以縮短排水期兩天以上。混氣比在30-90%之間較好，泡沫黏度在0.8mPa.s左右，所選用泡沫液的泡性良好，攜砂能力強是清水的10倍，可以懸起平均直徑2.5mm的大砂粒。可以減少回壓，避免漏失，能將井筒內砂全部攜出地面，并能排出部分地層浮砂。負壓沖砂時井底附近將產生高速液流沖擊孔道和孔眼，部分地清除堵塞物，能起到解堵作用，因而可以增產。

3 套變井沖砂

遼河油田稠油采用蒸汽吞吐的開采方式。由于注汽頻繁、出砂、汽竄、超覆等現象，導致套管變形、損壞嚴重。對出砂嚴重井必須進行沖砂作業，采用常規沖砂工藝難以有好的效果，經常會出現管柱下不去、折斷、彎曲甚至卡管柱等事故，因而一些井甚至不敢進行沖砂作業。該技術通過采用特殊加工的接頭將短油管連接在沖砂管柱底部，在進入變形井段后沖砂管柱可隨套管變形情況而變化并可旋轉，防止油管脫扣。該項沖砂技術具有下列優點：對套管變形井沖砂管柱可順利通過，不會發生脫扣、折斷、彎曲等事故。

4 撈砂

雖然利用高速液體沖砂是最簡便易行的方法，但也存在局限性，一是成本高；二是當油井漏失時大量的沖砂液進入地層會造成油層傷害，漏失嚴重的無法建立起循環，井筒內的沉砂被沖砂液帶到地層中，生產時又回到井內，造成沖砂失敗。從保護油層的角度出發設計兩種撈砂泵—抽吸法撈砂、重力自旋鈍擊法撈砂。

4.1 抽吸法撈砂

抽吸法撈砂又抽砂泵和底閥兩部分組成，施工前先下底閥，閥上接一定長度的油管，長度按井下沉砂深度折算成油管長度，上部接抽砂泵，抽砂泵上根據需要接油管或鋼絲繩。當底閥接觸砂面后反復上提抽砂泵，液體攪動砂粒被吸進沉砂管內，完成撈砂過程。適用于井內有一定液面的稀油井、井內無死油的稠油井。

4.2 重力自旋鉆進撈砂

重力自旋鉆進撈砂是針對目前稠油油田井下有死油，沖砂及抽吸撈砂方法難以解決的問題而研制的新型撈砂工具。其技術原理是：工具由旋進器和環行鉆具兩部分組成，施工前先下環行鉆具，上接一定長度的油管，長度按井下沉砂深度折算成油管長度，上部接旋進器，上接油管。當環行鉆具接觸砂面后通過作業機反復上提抽砂泵，環行溝槽控制鉆具旋轉，沉砂管進入沉砂內，完成撈砂過程。該技術適用于井內有死油存在的稠油井撈砂。

5 結論及認識

根據油井所處開發層位及近地帶巖石分布情況，應該正確合理選用哪一種清砂方式或者是組合式清砂方式，無論選用哪種沖、撈砂方式，必須堅持保護油層，恢復油井產能，延長油井生產壽命為原則，否則不僅會影響清砂效果，甚至會影響生產。

作者簡介：

劉英軍（1979- ），男，2006年畢業于大慶石油學院石油工程專業，遼河油田公司曙光采油廠作業三大隊，助理工程師。