三向冲砂一体导锥的研制与试验

2015-08-15王德伟贾财华中油辽河油田锦州采油厂辽宁凌海121209

化工管理 2015年29期

王德伟贾财华（中油辽河油田锦州采油厂，辽宁凌海 121209）

锦州采油厂所辖油区属疏松砂岩油藏，随着油田开发的不断深入，地层出砂矛盾日益突出。出砂原因很复杂，任何关键因素都可能导致地层出砂，如钻井、完井、生产和修井等各个环节都可能引起地层出砂。

目前油水井清砂作业，主要有捞砂技术和冲排砂技术两种工艺，其中捞砂对井况要求较高，大部分侧钻井和套变井无法实施，适用范围受限。所以作业冲砂技术就显得尤为重要[1]。

1 冲砂工具现状

目前，各大油田修井作业用于冲砂的专用笔尖种类较多，而针对井型和井矿的不同，使用上受其限制。目前修井作业中常用的主要有三种：切口式常规笔尖、旋转冲砂笔尖和水平井专用笔尖（导锥）等。第一种笔尖的结构特点为只有一个循环过水通道，尖端切口角度大约为30°至45°，冲砂时笔尖的尖端易损坏或刮碰到井下套管，不适于大斜度井、侧钻井和水平井的冲砂作业。第二种笔尖的结构采用涡轮设计，冲砂时可以在笔尖轴向和径向上对井底的砂进行冲击，冲砂效果较好，但是笔尖加工制作复杂、价格较贵，且在现场应用中采用热污水冲砂时，受修井液杂质影响，旋转装置经常失灵，现场维修较难，目前此类笔尖在现场应用较少。最后一种笔尖目前主要应用在水平井中，它的特别之处在于笔尖前端设计成球型或者橄榄型，该设计有利于在水平井水平段的下入或起出作业，不易损坏井下套管和筛管等，但此种笔尖在水平井反循环冲砂时，排砂能力较差。

2 主要研究内容

结合上述技术难题，研制并设计了一种三向旋流冲砂导锥，特别涉及一种应用于直井、大斜度井、侧钻井和水平井的冲砂导锥，其包括导锥主体，导锥主体呈筒状且具有用于循环过水的内腔，其中，导锥主体的顶端开放并与冲砂管柱连接，导锥主体的底面设有过水底孔，导锥主体的侧壁上开设有过水侧孔组，本实用新型能够满足直井、大斜度井和水平井的冲砂要求，有利于现场管理与生产需求。

2.1 导锥主体

导锥主体设计呈筒状且具有用于循环过水的内腔，其特征在于，导锥主体的顶面开放并与冲砂管柱连接，导锥主体的底面设有过水底孔，导锥主体的侧壁上开设有过水侧孔组，所述过水侧孔组包括向下过水侧和向上过水侧孔，向下过水侧孔的出水方向为斜向下，向上过水侧孔的出水方向为斜向上，向上过水侧孔距所述导锥主体的底面的距离大于所述向下过水侧孔距，导锥主体的底面的距离。

2.2 三向设计

旋流冲砂导锥，其特征在于，过水侧孔组包括对称设置的两个所述向下过水侧孔和对称设置的两个所述向上过水侧孔，两个所述向上过水侧孔间的连线垂直于两个所述向下过水侧孔间的连线。所述的三向旋流冲砂导锥，其特征在于，所述过水侧孔组包括沿周向截面均匀分布的多个所述向下过水侧孔和沿周向截面均匀分布的多个所述向上过水侧孔。三向旋流冲砂导锥，其特征在于，所述向下过水侧孔的出水方向与所述导锥主体的轴线的夹角为45度，所述向上过水侧孔的出水方向与所述导锥主体的轴线的夹角为135度。导锥主体的底部具有呈缩径状的过渡部分，向下过水侧孔设置于所述过渡部分。三向旋流冲砂导锥，其特征在于，所述过渡部分的锥度为1:1.4，所述过渡部分的长度为4cm。向下过水侧孔与所述导锥主体的底面的距离为2cm，所述向上过水侧孔与所述导锥主体的底面的距离为19cm至24cm，过水底孔的直径为24mm，所述向下过水侧孔的直径和所述向上过水侧孔的直径均为10mm。过水底孔设置于所述底面的中心，且所述过水底孔沿所述导锥本体的轴线方向开设。

通过上述的组合设计，完成了三向一体冲砂导锥的整体设计。2015年12月12日，完成加工制作18套。

3 现场应用情况

2015年12月至今，该工具现场试验29井次，达到了预期效果。典型井：锦45-H2C井。

该井属水平侧钻井，油藏类型属于普通稠油。该井属177.8mm套管×127.0mm套管组合完井，127mm悬挂器×844.48m，生产井段1005.3m-1041.2m，人工井底1245m。本周期实施热采注汽工艺。在作业过程中，探冲砂位置至1020.8m。砂柱高度达200m以上，分析为历次冲砂、排砂效果差，在水平段堆积造成的。

2016年2月10 日，下入三向冲砂一体导锥，对该井实施冲砂作业。下入Φ73.02平式管×60根+Φ88.9平式管×56根，进行冲砂作业，作业过程中，采用双泵车循环冲砂，应用正循环冲砂，反循环排砂的技术思路，累计冲砂9h，累计返砂1.9方，顺利冲砂至人工井底×1245m。目前该井已经转下泵生产，目前日产液22方，日产油5.7吨。生产效果显著。