漏失井沖砂工藝管柱設計

針對當前漏失井采用常規沖砂工藝進行沖砂成功率低的問題， 研究設計了漏失井沖砂工藝管柱。該沖砂工藝管柱由上下2個自封式雙皮碗封隔器、油管、空心抽油桿、空心抽油桿筆尖、限位篩管筆尖等組成。在沖砂過程中2個自封式雙皮碗封隔器和油管始終封閉全部油層射孔井段，阻止沖砂液漏失進入地層， 充分利用油、套環空和油管、空心抽油桿之間的環空通道， 使沖砂液攜帶井筒內的砂子返出地面。

目前， 油田常規的沖砂管柱是油管+筆尖， 探到砂面后， 連接地面管線， 泵入沖砂液， 通過加深油管和液體循環把井筒內的沉砂沖出地面， 它對于地層能量較高或壓力虧空小的地層適應性較好。但是， 隨著油田開發的不斷深入， 大量原油被采出，地層能量逐漸下降， 一些得不到有效注水能量補充的地層， 井底壓力遠低于全井液柱造成的壓力， 沖砂時沖砂液大量漏失， 難以建立起液體循環， 致使沖砂時懸浮起來的砂子也隨沖砂液一起漏入地層，不僅容易造成沖砂管柱砂卡事故， 而且返出地面的砂子很少， 甚至不返砂。由于沖砂效果差， 油井開井生產后漏入地層的砂子短期內隨油流又返回井筒，掩埋油層， 導致油井施工作業頻繁， 生產成本上升。

為解決地層漏失問題， 提高沖砂成功率， 一般做法是采取先泵入暫堵劑， 暫時封堵漏失層， 然后再進行沖砂， 由于暫堵劑的使用， 不僅造成作業費用的增加， 而且地層滲透率難以完全恢復， 污染地層， 影響作業后油井產量， 甚至部分漏失特別嚴重井使用大量暫堵劑后在井筒中仍不能完全建立有效的沖砂液循環， 難以將井筒積砂沖出地面。

針對上述問題我們將采用漏失井沖砂工藝管柱，這種管柱能有效地解決上述問題。

技術分析

1.管柱結構

漏失井沖砂工藝管柱結構組成見圖1。

圖1 漏失井沖砂工藝管柱結構示意圖

1—變徑管液流換向接頭； 2—上雙皮碗封隔器；3 —油管； 4—空心抽油桿；

5—下雙皮碗封隔器；6—空心抽油桿筆尖； 7—限位篩管筆尖； 8—套管

該沖砂工藝管柱由變徑管液流換向接頭、上雙皮碗封隔器、油管、空心抽油桿、下雙皮碗封隔器、空心抽油桿筆尖、限位篩管筆尖等組成。圖中箭頭標注的方向為沖砂液、攜砂液流經的路徑和方向。

變徑管液流換向接頭管壁有開孔槽， 以便于沖砂液從上皮碗封隔器上部的油、套管環形空間經開孔槽進入空心抽油桿內部， 兩側軸向上設有2 個上、下連通的環形通道， 2個上、下連通的環形通道與變徑管接頭管壁開孔槽之間不連通， 相互獨立， 其主要作用是液流可在此進行換向。

上雙皮碗封隔器與下雙皮碗封隔器均由皮碗、彈簧鋼絲骨架、皮碗座、短節等組成， 其主要作用是自動封隔油、套管環形空間， 每個自封封隔器采用雙皮碗結構， 其目的是增加保險系數， 增強密封的效果。

限位篩管筆尖中部有扶正限位塊， 其主要作用是阻止空心抽油桿筆尖深度超過限位篩管筆尖深度， 保護空心抽油桿筆尖不受損壞或折斷。限位篩管筆尖上部有孔眼， 不僅便于攜砂液經限位篩管筆尖的孔眼進入下雙皮碗封隔器下部的油管與空心抽油桿環形空間， 該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第528期2013年第47期-----轉載須注名來源而且還有阻擋大顆粒碎膠皮等雜物進入空心抽油桿與油管環形空間的作用。

2. 工作原理

漏失井沖砂工藝管柱是由2個自封式雙皮碗封隔器、油管、空心抽油桿及配套工具組成的管柱。在沖砂過程中， 2個自封式雙皮碗封隔器和油管始終封閉全部油層射孔井段， 阻止沖砂液漏失進入地層， 充分利用油、套環空和油管、空心桿之間的環空通道， 使沖砂液攜帶井筒內的砂子返出地面。由于自封式雙皮碗封隔器膠筒外徑稍大于套管內徑，與油管連接后在封堵漏失層的同時能隨沖砂管柱上下移動而不失封。所以， 從套管泵入沖砂液， 沖砂液只能經油、套管環空→變徑管液流換向接頭管壁開孔槽→空心抽油桿內部→空心抽油桿筆尖→限位篩管筆尖→砂面→攜砂液→限位篩管筆尖孔眼→油管、空心抽油桿環空→變徑管液流換向接頭的2個上下連通的環形通道→上部油管→返出地面。通過不斷加深油管和液體循環把井筒內的沉砂徹底沖洗出地面， 達到漏失井無漏失沖砂的目的。

3.主要技術參數

最大工作壓力：25MPa；沖砂油管直徑：73 mm；空心抽油桿直徑：36 mm；

剛體最大外徑：：114 mm；自封式雙皮碗封隔器碗口最大外徑：125 mm；雙封間隔：任意連接；封隔器坐封方式：自封式。

4.選井條件

所選油井的套管完好無損傷， 無套漏、套變歷史， 井底無落物， 最大井斜角小于30°；

歷次修井作業常規沖砂難以建立沖砂液體循環的嚴重漏失油井。

5.作業要點及關鍵技術分析

提前準備<36 mm空心抽油桿若干根， 數量為油層射孔頂界至人工井底的間距除以7， 并準備不同長度<73 mm油管短節和<36 mm空心抽油桿短節各4～5根。

丈量油管、空心抽油桿及配套工具組配沖砂管柱， 要求上雙皮碗封隔器與下雙皮碗封隔器的油管間距稍大于油層射孔頂界至人工井底的間距， 將限位篩管筆尖與下雙皮碗封隔器（碗口向下） 相連下入井內， 然后按所配油管柱下入相應數量油管及上雙皮碗封隔器（碗口向上） 。組配空心抽油桿+空心抽油桿筆尖， 要求空心抽油桿筆尖的深度必須要位于限位篩管筆尖的限位接箍以下。

從油管內下入空心抽油桿筆尖， 加深下空心抽油桿并用空心抽油桿筆尖探限位篩管筆尖， 調整空心抽油桿長度， 將變徑管液流換向接頭內與空心抽油桿連接， 變徑管液流換向接頭外與油管連接， 完成變徑管液流換向接頭連接， 繼續下油管探砂面后， 連接地面管線。

沖砂管柱要求下井油管用<5915 mm ×800 mm通徑規通過， 螺紋、本體完好， 均勻涂抹螺紋油， <36 mm空心抽油桿膠圈齊全完好， 空心抽油桿桿內暢通， 且螺紋要上緊密封無滲漏。

沖砂液儲罐應干凈無雜物， 水泥車入口要有過濾裝置， 以防大顆粒雜物堵塞空心抽油桿。

沖砂時井口要反沖， 自封膠心要更換新膠心， 井口大螺絲要對角上緊， 井口、游動大鉤、天車要對中， 每完全沖入1根油管后循環洗井時間為20～30 min。

結論

漏失井沖砂工藝管柱在沖砂過程中始終封閉全部油層射孔井段， 沖砂液無漏失， 沖砂徹底， 具有較強的實用性， 有利于油層保護。

利用漏失井沖砂工藝管柱沖砂時， 攜砂液路徑為限位篩管筆尖→空心抽油桿→油管內部，不會造成沖砂管柱被砂卡。

該工藝管柱配套工具易損件少， 可修復多次使用， 投資成本低， 工藝管柱設計合理， 達到了預期目標。

（作者單位：遼河油田公司高升采油廠生產運行科）