高建忠

摘要：隨著水平井開(kāi)發(fā)方式逐漸成為低滲透油田的主要產(chǎn)能建設(shè)模式，油田中深水平井?dāng)?shù)量迅速增加，作業(yè)施工難度加大。中深水平井沖砂與常規(guī)直井沖砂技術(shù)完全不同，隨著油田水平井開(kāi)發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，技術(shù)人員探索出了適合于中深水平井高效沖砂技術(shù)方法，該技術(shù)對(duì)二開(kāi)固井完井以及三開(kāi)裸眼封隔器懸掛完井等不同井身結(jié)構(gòu)的水平井都能很好適應(yīng)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明水平井高效沖砂技術(shù)與常規(guī)沖砂技術(shù)相比施工效率提高。30-50%對(duì)減少作業(yè)占井時(shí)間、提高水平井生產(chǎn)時(shí)率具有重要意義。

關(guān)鍵詞：低滲透油田；水平井；高效沖砂配套工藝；井身結(jié)構(gòu)；施工效率

隨著水平井開(kāi)發(fā)方式逐漸成為低滲透油田的主要產(chǎn)能建設(shè)模式，油田中深水平井?dāng)?shù)量迅速增加，采用傳統(tǒng)的小修作業(yè)方式占井時(shí)間長(zhǎng)、作業(yè)效率低下，很難適應(yīng)水平井開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需要。隨著油田水平井開(kāi)發(fā)，針對(duì)提高水平井沖砂作業(yè)的施工效率和施工效果，探索出了適合油田中深水平井高效沖砂配套工藝技術(shù)，為今后全面提高水平井小修作業(yè)工藝技術(shù)水平和開(kāi)展水平井大修技術(shù)攻關(guān)都具有借鑒意義。

1水平井沖砂存在問(wèn)題

為突破新井產(chǎn)量關(guān)，油田精選整體部署水平井開(kāi)發(fā)，分別建立致密油藏水平井有效動(dòng)用示范區(qū)、建立低滲透薄層水平井改善開(kāi)發(fā)效果單元。水平井完井投產(chǎn)后，小修作業(yè)特別是沖砂工序的效率不高、效果不好，分析原因主要有以下方面：

1.1地層吐砂現(xiàn)象比較嚴(yán)重

例如：水平井投產(chǎn)后，一部分井由于地層出砂（壓裂砂）比較嚴(yán)重，抽油泵凡爾漏失、濾砂管堵、卡泵等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致頻繁上作業(yè)處理井筒。

1.2井深、水平段長(zhǎng)、井身軌跡差

圖1 水平井實(shí)鉆軌跡圖

A水平井油藏埋深1500一1600，米，水平段長(zhǎng)700米、井深2300一2400米。同時(shí)，由于儲(chǔ)層薄（一般只有2一3米）、砂體變化快，為滿足地質(zhì)砂巖鉆遇率要求井身軌跡頻繁扭動(dòng)、曲率變化很大，這些因素都給起下管柱、沖砂以及其它作業(yè)工序的開(kāi)展增加了很大難度。

1.3油品物性差

水平井油品性質(zhì)粘度高、凝固點(diǎn)高，原油粘度高、凝固點(diǎn)高，原油粘度（50℃）73.4mPa.s～107.7mPa.s，平均為95.3mPa.s，原油凝固點(diǎn)為40℃。高凝高粘的油品性質(zhì)，沖砂管柱在上提下放過(guò)程中時(shí)常遇阻，嚴(yán)重影響了作業(yè)效率和沖砂效果。

1.4井下預(yù)留的工具影響了沖砂效果

水平井采用兩種完井及壓裂投產(chǎn)方式，一種是三開(kāi)井身結(jié)構(gòu)裸眼封隔器滑套懸掛完井，實(shí)施多段壓裂后直接下泵生產(chǎn)另一種是二開(kāi)井身結(jié)構(gòu)51/2”套管固井完井，射孔后下入套內(nèi)分段壓裂管柱，壓裂施工后井下壓裂管柱不撈出直接下泵生產(chǎn)。兩種投產(chǎn)方式都在井下預(yù)留或遺留了一定數(shù)量的井下工具，給后期的沖砂作業(yè)帶來(lái)了較大麻煩。綜上分析，由于示范區(qū)的中深水平井井身軌跡較差、高凝高粘油品性質(zhì)以及特殊的井下技術(shù)狀況，導(dǎo)致水平井沖砂作業(yè)面臨前所未有的困難。例如示范區(qū)初期投產(chǎn)的水平井，采用常規(guī)沖砂工藝施工占井時(shí)間比較長(zhǎng)，一般下沖砂管柱需要一天、沖砂需要一天、起沖砂管柱需要一天，作業(yè)效率極低。

2水平井高效沖砂技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用效果

為提高水平井沖砂效率，減少作業(yè)占井時(shí)間，針對(duì)不同的井下技術(shù)狀況，從沖砂工藝、沖砂方式、沖砂程序和技術(shù)要求方面進(jìn)行了專門研究、改進(jìn)和試驗(yàn)，較好的解決了水平井沖砂相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。

2.1 套管內(nèi)沖砂工藝

從沖砂的水力學(xué)基本公式入手，探索提高沖砂效率的有效方法。在固定排量下沖砂，井底砂粒返到地面的時(shí)間為：

式中：t實(shí)—沖砂時(shí)井底砂粒返到地面時(shí)間，min：H—井深，mQ泵—沖砂時(shí)泵入排量，m3/min；A—沖砂液上返流動(dòng)截面積，m2/min；V降—砂粒在沖砂液中下沉速度，m/min。由公式得知，為加速砂粒上返提高沖砂速度，可以在泵車排量、沖砂液粘度、沖砂液上返通道截面積等方面進(jìn)行改進(jìn)。（1）采用大功率泵車、提高沖砂排量?？紤]將沖砂泵車由型調(diào)整為1000型或兩臺(tái)700型泵車并聯(lián)的方式，這樣沖砂液排量由0.5m3/min提高到了1—1.5m3/min：同時(shí)為加速井底砂粒上返，特別是提高水平段內(nèi)砂粒的運(yùn)移速度，混氣沖砂工藝也具有較大優(yōu)勢(shì)。

2）采用反沖砂方式。反沖砂方式?jīng)_砂液沿油套環(huán)形空間向下流動(dòng)，沖散的井底砂粒沿油管返至地面。反沖砂優(yōu)勢(shì)明顯一方面油管的通道截面積小，砂粒在油管內(nèi)上返速度快另一方面避免了正沖砂時(shí)砂粒在油套環(huán)空上返，容易在造斜段形成砂橋以及在水平段低位處形成砂床，造成沖砂不徹底、上提管柱遇卡等現(xiàn)象。為確保安全，實(shí)際操作過(guò)程中井口安裝FZ18-21半封閘板防噴器，提高環(huán)空耐壓等級(jí)，同時(shí)排出管線采用硬管線連接并錨定。

3）提高沖砂液粘度。沖砂液采用粘度高的介質(zhì)，砂粒在井筒內(nèi)沉降速度就慢，可以有效提高砂粒上返速度和沖砂液的攜砂效率。先期采用現(xiàn)場(chǎng)配置壓裂液基液的方式?jīng)_砂，后期為節(jié)約成本采用臨井壓裂后返排的壓裂液殘液沖砂，也收到了較好效果。

（4）其它配套技術(shù)措施改進(jìn)。一是現(xiàn)場(chǎng)沖砂液必須準(zhǔn)備充足，一般要準(zhǔn)備4倍井筒容積的液量，以保證沖砂施工的連續(xù)性；二是現(xiàn)場(chǎng)配備40m3方箱子兩套，或者采取井場(chǎng)臨時(shí)挖坑鋪防滲布的方式，這樣可以循環(huán)重復(fù)利用沖砂液，達(dá)到了減少?zèng)_砂液浪費(fèi)和節(jié)約成本的目的；三是針對(duì)油稠高凝油品區(qū)塊，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備充足熱水（溫度不低于65℃），在起下管柱過(guò)程中隨時(shí)熱洗解卡，減少施工等停時(shí)間。采取上述措施后，示范區(qū)水平井的沖砂效率得到顯著提升，統(tǒng)計(jì)采取措施后的12口水平井（其中2口井試驗(yàn)了混氣沖砂工藝）平均沖砂占井時(shí)間與采取措施前相比提高了30一50%；而且沖砂效果得到明顯改善，為后續(xù)的通井、打撈、下泵等工序的順利實(shí)施，準(zhǔn)備了很好的井筒條件，提高了整個(gè)作業(yè)過(guò)程的施工成功率和施工效率。

2.2裸眼封隔器滑套懸掛完井方式?jīng)_砂工藝

采用了裸眼封隔器+滑套懸掛完井方式，即7時(shí)技套底部懸掛41/2時(shí)裸眼封隔器滑套完井，井下技術(shù)狀況更加復(fù)雜，對(duì)沖砂提出了特殊技術(shù)要求。一是套管由不同管徑組合而成，通徑不一致，上部7時(shí)技套內(nèi)徑159.42mm，懸掛器內(nèi)通徑只有94mm，而下部的41/2時(shí)油層套管內(nèi)徑97.18mm，要求選擇的沖砂管柱規(guī)格必須滿足要求：二是懸掛器位置井斜一般30～40度，普通沖砂筆尖容易在此遇阻三是水平段由多級(jí)裸眼封隔器+滑套組成，每級(jí)滑套都有滑套球和座，即沖砂管只需而且也只能下至上數(shù)（從懸掛器開(kāi)始）第一級(jí)滑套處。針對(duì)上述情況，沖砂工藝技術(shù)路線確定如下：

1）加工特殊的梨形沖砂筆尖，方便沖砂管進(jìn)出懸掛器；

2）沖砂管柱采用三極管組組合梨：形筆尖+Φ48mm油管油管變絲+Φ73mm油管+油管變絲Φ89mm油管；

3）下部沖砂管接箍的上下臺(tái)肩進(jìn)行45度倒角處理，以避免刮碰懸掛器，造成井下事故；

4）沖砂泵車型號(hào)及排量要求、沖砂方式、沖砂液類型以及相關(guān)配套措施遵從上文所述。

參考文獻(xiàn)：

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