三向沖砂一體導錐的研制與試驗

王德偉 賈財華（中油遼河油田錦州采油廠，遼寧 凌海 121209）

錦州采油廠所轄油區屬疏松砂巖油藏，隨著油田開發的不斷深入，地層出砂矛盾日益突出。出砂原因很復雜，任何關鍵因素都可能導致地層出砂，如鉆井、完井、生產和修井等各個環節都可能引起地層出砂。

目前油水井清砂作業，主要有撈砂技術和沖排砂技術兩種工藝，其中撈砂對井況要求較高，大部分側鉆井和套變井無法實施，適用范圍受限。所以作業沖砂技術就顯得尤為重要[1]。

1 沖砂工具現狀

目前，各大油田修井作業用于沖砂的專用筆尖種類較多，而針對井型和井礦的不同，使用上受其限制。目前修井作業中常用的主要有三種：切口式常規筆尖、旋轉沖砂筆尖和水平井專用筆尖（導錐）等。第一種筆尖的結構特點為只有一個循環過水通道，尖端切口角度大約為30°至45°，沖砂時筆尖的尖端易損壞或刮碰到井下套管，不適于大斜度井、側鉆井和水平井的沖砂作業。第二種筆尖的結構采用渦輪設計，沖砂時可以在筆尖軸向和徑向上對井底的砂進行沖擊，沖砂效果較好，但是筆尖加工制作復雜、價格較貴，且在現場應用中采用熱污水沖砂時，受修井液雜質影響，旋轉裝置經常失靈，現場維修較難，目前此類筆尖在現場應用較少。最后一種筆尖目前主要應用在水平井中，它的特別之處在于筆尖前端設計成球型或者橄欖型，該設計有利于在水平井水平段的下入或起出作業，不易損壞井下套管和篩管等，但此種筆尖在水平井反循環沖砂時，排砂能力較差。

2 主要研究內容

結合上述技術難題，研制并設計了一種三向旋流沖砂導錐，特別涉及一種應用于直井、大斜度井、側鉆井和水平井的沖砂導錐，其包括導錐主體，導錐主體呈筒狀且具有用于循環過水的內腔，其中，導錐主體的頂端開放并與沖砂管柱連接，導錐主體的底面設有過水底孔，導錐主體的側壁上開設有過水側孔組，本實用新型能夠滿足直井、大斜度井和水平井的沖砂要求，有利于現場管理與生產需求。

2.1 導錐主體

導錐主體設計呈筒狀且具有用于循環過水的內腔，其特征在于，導錐主體的頂面開放并與沖砂管柱連接，導錐主體的底面設有過水底孔，導錐主體的側壁上開設有過水側孔組，所述過水側孔組包括向下過水側和向上過水側孔，向下過水側孔的出水方向為斜向下，向上過水側孔的出水方向為斜向上，向上過水側孔距所述導錐主體的底面的距離大于所述向下過水側孔距，導錐主體的底面的距離。

2.2 三向設計

旋流沖砂導錐，其特征在于，過水側孔組包括對稱設置的兩個所述向下過水側孔和對稱設置的兩個所述向上過水側孔，兩個所述向上過水側孔間的連線垂直于兩個所述向下過水側孔間的連線。所述的三向旋流沖砂導錐，其特征在于，所述過水側孔組包括沿周向截面均勻分布的多個所述向下過水側孔和沿周向截面均勻分布的多個所述向上過水側孔。三向旋流沖砂導錐，其特征在于，所述向下過水側孔的出水方向與所述導錐主體的軸線的夾角為45度，所述向上過水側孔的出水方向與所述導錐主體的軸線的夾角為135度。導錐主體的底部具有呈縮徑狀的過渡部分，向下過水側孔設置于所述過渡部分。三向旋流沖砂導錐，其特征在于，所述過渡部分的錐度為1:1.4，所述過渡部分的長度為4cm。向下過水側孔與所述導錐主體的底面的距離為2cm，所述向上過水側孔與所述導錐主體的底面的距離為19cm至24cm，過水底孔的直徑為24mm，所述向下過水側孔的直徑和所述向上過水側孔的直徑均為10mm。過水底孔設置于所述底面的中心，且所述過水底孔沿所述導錐本體的軸線方向開設。

通過上述的組合設計，完成了三向一體沖砂導錐的整體設計。2015年12月12日，完成加工制作18套。

3 現場應用情況

2015年12月至今，該工具現場試驗29井次，達到了預期效果。典型井：錦45-H2C井。

該井屬水平側鉆井，油藏類型屬于普通稠油。該井屬177.8mm套管×127.0mm套管組合完井，127mm懸掛器×844.48m，生產井段1005.3m-1041.2m，人工井底1245m。本周期實施熱采注汽工藝。在作業過程中，探沖砂位置至1020.8m。砂柱高度達200m以上，分析為歷次沖砂、排砂效果差，在水平段堆積造成的。

2016年2月10 日，下入三向沖砂一體導錐，對該井實施沖砂作業。下入Φ73.02平式管×60根+Φ88.9平式管×56根，進行沖砂作業，作業過程中，采用雙泵車循環沖砂，應用正循環沖砂，反循環排砂的技術思路，累計沖砂9h，累計返砂1.9方，順利沖砂至人工井底×1245m。目前該井已經轉下泵生產，目前日產液22方，日產油5.7噸。生產效果顯著。

4 結語

（1）三向沖砂一體導錐的研制與試驗成功，為水平井和魚骨刺井的沖砂作業，提供了必要的沖砂工具。

（2）現場試驗證明，對該種三向沖砂導錐技術的改進是可行的，沖砂、排砂試驗達到了預期效果。

（3）下一步將擴大該種工具的應用和推廣工作，保證特殊重點井的沖砂、排砂技術要求。

[1]宋彥武.連續沖砂工藝技術的開發與應用[J].石油機械，2004,32（8）:40-42.