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井下水力冲砂作业技术探讨


作者:刘晟
【摘要】油井出砂严重影响出油产量,生产中需要通过冲砂的方式将油井内的油砂从井内冲出,通过对井下水力冲砂的共同技术探讨加强对冲砂的了解。
【关键词】水力冲砂;正冲砂;操作规程;安全提示
一、 冲砂的概念
冲砂就是用高速流动的液体将井底的砂子冲散,并利用循环上返的液流将冲散的砂子带至地面的工艺流程。
二、 冲砂的目的
油井出砂后,如果井内的液流不能将出砂全部带至地面,井内砂子逐渐沉积,砂柱增高,堵塞出油通道,增加流动阻力,使油井减产甚至停产,同时会损失井下设备造成井下砂卡事故。冲砂的目的在于解除砂堵,恢复油井正常生产。
三、 冲砂的种类
冲砂通常采取水力冲砂和机械捞砂两种方法,机械捞砂一般应用于压力较低的油井,目前我们应用较广的是水力冲砂,水力冲砂又分为正冲砂、反冲砂、旋转冲砂和汽化水冲砂等方式。
冲砂前的准备工作
1. 探砂面:用冲砂管柱探砂面,遇阻后,负荷下降20-30KN,连续探3次,深度一致,确定砂面位置,通过砂面位置,通过砂面位置计算出可能的砂柱高度。
2. 选择冲砂的方式
3. 正冲砂:冲砂液从冲砂管内进入,携带沉砂从冲砂管与套管环形空间返至地面的冲砂方式,正冲砂对井底冲击力大,回压小,能解除砂桥,但不易携带赃物。
a) 反冲砂:冲砂液从套管与冲砂管的环形空间进入,携带沉砂由冲砂管内上返至地面的冲砂方式,反冲砂对井底的冲击力小,回压大,但易携带赃物,反洗砂子快。
b) 正反冲砂:先用正冲砂的方式冲散沉砂,使其呈悬浮状态,随即改用反冲砂,将砂粒携带到地面的方式。
3. 冲砂液:对于冲砂液要求有一定的粘度,一定的相对密度,配伍性好,在实际操作中通常使用的是热污水。
4. 工具准备:
a) 冲砂笔尖:普通笔尖、包尖笔尖、水平井专用笔尖
b) 冲砂池子
c) 水泥车和罐车
d) 其他工具:由壬2套,90deg;活动弯头,水龙带,大锤,600管钳1把,900管钳2把,冲砂自封
5. 对现场岗位人员进行施工前讲解,岗位分工明确,操作熟练迅速。
四、 冲砂操作规程
1. 冲砂笔尖连接在下井第一根油管底部,用液压钳上紧。继续下油管至砂面以上10-20m时,缓慢加深油管探砂面,当负荷下降20-30KN时,表明遇到砂面,连续探3次,深度一致,核实砂面位置。实探砂面后,在井口装好自封封井器。
2. 提出末根油管后,接好冲砂施工管线、水龙带,循环洗井,观察水泥车压力表及排量变化情况,正常后缓慢加深管柱。如有进尺则以0.5m/min的速度缓慢均匀加深管柱。如反复活动冲洗无进尺且不憋压,则及时起出管柱,制定下步措施。
3. 一根油管冲完后,为了防止在接单根时砂子下沉造成卡管柱,要循环洗井15分钟以上,连续冲砂5个单根以上,要洗井一周。在此过程中,操作手要不断上下活动管柱,认真观察进出口排量及液性是否一致。冲砂施工按照上述要求重复接单根冲砂,直到人工井底或设计冲砂深度。
4. 冲砂过程中,如泵车发生故障需停泵处理时候,应上提管柱至原始砂面30m以上,并反复活动管柱。
5. 冲砂施工中,发现底层严重漏失,冲砂液不能返出地面时,可采用增粘剂,暂堵剂,大排量联泵冲砂,气化液冲砂等方式,管柱上加单流阀。
6. 冲砂只人工井底或是设计要求深度后,要充分循环洗井,当出口含砂量小于0.2%时,视为冲砂合格。上提冲砂管柱,结束冲砂作业。
7. 上提管柱至油层顶部30m以上,停泵沉降4小时后复探砂面,记录深度。
8. 冲砂上提单根或下放过程中要有专人理顺水龙带,防止水龙带刮井口或打扭。
五、 冲砂实战方案
在实际操作中,针对不同井况所采用的冲砂方式也不尽相同:
1. 在齐40区域和齐108区域施工时,由于这些区块的井大多数都是严重漏失井,所以在冲砂中,我们采用泵车低档排量将砂子冲到油层中,冲砂完成后要等候4小时回探,防止砂子回落。
2. 水平井冲砂我们采用的是反冲砂方式,利用反冲砂装置实现水平井冲砂。
3. 在稀油油井中,若砂埋油层,在冲开油层时要时刻关注出口排量变化,若排量突然变化,要采取合理措施。
4. 压裂井施工后要将井内的压裂砂冲出,由于压裂砂比重大,沉降速度快,在冲砂洗井时要使用大排量洗井将井内压裂砂全部冲出。
5. 对于大套管(大于phi;177.8mm)冲砂,采用2台泵车的联泵冲砂,由于油套环形空间大,如果泵车排量不够,无法将环空中的砂子带出。
六、 冲砂失败(事故)的主要原因与对策
主要原因:
1. 循环洗井不彻底,接换单根时间长,砂粒下沉形成砂桥或埋住管柱
2. 泵车排量小,不能将砂粒完全带出。
3. 冲开油层后地层漏失严重,油层以上的砂子在油套环形空间回落,形成砂桥卡住冲砂管柱。
4. 当泵车发生故障或冲砂遇到特殊情况时候,操作手未按照要求连续活动管柱,砂粒沉降落实卡死管柱。
5. 为减少工序,在冲砂管柱上装有通径规等
6. 在冲砂遇阻时,操作手下放管柱负荷过大,造成砂堵管柱或遇套变卡住管柱。
七、 冲砂施工中的HSE风险与消减措施
安全风险:
1. 接换单根时候,水龙带、弯头坠落伤人;
2. 压力过高,水龙带断裂舞动伤人;
3. 出口食用水龙带或是使用硬管线未固定,出口压力大时管线甩动伤人;
消减措施:
1. 冲砂时水龙带必须栓好保险绳,循环管线不刺不漏;
2. 水龙带完好,泵压不超过水龙带安全压力;
3. 出口必须使用硬管线,管线不得有硬弯,应固定好;
4. 解卡时候必须将磁性吊卡销子绑好安全绳,防止解卡弹出。