大斜度大井徑漏失井清砂工具研制與應用

杜 勇，滕學偉，姜 濤，隋清國，姜自華

(中石化勝利油田分公司 樁西采油廠，山東 東營 257237)①

大斜度大井徑漏失井清砂工具研制與應用

杜 勇，滕學偉，姜 濤，隋清國，姜自華

(中石化勝利油田分公司 樁西采油廠，山東 東營 257237)①

對于地層漏失的出砂油井，采用常規水基液沖砂會污染地層；氮氣泡沫沖砂成本高；常規抽砂泵在大斜度大井徑油井應用中抽砂無進尺或抽砂不徹底。研制了一種大斜度、大井徑漏失井清砂工具，該工具在常規抽砂泵的基礎上，改進了抽砂泵固定閥、搗砂器阻砂閥結構；優化了抽砂泵、搗砂器尺寸。現場 140口井的應用表明，該清砂工具施工成功率 100%，徹底解決了漏失油井清砂工藝難題，具有良好的應用前景。

地層漏失；抽砂泵；大斜度；大井徑；清砂工具

2007年以來，中石化勝利油田分公司樁西采油廠油井開發的方向主要集中于灘海區域的疏松砂巖油藏，該地域油井主要為定向井、大位移井。由于油藏埋藏較淺，地層膠結比較疏松，生產過程中易出砂，油井出砂導致供液能力下降，油井減產和停產，為了恢復油井正常生產，就需要將井底沉砂清理出井筒。由于油井長期開采和注水井網不完善，地層壓力低，地層漏失嚴重。目前地層漏失的出砂油井，采用常規水基沖砂液沖砂工藝，會導致砂子隨沖砂液再次進入油層，而且沖砂液進入油層會造成油層污染；采用氮氣泡沫沖砂工藝[1-3]，每次沖砂需支付外協單位高額技術服務費，沖砂成本高；采用常規抽砂泵[4-5]抽砂工藝，在?139.7 mm直井應用效果較好，不會造成油層污染，省時省力，但在井斜角大于30°的大斜度井及?177.8 mm大井徑漏失井中使用存在抽砂無進尺或抽砂不徹底的難題，嚴重制約了下一步工藝措施的實施。為此，在常規抽砂泵的基礎上，通過技術改進，研制了一種大斜度、大井徑井清砂工具，解決了漏失油井清砂工藝難題。

1 技術分析

1.1 結構

大斜度大井徑漏失井清砂工具由動力油管、新型抽砂泵、沉砂管、搗砂器組成，如圖1所示。其中，新型抽砂泵主要由出水接頭、固定閥、連接管、泵筒、柱塞等組成；沉砂管長度200～400 m；掏砂器內設有阻砂閥。

1—動力油管；2—出水接頭；3—固定閥；4—連接管；5—泵筒；6—柱塞；7—沉砂管；8—阻砂閥；9—搗砂器。

1.2 工作原理

用修井機將大斜度大井徑漏失井清砂工具下入井內探砂面后，下放管柱加壓20～30 kN，通過搗砂器將砂面搗松；修井機快速上提，抽砂泵上沖程時固定閥關閉，底部搗砂器內阻砂閥打開，井底砂液混合物不斷吸入到沉砂管內，勻速下放管柱至砂面；下沖程時搗砂器內阻砂閥關閉，抽砂泵固定閥打開，砂子懸浮在沉砂管內，攜砂液從抽砂泵口上部的出水接頭進入油套環形空間。重復上下沖程的往復動作，直至將井內沉砂撈出后起出管柱，排出沉砂。

1.3 關鍵技術

1) 改進抽砂泵固定閥(如圖2)。將原普通閥座改進為斜槽型閥座，并加裝檔桿進行限位，解決抽砂泵在大斜度井中應用時閥球不居中，導致抽砂無進尺的問題。

圖2 改進前后固定閥結構

2) 增大抽砂泵泵徑、有效工作長度。抽砂泵泵徑由?70 mm增加到?90 mm；有效工作長度由3.5 m增長到4.1 m。改進后抽砂泵每沖程排液量由13.5 L提升到26.1 L，抽汲力明顯增加。解決了抽砂泵在斜井段抽砂進尺慢的問題。

3) 為解決大井徑井抽砂不徹底的難題，在提高抽砂泵抽汲力的基礎上，對搗砂器進行了2方面改進：一是改進搗砂器內阻砂閥的結構，由原活頁擋板式改進為斜槽型閥座并加裝擋桿進行限位，提高管柱的密封性；二是重新優化搗砂器尺寸，由原?89 mm提高到?120 mm。如圖3所示。

圖3 改進前后阻砂閥結構

1.4 主要技術參數

新型抽砂泵柱塞直徑

90 mm

抽砂泵簡最大外徑

110 mm

抽砂泵沖程

4.1 m

抽砂泵總長

4.8 m

抽砂泵連接螺紋

上端89 mm，下端73 mm

擋砂器直徑

89 mm；120 mm

2 現場應用

2.1 典型井例

2010-03，選取大斜度井樁106-21-X19進行現場抽砂試驗，該井油層套管?139.7 mm，出砂井段最大井斜62.5°。下入抽砂管柱遇阻后加壓20～30 kN，上提下放活動抽砂，由1 448.75 m抽砂至1 475.93 m，起出檢查，砂堵油管11根，抽出地層砂約0.3 m3。實現清砂目的。

2010-04，選取大斜度、大井徑井老163-X17進行現場抽砂試驗，該井油層套管為?177.8 mm，出砂井段最大井斜58.9°。下入抽砂管柱遇阻后加壓20～30 kN，上提下放活動抽砂，由1 927.54 m抽砂至1 969.26 m，起出檢查，砂堵油管30根，抽出地層砂約0.8 m3。成功實現了該井清砂目的。

2.2 應用效果

2010-2015年，在地層漏失的出砂油井采用大斜度大井徑漏失井清砂工具實施抽砂工藝140口井，其中直井34口，大斜度、大井徑井106口，全部一次成功，抽砂成功率100%，事故發生率為0。現場應用結果表明，研制的清砂工具徹底解決了漏失油井清砂工藝難題，具有良好的應用前景。

3 結論

1) 研制了大斜度大井徑漏失井清砂工具，并在現場實施140口井，抽砂成功率100%，解決了漏失油井清砂工藝難題。

2) 該工具操作簡便，撈砂效果好，是一種安全高效、保護儲層、低成本的清砂技術。特別適用于大斜度、大井徑漏失井的清砂處理，具有推廣價值。

[1] 張佩玉，潘國忠，劉健偉，等．低壓油井泡沫沖砂新技術的研究與應用[J].鉆采工藝，2008，31(6)：82-84.

[2] 葉光輝，魯明春，朱濤，等.連續管氮氣泡沫沖砂技術在澀北氣田的應用[J].石油機械，2012，40(11)：70-72.

[3] 張康衛，劉剛，周新華，等.氮氣泡沫流體沖砂技術在大港油田低壓漏失井中的應用[J].石油地質與工程，2015，29(5)：116-118.

[4] 張持坤.負壓撈砂清砂工藝技術及適用性分析[J].石油機械，2008，36(10)：65-66.

[5] 屈艷飛，孫雨，程世偉，等.低壓漏失井撈砂技術研究與應用[J].石油鉆采工藝，2011，33(6)：119-121.

Development and Application of Sand Cleaning Tool in Leaking Wells with High Angle and Big Hole Diameter

DU Yong，TENG Xuewei，JIANG Tao，SUI Qingguo，JIANG Zihua

(Zhuangxi Oil Production Plant，Shengli Oilfield，Sinopec，Dongying 257237，China)

For the sand production well of formation leakage，the sand washing using conventional water the base fluid will pollute the formation，washing sand costs using nitrogen foam is high and there is no pumping sand footage or pumping sand incomplete using conventional sand pump in oil wells with high angle and big hole diameter.Based on the advantages of the conventional sand pump，a kind of sand cleaning tool in leaking wells with high angle and big hole diameter is developed through improving the structure and sand pump fixed valve and ramming sand resistance valve，optimization the size of sand pump and ramming sand.The application in 140 wells in the field shows that the sand cleaning tool with success ratio of 100% solves the problem of sand cleaning process completely in leakage oil well，and has good application prospects and popularized value.

formation leakage；sand pump；high angle；big hole diameter；sand cleaning tool

1001-3482(2016)12-0063-03

2016-06-27

專利項目：實用專利新型“大斜度及大井徑漏失井清砂工具”(ZL201020284137.1)

杜 勇(1970-)，男，四川南充人，高級工程師，博士，主要從事采油工藝研究工作，E-mail：duyong209.slyt@sinopec.com。

TE934.9

B

10.3969/j.issn.1001-3482.2016.12.017