修井作业冲、捞砂工艺技术探讨

摘 要：稠油井在开采过程中容易造成油层出砂，直接影响工艺技术和开发方案的实施。油层出砂的危害主要有：掩埋油层影响产量、磨损破坏井下工具甚至造成事故、增加作业工作量、地层坍塌降低油井生产寿命等，因此要采取合理清砂措施，作者在总结多年的工作经验基础上对冲砂、捞砂技术进行分析整合，以解决油井清砂问题。

关键词：清砂；冲砂；捞砂

油层出砂后，如果井内的液流不能将全部地层砂带出地面，就会使井内砂粒沉积增加，堵塞出油通道或者砂埋油层，本文根据不同井的出砂原因以及地质情况采取不同的清砂措施。

1 常规正反冲砂

1.1 技术原理

利用动力设备向井内打入具有一定黏度的高速流体，靠水力作用将井底砂冲散，并利用液流循环上返的携带能力将砂子沿冲砂管与套管环形空间返至地面。按循环方式分为正冲、反冲、正反循环冲洗三种方式。冲砂时为使携砂液将砂子带到地面，液流在井内上返速度必须大于最大直径的颗粒在携砂液中的下沉速度，推荐速度比大于或等于2。

1.2 正冲

冲砂液经油管泵入，在冲砂管末端经笔尖以较高的速度冲击砂面，被冲散的砂子在冲砂液的携带下从环行空间返至地面。正冲砂的特点是冲击力大，缺点是冲砂液上返的速度比在冲管内的小，携砂能力差，大颗粒砂不容易带出来，沉砂快，容易造成砂卡事故，适用于小套管稀油井冲砂。

1.3 反冲

冲砂液经油管与套管环行空间泵入，被冲散的砂子在冲砂液的携带下从油管返至地面。反冲砂的特点是携砂力强，缺点是冲砂液的冲击力小，不容易解除较严重的砂堵，适用于大套管砂堵不严重的井。

1.4 正反循环冲洗

是结合正反沖砂的优点而采取的一种冲砂方式。先利用正冲的方式冲散砂堵，使其成悬浮状态，然后迅速改为反冲方式，将冲散的砂子从油管内冲出，为了提高冲砂效果，可以安装地面管汇，快速改变冲砂方式。技术优点是冲砂彻底，不容易发生事故，更适合大套管冲砂作业。

2 负压冲砂

2.1 工艺原理

泡沫液由气泡剂和稳定剂及水组成。施工时用氮气车和水泥车同时将气体和泡沫液打入油管内形成混气比80%左右的均匀泡沫。泡沫在运动中不断地破灭与再生，处于动平衡状况。由于泡沫黏度大，故携砂能力极强，泡沫的携砂能力是水的 10倍之多。

2.2 技术优点

该技术管柱可以解决各类套变井、漏失井冲砂难题，可以缩短排水期两天以上。混气比在30-90%之间较好，泡沫黏度在0.8mPa.s左右，所选用泡沫液的泡性良好，携砂能力强是清水的10倍，可以悬起平均直径2.5mm的大砂粒。可以减少回压，避免漏失，能将井筒内砂全部携出地面，并能排出部分地层浮砂。负压冲砂时井底附近将产生高速液流冲击孔道和孔眼，部分地清除堵塞物，能起到解堵作用，因而可以增产。

3 套变井冲砂

辽河油田稠油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。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。该项冲砂技术具有下列优点：对套管变形井冲砂管柱可顺利通过，不会发生脱扣、折断、弯曲等事故。

4 捞砂

虽然利用高速液体冲砂是最简便易行的方法，但也存在局限性，一是成本高；二是当油井漏失时大量的冲砂液进入地层会造成油层伤害，漏失严重的无法建立起循环，井筒内的沉砂被冲砂液带到地层中，生产时又回到井内，造成冲砂失败。从保护油层的角度出发设计两种捞砂泵—抽吸法捞砂、重力自旋钝击法捞砂。

4.1 抽吸法捞砂

抽吸法捞砂又抽砂泵和底阀两部分组成，施工前先下底阀，阀上接一定长度的油管，长度按井下沉砂深度折算成油管长度，上部接抽砂泵，抽砂泵上根据需要接油管或钢丝绳。当底阀接触砂面后反复上提抽砂泵，液体搅动砂粒被吸进沉砂管内，完成捞砂过程。适用于井内有一定液面的稀油井、井内无死油的稠油井。

4.2 重力自旋钻进捞砂

重力自旋钻进捞砂是针对目前稠油油田井下有死油，冲砂及抽吸捞砂方法难以解决的问题而研制的新型捞砂工具。其技术原理是：工具由旋进器和环行钻具两部分组成，施工前先下环行钻具，上接一定长度的油管，长度按井下沉砂深度折算成油管长度，上部接旋进器，上接油管。当环行鉆具接触砂面后通过作业机反复上提抽砂泵，环行沟槽控制钻具旋转，沉砂管进入沉砂内，完成捞砂过程。该技术适用于井内有死油存在的稠油井捞砂。

5 结论及认识

根据油井所处开发层位及近地带岩石分布情况，应该正确合理选用哪一种清砂方式或者是组合式清砂方式，无论选用哪种冲、捞砂方式，必须坚持保护油层，恢复油井产能，延长油井生产寿命为原则，否则不仅会影响清砂效果，甚至会影响生产。

作者简介：

刘英军（1979- ），男，2006年毕业于大庆石油学院石油工程专业，辽河油田公司曙光采油厂作业三大队，助理工程师。