稠油套变漏失井冲砂技术研究

2014-11-06李艳辉

价值工程 2014年25期

李艳辉

（辽河石油勘探局曙光工程技术处，盘锦124109）

1 概述

辽河油田稠油分布广泛，储量巨大，采用蒸汽吞吐的开采方式。由于注汽频繁、出砂、汽窜、超覆等现象，导致套管变形、损坏严重，对曙光矿区超稠油井套管损坏情况进行的统计表明，套管损坏井已经超过50%以上。其它稠油区块，套变井的比例也非常大。这些井每年都需要进行几个轮次的作业，对出砂严重井必须进行冲砂作业，采用常规冲砂工艺难以有好的效果，经常会出现管柱下不去、折断、弯曲甚至卡管柱等事故，因而一些井甚至不敢进行冲砂作业；在一些没有套管变形井由于地层严重漏失，大量的冲砂液进入地层，并且井筒内的地层砂又随冲砂液进入地层，造成冲砂失败，也增加采油排液时间，影响产量。针对这种问题，辽河石油勘探局曙光工程技术处开发了一种适合套管变形井冲砂作业的新工艺—柔性管负压冲砂技术，该技术通过采用特殊加工的接头将短油管连接在冲砂管柱底部，在进入变形井段后冲砂管柱可随套管变形情况而变化，并可旋转，防止油管脱扣；同时结合泡沫负压冲砂技术通过降低悬砂液柱密度，增加冲砂液黏度，提高携砂能力，减轻冲砂液在地层中漏失量，起到保护油层的目的。

2 工艺原理

2.1 柔性冲砂管柱的设计原理针对稠油注汽井套管变形、损坏情况的统计分析，稠油井由于频繁注汽使得射孔井段套管发生严重变形，因此将油管接箍设计成球头悬挂结构；管柱强度满足井下工具标准，外径尺寸不变。

2.2 混气泡沫负压冲砂原理

2.2.1 混气泡沫液组成泡沫液由气泡剂0.55ABS（烷基苯磺酸钠）和稳定剂0.2%Na2CO3及水组成。

2.2.2 泡沫特性 ①泡沫黏度大，悬砂能力强。泡沫黏度比泡沫液黏度大的多。上述泡沫液黏度为1.057mPa·s（清水黏度为 1.0mPa·s），而泡沫的黏度则高达 800mPa·s。②降低井液密度，产生负压。泡沫密度较小，可在井筒内产生低于地层压力的静液柱压力，避免漏失。泡沫用于冲砂含有较强的携砂性，同时，遇水敏地层不会产生粘土膨胀问题。

2.2.3 各部位压力及有关参数计算：

套管环空各深度压力：

套管返出口泡沫密度：

泡沫比静水柱减少的压力：

泡沫各深度混气比：

泡沫各深度混气密度：

负压冲砂负压值：

式中：Pi——不同深度的泡沫压力，MPa；P0——泡沫在套管返出口的压力，MPa；P1——施工地区大气压，MPa；P水——油井静水柱压力，MPa；Q1——水泥车液体排量，L/min；Q2——压风机气体排量，L/min；N0——泡沫在返出口的混气比；

V气、V水——泡沫中气体及液体所占的体积，L；Ni——泡沫在不同深度的混气比；h——油井深度，m；γ水、γ液——水及泡沫液的密度，等于1g/cm3；γ0——泡沫在返出口的密度，g/cm3；γi——泡沫在不同深度的密度，g/cm3。

3 选井条件

一般稠稀油套管完好井、变形井、出砂特别严重井；地层漏失严重井；套管缩径大于110mm以上井；对套管断错井应慎用。

4 工艺流程

工艺流程如图1所示。

5 施工方法

①将特殊的冲砂管柱70～100mm接在油管最下部，下至砂面以上，井口装好防喷器，连接地面管汇；②配制泡沫液；③施工时用混气泡沫液冲砂至井底并循环干净；④压风机气举至无液返出为止；⑤停压风机后气体返出管线自然泄放；⑥继续混气冲干净；⑦停水泥车，压风机继续运行，进行气举至无液返出为止。

图1

6 施工注意事项

柔性冲砂管柱长度根据井内砂柱高度而定，下至砂面以上3～5m为好，根据砂面高度准备充足泡沫液，冲砂过程中遇阻加压不可超过30kN，每冲进一根油管上提管柱一次再接单根；施工中和冲完砂后不宜猛放压，返出口管线用硬管线且固定好；一般水泥车用一挡，漏失严重井可提高排量，井深又漏失严重井采用两段分别举升法，冲砂时根据地层结构控制负压值，一般在0.2～0.5MPa为好。

7 现场应用情况

以辽河油田杜84－48－146井稠油井冲砂施工为例。

该井人工井底872.0米，油补距为4.13米，生产井段为669.0～687.5米，油层厚度为18.5米。实探砂面深度654.0米，设计冲砂井段675.5～717.0米，JRB封隔器深度为649.0米。作业施工中在685.5米处捞砂无进尺，改为下冲砂管柱冲砂，井严重漏失，打热水20方仍不返液。采用稠油套变漏失井冲砂技术，通过降低悬砂液柱密度，增加冲砂液黏度，提高携砂能力，减轻冲砂液在地层中漏失量，又起到保护油层的目的，非常顺利地冲到设计位置。