水平井清砂解堵一体化技术研究

2019-02-12陈依南

科学与技术 2019年2期

陈依南

摘要：针对水平井在长期生产中，结垢、细粉砂、残余泥浆堵塞，造成油流不畅通，产能下降过快，以及现有常规冲砂方式易造成冲砂不净，目前没有高效手段进行处理。研究配套了水平井清砂解堵一体化技术。该技术具有具有清砂、解堵等多重功效，为水平井增油上产提供了一种技术支持。

关键词：水平井;清砂解堵;一体化

引言

目前辽河油田有各类水平井近1000口，一些水平井在生产过程中，往往因井下诸多故障或井下事故而没有有效的手段进行井筒处理，迫使部分水平井减产、减注或停产停注，甚至报废。如水平段筛管长期过油，原油中的沥青质或胶质堵塞筛管孔道，筛管的进油量减少，以及结垢、细粉砂、残余泥浆堵塞，造成油流不畅通，降低了油井产量。另外由于辽河油田许多水平井井段为上翘式，油层出砂后，易在井筒内沉降，形成砂桥，造成抽油泵磨损、砂卡，砂埋油层，导致油井无法正常生产，而现有常规冲砂技术无法完全满足技术要求，为解决上述问题，研究配套了水平井清砂解堵一体化技术，解决水平井修井难题。

1 问题分析

水平井的井深结构大致可分为：垂直段、造斜段、稳斜段和水平段。套管尺寸基本上是上部是Ф244㎜套管，下部是Ф178㎜套管。水平段一般都在200m以上。目前现有水平井冲砂技术还存在以下局限性：如冲洗液在水平井段及斜井段的携砂能力低，地层砂易沉降，停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥，经常造成冲砂过程中发生砂卡;需冲洗的井段长;地层砂不易被冲，易造成冲砂不净。面临以下问题：

（1）水平井垂直井段套管环形空间尺寸大，冲砂液上升速度慢，砂子沉降速度快，容易造成砂卡管柱事故。

（2）地层漏失严重，导致冲砂液无法返出地面，砂子从新进入地层，甚至留在井筒内，造成冲砂失败，

（3）根据水平井冲砂规律可以看出，水平段底部容易残留部分地层砂，与筛管胶结在一起，冲不动、洗不净，造成水平井筛管过油面积减小，降低了油井产量。

（4）冲砂液大量漏入油层，对油层造成污染，同时也增加了排水时间，降低了油井产量。

（5）冲砂液温度过低，尤其是在冬季，使油层造成“冷伤害”，尤其对于稠油井，伤害更为严重。使油井产量剧降。

（6）由于水平段筛管长期过油，原油中的沥青质或胶质堵塞筛管孔道，使筛管的进油量减少，降低了油井产量。

2水平井清砂解堵一体化技术

2.1总体思路

（1）在常规直井井筒清洗技术的基础上，通过高压旋转水射流井壁清洗装置及井筒清洗液的研制，实现水平井井筒清洗效果的显著改善。（2）在常规直井连续冲砂基础上，通过连续旋转冲砂装置、冲砂螺杆钻、及高效携砂液研制，实现钻砂、扫砂、携砂多重功效，突破水平井冲砂技术瓶颈。（3）配套固砂剂，通过加入固砂剂，实现加固油层流砂和凝固携砂管砂子作用，进一步提高冲砂效果。

（4）加热冲砂液：通过地面罐体给冲砂液加温到地层温度，防止地层冷伤害。

2.2 主要配套井下工艺管柱

（1）旋流钻头：钻碎水平段筛管底部残留地层砂或砂柱，并将钻头环空液流变换成旋转状态，使清洗液與地层砂在旋转状态上升。

（2）液压扫砂器：与筛管产生软摩擦，将筛管底部残留地层砂与清洗液一起，以旋转状态扫到携砂管内。

（3）液压扶正器：开泵时，扶正块伸出，托起旋流钻头、螺杆钻和携砂管，使钻头居中和携砂管中心管居中。停泵后，扶正块缩回。

（4）井下动力装置-螺杆钻：在清洗液的冲击下，带动钻头和扫砂器旋转。

（5）水平携砂管：储存井内的地层砂，并将其带到地面。

（6）垂直携砂管：储存垂直井段井内的地层砂，并将其带到地面。

2.3 主要配套药剂

（1）油层清洗液

带动井下动力装置，同时完成清洗筛管，起到解堵增产的作用。其主要性能就是能迅速清洗掉筛管上的油污、沥青质和胶质。同时作为液体动力，带动钻砂、扫砂、携砂机构，完成水平井的清砂和增产目的。油层清洗液母液与水比例0.2%-0.5%，20-50公斤可以配10m³水。使用温度60-80℃。

（2）固砂剂