淺析水平井連續沖砂技術

付超

【摘要】在處理水平井沖砂時，如何解決在接下單根時，循環不凈的地層砂的回落問題也是提高沖砂效率所要解決的重大問題，水平井連續沖砂技術就是在這項研究中不斷發展而來的新興技術。

【關鍵詞】水平井 連續沖砂 二次沉砂 循環

一、前言

遼河油田歡127區塊水平井平均井深1100m左右，油層厚度平均200m，該區塊稠油粘度在5000mpa·s左右，地層漏失嚴重，平均作業周期為85天。隨著油田水平井開采技術的成熟，水平井在各個采油廠的數量成井噴式增長，與豎直井相同水平井也需要維護保養在日常的檢泵修井中難免出現轉大修的情況，水平井的修井工作量也逐年增加，尤其是水平井的沖砂、打撈和套管補貼等井筒修復技術的也將隨之增加。

歡127區塊水平井沖砂過程中，通常會遇到以下幾個難題。一是稠油粘度高，井筒溫度較低的情況下，原油流動性能差，膠質及瀝青質容易附著在套管壁上，使管柱下入困難，且易發生卡堵現象。二是地層壓力普遍較低，漏失嚴重，水力沖砂過程中部分地層砂漏入地層，沖砂不徹底，導致油井生產周期縮短。三是水平井彎曲度大，起下摩擦阻力大，容易造成管柱斷、卡、脫等工程事故。四是水平井油層厚度大，砂柱高，造成返出地面的砂量大，普通濾砂池難以處理。五是常規沖砂筆尖沖砂水眼在筆尖的底部，在豎直井段沖砂時能將沉砂充分沖散，而在水平井段中沉砂聚集在套管的下部，使用常規的沖砂筆尖就無法將水平井段的沉砂全部沖散。

二、水平井連續沖砂

水平井沖砂與普通井的沖砂存在的重要的難點就是在水平段中的套管需要使用大直徑的套管來滿足造斜點與水平段的水平要求。這就加大了套管容積，沖砂時需要保證足夠的循環排量。在沖砂循環工作中沉砂無法循環干凈就會產生二次沉砂。水平段的沖砂工作更是沖砂難點所在，沉砂聚集在水平段套管的下部，在沖砂時存在循環液從套管環空的上部循環，而無法將沉砂循環至地面，而沉積在水平段，這就需要在水平段沖砂時要采用于普通井沖砂不同的操作方式，通過勤活動管柱的方式不斷沖擊水平段的沉砂。

在處理水平井沖砂時，如何解決在接下單根時，循環不凈的地層砂的回落問題也是提高沖砂效率所要解決的重大問題，水平井連續沖砂技術就是在這項研究中不斷發展而來的新興技術。

（一）水平井出砂特點

（1）由于水平井的自身結構特點，在水平段的套管直接穿過油層，地層砂在重力的作用下更容易進入套管在水平段形成沉砂，水平段的沉砂還不會像豎直井那樣在重力的作用下下落至井底，隨著出砂的增多沉砂會越積越多，嚴重影響油井生產。

（2）井內管柱在水平井段受重力的作用貼近井壁低邊，管柱受“鐘擺力”較大，同時由于管柱緊貼套管下部摩擦面積也更大在“鐘擺力”和摩擦力大的雙重作用，更易形成卡鉆。

（3）沖砂時被修井液激起的沉砂在循環至地面時，沖砂管柱在造斜井段以及水平井段管柱不居中，阻礙沉砂上返，形成回落。

（4）沖砂管柱在水平井段緊貼套管下端，沖砂管柱的上下兩端的環空有很大區別，修井液的循環速度也受到很大影響修井液環空流速偏差很大，沖砂管柱的下端留速降低，沉砂循環速率變慢，容易造成卡鉆事故。

（二）配套工具

在豎直井的日常沖砂工作中所使用的正沖砂、反沖砂、正反沖砂的沖砂方式操作簡單，配套的工具也較少，使用起來也十分方便。但對于水平井沖砂來說，存在著接下單根時沉砂回落的風險，通過實驗與研究，針對水平井沖砂研發出一套專門應用于水平井沖砂，防止在接下單根時停止循環造成沉砂回落的連續沖砂裝置。

為了實現地面換向連續沖砂，在匹配沖砂管柱時，在井口連接好換向自封，在地面的循環管線上連接好換向閥，在沖砂管柱上安裝換向短節，在循環時實現接下單根時不停泵進行施工。

連續沖砂技術就是為了解決常規水利沖砂時在接下沖砂管柱時因為停泵而造成沉砂回落的問題。在下放沖砂管柱時沖砂液在沖砂管柱內向下沖砂，當沖砂完單根方人后，通過地面的換向閥以及換向管線來實現在接下單根時來保證井內的修井液持續循環，防止沉砂回落。技術優點通過地面換向技術實現不停泵連續沖砂作業，避免因為停泵接沖砂管，引起環空泥砂沉降，造成的砂卡管柱事故。減緩沖砂過程中緊張忙碌程度，便于技術員安全指揮沖砂作業。沖砂返出效果好，有利于提高沖砂質量和提高沖砂返出率。同時該技術也有他的弊端那就是地面的控制工具、連接管線較多，連接管線也比較麻煩。在進行換向時需要人工去扳動地面的換向閥門來達到換向的目的。

（三）應用實例

歡127-H23井位于歡喜嶺采油廠歡127區塊，歡127塊于1989年投入開發，該區塊位于遼河斷陷盆地西斜坡歡喜嶺油田西南部，是被兩條斷層切割的西北高東南低的鼻狀構造。歡127區塊水平井平均井深1100m左右，油層厚度平均200m，該區塊稠油粘度在5000mpa·s左右，地層漏失嚴重。

該井2015.03小修隊進行稠油下泵施工時，管柱落井。該井的水平井段為964.14m-1172m。通過打撈施工后，進行探砂面施工，探得沙面為1072m。采用2.7"鉆桿作為沖砂管柱，2.7"鉆桿的內容積為2.34m³/千米。鉆桿重量9.18kg/m。套管環空為38m³。排量地泵為400L/min，換算成立方米為18m³/h。循環一周需要2小時。水平井段沖砂時下放度控制在不超過15m/min范圍內，設備允許的條件下，沖砂下放速度為5 6m/min。沖砂進尺下放不宜過快，防止沉砂回落。沖砂時大部分的液體從射流孔射出，少量的液體從噴嘴噴出，兩路液流在環空形成紊流，使沖刺力和攜砂能力增強，且噴嘴噴出的液流能夠徹底清理下部砂床的沉砂，提高沖砂效果。

三、結語

（1）在水平井沖砂施工中總結地層出砂經驗，在相同小區域的水平井按照積累施工經驗進行沖砂施工。

（2）選擇合理的沖砂方式，水平連續反沖砂固然是循環攜砂能力最好的沖砂方式，但是操作過為繁瑣，地面的連接管線也較多，在施工中需要來回倒地面的換向砸門來實現連續沖砂。對于沖砂井段較短出砂不嚴重的水平井可以直接采取反沖砂方式進行沖砂。

（3）在水平井段進行探砂面施工時，要充分的考慮到摩擦阻力，水平井段摩擦力較大會產生遇阻的假象。由于水平井的結構特點沉砂會聚集在套管下端，在下放管柱時不可盲目下放，防止進入砂面無明顯顯示造成卡鉆事故。

（4）水平井沖砂作業由于套管的環空較大沉砂循環至地面的時間較長，對修井液的攜砂能力也具有很高的要求，通過對修井液性能的調整改善泥漿的配比達到合適的修井液體系，提高沖砂效率。