水平井冲砂技术的难点和措施

2016-12-30王亮

环球市场信息导报 2016年17期

◎王亮

水平井冲砂技术的难点和措施

◎王亮

水平井冲砂技术的难点，一般情况下会受冲砂管柱结构、完井方式、冲砂施工参数冲砂液的工作性能等因素的影响。本文重点分析油田在水平井冲砂施工过程中遇到的问题和技术障碍，根据生产中取得的经验加以改进。

由于欢喜岭油田开发生产的部分区域储层和油藏地质特性，为了更好地提升采收率，在技术上所采取的水平井、侧钻井、定向斜井等数量不断增加。由于水平井相对于传统的生产模式来说，泄油渗透面积更大的同时，能够保证采收量的增加，所以欢喜岭油田原油产量一直在高位运行，很大程度上得益于水平井，也是实现少井高产提高采收率。

在水平井的生产过程中，为了保证正常生产需要，水平井的防砂、清砂工作非常重要，这是解除生产层堵塞和排液量大问题的关键。因此，做好水平井出砂井的冲砂治理，非常重要。由于水平井井眼轨迹的特殊性，对于水平井冲砂施工来讲，冲砂技术与常规井作业施工相比要求更高，施工风险和操作难度都高于常规井。

水平井冲砂难点及采取对策

水平井自身具有特殊的井身轨迹和出砂特点。与普通井的冲砂不同，更容易形成长井段“砂床”，特别是对于携带砂粒有上返趋向，以及井斜角大于60°以上井段，更容易发生滑脱，在冲砂的流程设计过程中，更要根据原因制定出更科学合理的工艺措施，保障冲砂过程的顺利。

冲砂难点

在水平井段，即使修井液的携砂能力足够强大，但总会有部分地层砂留在井壁低边，摩擦面积和扭矩增大的砂屑床使水平井的地下情况变得更复杂。由于井内管柱贴近井壁低边，管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的双重作用，在施工过程中，卡钻的可能性大大增加，给施工带来了不小的难度。在施工过程中，钻具常常沿井眼低边移动，随井斜角钻具轴线偏离井眼曲线的程度不断增大，修井液环空流速偏差很大，井眼低边的流速低，携砂能力被动受此影响出现下降，造成卡钻的机率大大增加。

工艺措施

在水平井中，环隙流速应该大于冲洗颗粒沉降速度的10倍，才能维持颗粒沿液体流动方向运动。我们可以分析出来，只有当流动液体的拖曳力抵消砂粒本身的重力时，冲砂液才能把颗粒有效地携带成功，通过斜井段进入直井段被带至地面。

对于水平井的冲砂工艺，除了采用连续油管在小直径防砂管（或小套管）内正冲砂外，反循环冲砂得到了普遍采用。这种冲砂工艺能够有效地提高油管内上返携带速度，能够成功地避免卡钻事故的发生。

关于泵车排量即上返速度的计算，按K=V1/V2式中：K---液流速度与固相颗粒沉降速度之比，V1---液体流速 m3/ min，V2---固相颗粒沉降速度 m3/min

当K＞2时才能携带Q= V1（d02-d12）/7.85×107，Q---泵车排量 m3/min，V1---液体流速m3/min，d0---套管内径mm ，d1---冲砂油管（或连续油管）外径 mm

关于井漏失问题的解决。当上返液的速度达不到或者不能足够携带和悬浮颗粒，就会产生漏失问题。我们针对漏失问题，可以重点采取泡沫流体的方式来解决。通过降低密度，减少液柱对地层的回压，降低漏失。同时，泡沫能够暂堵地层，也可以防止入井液漏失。固相颗粒要克服气泡与液相之间的摩擦力，携带和悬浮能力要比液体强很多。

现场技术要求

严格选择不同的冲砂管柱结构，主要依据是井身结构和井眼轨迹；对该井测取全井吸收量做好记录；选择对接管柱或冲砂时进入60°井斜角后至人工井底的有效长度准备；冲下后要采取2-3次上提、下放方式，避免管柱划眼刮洗砂床以防砂堵或砂卡管柱；混合液必须进入直井段进行垂直悬浮后再接单根，反洗液量必须大于从井底到直井段油管内容积的2倍以上；对于漏失井有必要使用氮气车组、连续油管装置、泡沫发生器、暂堵设备等施工前现场做好布置，以便合理布局，科学安全施工；对接头下至离悬挂器顶部1.5m时先反洗井冲洗悬挂器顶部接头后，根据设计中提供的悬挂器深度，下放管柱加压2.0-4.0kN，稳压15min压降小于0.5Mpa为对接合格，座井口，准备连续油管冲砂；按连续油管冲砂操作规程缓慢下放连续油管进入水平井段冲砂，冲砂过程中严密观察出口返液情况，发现异常应立即上提连续油管至对接头以上直井段内；控制冲砂过程中的下放速度，一般情况下加压不大于50KN。

冲砂工艺改进。在近几年的施工中，遇到了很多硬探砂面，虽然砂柱不高，均为十几米，但却出现了反冲砂后油管遇卡。经我们分析认为，硬探砂面冲砂时只按最终硬探的深度冲砂，待冲到井底后，上面的一部分砂子已冲起，但按下部少量砂柱计算，洗井液量已满足工序要求，地面循环泵压正常，故此停泵后在上提2-3根油管后，此时的上提力量消耗在斜井段的摩擦力上，水平拉力损失很大。螺旋导流刮削短节，能够有效的使工具与砂床相互接触，靠上提、下放反循环液流短时间改变方向，进而提高了清砂和携砂能力。

关于现场漏失问题的处理解决。对于悬挂筛管、开窗侧钻斜井、悬挂防砂管完井的水平井等生产段较长的井，采用（泡沫+清水）进行冲砂，利用泡沫流体的低密度、低液柱压力，减少漏失，其流动速度变大，压力降低，从而使泡沫直径变大，减少冲砂液的漏失。对于漏失量大于350L/ min的作业井，可以采用两台700型泵车提高进口排量，要求排量不低于700L/ min，能够有效地提高悬浮携砂能力，更好地完成冲砂工序。