稠油老井沖砂工藝研究與應用

摘 要：油層出砂是油田開發中遇到的重要問題之一，直接影響油井生產效果，稠油井在開采時井底堆積了較深的砂柱，砂子和稠油的混合物沉積在井筒底部，導致在沖砂時不容易將砂子循環出地面，并且老井油層漏失嚴重，當沖開被砂子埋藏的油層時，地層的大量漏失會導致泵壓突然下降，砂子和油泥重新回落，形成“砂橋”造成卡管柱，這些情況都會導致油井不能正常作業。

關鍵詞：油層出砂;沖砂漏失

前言

油井在開采后期油層出砂的原因很多，可分成以下幾種：①油層膠結疏松引起出砂。②地層中流體的物理性質對油層出砂也有影響。③地層在構造上發生急劇變化也容易導致出砂。④油水井工作制度不合理。⑤措施不當引起出砂。⑥油井出水引起出砂。

油層出砂的危害主要有以下幾個方面：①減產或停產作業。②地面、井下設備和工具磨損。③掩埋或卡住井下鉆具，造成井下事故。④套管損壞、油井報廢。⑤增加修井工作量。⑥地層坍塌或減低油井壽命。油井出砂后，如果井內的液流不能將出砂全部帶至地面，井內砂子逐漸沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流動阻力，使油井減產或者停產，同時會損壞井下設備造成井下砂卡事故。因此，必須采取措施清除積砂，常用的方法是水力沖砂和機械撈砂。目前常用的是水力沖砂。

1沖砂原理及方式

沖砂就是向井內打入高速流體，靠水力作用將井底砂面沖散，并利用液流循環上返的攜帶能力將沖散的砂子帶到地面的工藝過程。目前沖砂的方式有正沖砂、反沖砂、正反沖砂三種。

2改進工藝

2.1改進換單根工藝流程。

原來的施工流程是將沖砂筆尖接在第一根油管底部，下油管至砂面，連接地面管線沖砂，沖完一根油管后，起出連接沖砂彎頭及水龍帶，下入一根光油管，再下入連接沖砂彎頭及水龍帶的油管，繼續沖砂，而后重復以上操作，直到沖砂到人工井底或設計深度。由于此過程需要一定的時間，在此期間，被沖起的砂子會因重力作用而回落，砂子落到井底，容易出現砂卡事故。為此改進換單根工藝流程，卸下水龍帶后，同時將油管上的公由壬卸掉，將卸下的水龍帶連接到下一根帶有公由壬的油管上，下入連接沖砂彎頭及水龍帶的油管，繼續沖砂，原來的換單根方法費工費時，每次需要起下3根油管，改進后可以少起下2根油管，節省時間，簡化工藝，減輕工人的勞動強度，由于時間的縮短，在一定的程度上與預防卡鉆事故起到較大的作用。

2.2水泥車串聯沖砂。

對于漏失井或者微漏井，有時一臺水泥車打不返，利用三通將兩臺水泥車串聯，同時向井內打入沖砂液，大排量打水，往往沖砂液能夠返出來，目前試驗10多口井，效果非常明顯，如果雙泵循環打水不返，可以考慮使用暫堵粉混合沖砂液進行沖砂。

2.3改進沖砂循環池。

沖砂施工中，需要消耗大量的沖砂液，為了節約用水，提高沖砂效率，我們將現有沖砂循環池進行改進，主要方法是將從井底返出的液體回收排放到污水回收罐中進行三次沉降分離，第一個沉降池是從井里返出物直接進去，進行初次沉降分離。通過初次沉降分離后，第二個沉降池再次進行沉降分離。經過兩次沉降分離到第三個沉降池后的沖砂液用泵車打入井中進行沖砂。這樣既降低了沖砂液的用量，又節省清理砂子的時間，提高了沖砂效率。

3實際案例應用

3.1歡127-29-351井，射孔井段904m-927m，18.3m/4層，人工井底958m，油層套管φ177.8mm×960.85m，該井探砂面在885.9m阻，砂柱高達72.1m，第一次沖砂時采用一臺水泥車，改進了換單根工藝流程，保證了沖砂能夠順利進行。射孔井段以上砂柱，沖砂時出口正常能返，當沖開油層后，出口開始漏失，隨著油層沖開的深度增加，漏失量越來越嚴重，暫停沖砂。第二天決定改用兩臺水泥車串聯沖砂，出口能夠正常返液，最后沖砂至人工井底，回探砂面無砂。

通過該井沖砂總結出，改進后的換單根工藝流程現場適用，可以提高沖砂實效。改進后的沖砂循環池，能夠正常過濾沖砂液，水和砂正常分離，保證沖砂的順利進行。因此得出結論，改進工藝效果明顯，可以在今后的沖砂施工中應用。

3.2歡127-H8井，油層1002.41m-1289.24m，286.83m/1層，人工井底1289.24m，油層套管φ177.8mm×1002.41m，該井探砂面在1003.73m阻，砂柱高達285.51m，該井沖砂時直接使用新式沖砂循環池，采用新的換單根工藝流程，由于是水平井而且砂柱高，所以直接采用雙泵沖砂，開始時采用正沖砂，但隨著深度的增加，漏失量也在增加，而且有時有卡鉆的情況，最后決定正洗井，出口循環干凈后，采用反沖砂的方式。由于砂柱高，返出的砂多，用了兩天的時間把砂子沖完，沖砂到人工井底。

通過沖砂總結出，水平井砂柱高的，必須采用雙泵沖砂，建議采用反沖砂，這種沖砂方式攜砂能力強，當套管內徑大時，正沖砂上返速度不足以將攜帶沖散的砂子時，利用反沖方式則可以取得較好的效果，反沖砂還可以排除砂卡的可能性。

3.3齊40-17-K38井，射孔井段841.4m-869.2m，15.7m/6層，人工井底916m，油層套管φ127mm×916m，該井探砂面在848.11m阻，砂柱高達67.89m，該井沖砂時，油層嚴重漏失，采用雙泵沖砂出口也沒有返，決定采用暫堵粉混合沖砂液進行沖砂，暫堵粉混合沖砂液可以對高滲透、大孔道的虧空漏失地層進行臨時暫堵，便于沖砂施工。封堵一定時間后，暫堵劑將自動降解，地層恢復到原始滲透率，油井恢復正常產能。

通過該井沖砂總結出，對于漏失量大的作業井，建議采用兩臺700型以上泵車聯泵沖砂，效果非常好。對于漏失嚴重的井同時要考慮采用暫堵粉混合沖砂液，效果也非常不錯。

同時，根據現場施工情況也總結出沖砂的技術要求如下：

1）當管柱下至預計砂面深度或油層上界30m時，下放速度不超過5m/min，懸重下降10-20KN時連探兩次，確定砂面位置。

2） 沖砂尾管提至離砂面3m以上，開泵循環正常后，洗凈井筒環空，均勻緩慢放下管柱，邊下邊沖砂，沖砂時排量應達到要求排量。

3） 每次單根沖完必須充分循環，洗井時間不得少于15min，控制換單根時間在3min以內。

4） 連續沖砂超過五個單根后，洗井循環一周后方可繼續下沖。

5） 泵車發生故障須停泵處理時，應上提管柱至原始砂面10m以上，并反復活動;提升設備發生故障時，必須保持正常循環。

6） 沖砂施工中發現地層嚴重漏失，沖砂液不能返出地面時，應采用堵漏措施并繼續沖砂。

7） 沖砂到位后，循環洗井至出口含砂量少于0.2%為合格。

8）上提管柱至原砂面以上50m，沉降4h后回探砂面，如有砂則繼續沖砂，直至沖凈為止。

五、結論

通過一系列的改進優化工藝，可以提高稠油老井沖砂的施工質量，同時還要注意以下幾點：

5.1首先要掌握套管技術規范（如外徑、壁厚、內徑等）、射孔井段、如果有懸掛器的要知道位置，再選擇下井工具。

5.2有懸掛器的井，管柱在進入懸掛器時要緩慢下放，觀察指重表變化，確認進入后方可限速下入。

5.3現場配合要默契，下入筆尖遇阻時，要連探三次，根據負荷下降速率確定是稠油、砂柱還是套變。

參考文獻：

[1]聶海光，王新河.油氣田井下作業修井工程.石油工業出版社，2002.

[2]井下作業工.石油工業出版社，1996.

作者簡介：

孟剛，男1982.8，遼寧北寧人，2004年畢業，本科，目前從事修井作業工作。

（遼河油田公司遼河工程技術分公司，遼寧 盤錦 124010）