稠油套變漏失井沖砂技術研究

李艷輝

（遼河石油勘探局曙光工程技術處，盤錦124109）

1 概述

遼河油田稠油分布廣泛，儲量巨大，采用蒸汽吞吐的開采方式。由于注汽頻繁、出砂、汽竄、超覆等現象，導致套管變形、損壞嚴重，對曙光礦區超稠油井套管損壞情況進行的統計表明，套管損壞井已經超過50%以上。其它稠油區塊，套變井的比例也非常大。這些井每年都需要進行幾個輪次的作業，對出砂嚴重井必須進行沖砂作業，采用常規沖砂工藝難以有好的效果，經常會出現管柱下不去、折斷、彎曲甚至卡管柱等事故，因而一些井甚至不敢進行沖砂作業；在一些沒有套管變形井由于地層嚴重漏失，大量的沖砂液進入地層，并且井筒內的地層砂又隨沖砂液進入地層，造成沖砂失敗，也增加采油排液時間，影響產量。針對這種問題，遼河石油勘探局曙光工程技術處開發了一種適合套管變形井沖砂作業的新工藝—柔性管負壓沖砂技術，該技術通過采用特殊加工的接頭將短油管連接在沖砂管柱底部，在進入變形井段后沖砂管柱可隨套管變形情況而變化，并可旋轉，防止油管脫扣；同時結合泡沫負壓沖砂技術通過降低懸砂液柱密度，增加沖砂液黏度，提高攜砂能力，減輕沖砂液在地層中漏失量，起到保護油層的目的。

2 工藝原理

2.1 柔性沖砂管柱的設計原理 針對稠油注汽井套管變形、損壞情況的統計分析，稠油井由于頻繁注汽使得射孔井段套管發生嚴重變形，因此將油管接箍設計成球頭懸掛結構；管柱強度滿足井下工具標準，外徑尺寸不變。

2.2 混氣泡沫負壓沖砂原理

2.2.1 混氣泡沫液組成 泡沫液由氣泡劑0.55ABS（烷基苯磺酸鈉）和穩定劑0.2%Na2CO3及水組成。

2.2.2 泡沫特性 ①泡沫黏度大，懸砂能力強。泡沫黏度比泡沫液黏度大的多。上述泡沫液黏度為1.057mPa·s（清水黏度為 1.0mPa·s），而泡沫的黏度則高達 800mPa·s。②降低井液密度，產生負壓。泡沫密度較小，可在井筒內產生低于地層壓力的靜液柱壓力，避免漏失。泡沫用于沖砂含有較強的攜砂性，同時，遇水敏地層不會產生粘土膨脹問題。

2.2.3 各部位壓力及有關參數計算：

套管環空各深度壓力：

套管返出口泡沫密度：

泡沫比靜水柱減少的壓力：

泡沫各深度混氣比：

泡沫各深度混氣密度：

負壓沖砂負壓值：

式中：Pi——不同深度的泡沫壓力，MPa；P0——泡沫在套管返出口的壓力，MPa；P1——施工地區大氣壓，MPa；P水——油井靜水柱壓力，MPa；Q1——水泥車液體排量，L/min；Q2——壓風機氣體排量，L/min；N0——泡沫在返出口的混氣比；

V氣、V水——泡沫中氣體及液體所占的體積，L；Ni——泡沫在不同深度的混氣比；h——油井深度，m；γ水、γ液——水及泡沫液的密度，等于1g/cm3；γ0——泡沫在返出口的密度，g/cm3；γi——泡沫在不同深度的密度，g/cm3。

3 選井條件

一般稠稀油套管完好井、變形井、出砂特別嚴重井；地層漏失嚴重井；套管縮徑大于110mm以上井；對套管斷錯井應慎用。

4 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

5 施工方法

①將特殊的沖砂管柱70～100mm接在油管最下部，下至砂面以上，井口裝好防噴器，連接地面管匯；②配制泡沫液；③施工時用混氣泡沫液沖砂至井底并循環干凈；④壓風機氣舉至無液返出為止；⑤停壓風機后氣體返出管線自然泄放；⑥繼續混氣沖干凈；⑦停水泥車，壓風機繼續運行，進行氣舉至無液返出為止。

圖1

6 施工注意事項

柔性沖砂管柱長度根據井內砂柱高度而定，下至砂面以上3～5m為好，根據砂面高度準備充足泡沫液，沖砂過程中遇阻加壓不可超過30kN，每沖進一根油管上提管柱一次再接單根；施工中和沖完砂后不宜猛放壓，返出口管線用硬管線且固定好；一般水泥車用一擋，漏失嚴重井可提高排量，井深又漏失嚴重井采用兩段分別舉升法，沖砂時根據地層結構控制負壓值，一般在0.2～0.5MPa為好。

7 現場應用情況

以遼河油田杜84－48－146井稠油井沖砂施工為例。

該井人工井底872.0米，油補距為4.13米，生產井段為669.0～687.5米，油層厚度為18.5米。實探砂面深度654.0米，設計沖砂井段675.5～717.0米，JRB封隔器深度為649.0米。作業施工中在685.5米處撈砂無進尺，改為下沖砂管柱沖砂，井嚴重漏失，打熱水20方仍不返液。采用稠油套變漏失井沖砂技術，通過降低懸砂液柱密度，增加沖砂液黏度，提高攜砂能力，減輕沖砂液在地層中漏失量，又起到保護油層的目的，非常順利地沖到設計位置。

8 結論

①該技術管柱可以解決各類套變井、漏失井沖砂難題，可以縮短排水期兩天以上。

②混氣比在30～90%之間較好，泡沫黏度在0.8MPa·s左右，所選用泡沫液的泡性良好，攜砂能力強是清水的10倍，可以懸起平均直徑2.5mm的大砂粒。

③可以減少回壓，避免漏失，能將井筒內砂全部攜出地面，并能排出部分地層浮砂。

④沖砂時井底附近產生高速液流沖擊孔道和孔眼，部分清除堵塞物，能起到解堵作用，因而可以增產。

[1]周全興.鉆采工具手冊[M].科學出版社,2000.

[2]吳奇.井下作業工程師手冊[M].石油工業出版社,2002(9).

[3]張萬義.負壓沖砂工藝[J].石油鉆采工藝,1990(01).