防砂作業事故分析與預防對策探究

蓋磊

摘要：繞絲篩管礫石充填防砂屬于機械防砂方法，它是利用選定縫隙尺寸的篩管下入油井，正對出砂油層，然后在篩管周圍填入一定粒度的礫石，形成一個二級攔截體系，這種體系能有效地抑制地層砂運動，而地層流體可以通過滲透性極好的礫石充填層及流通面積極大的篩隙進入油井，使油井既能高產，又能控制油井出砂。繞絲篩管環空充填在作業施工過程中由于受到井筒、管柱、防砂工具、地面環境和人員技術素質等多重因素的影響，施工中經常發生故障。本文結合對充填施工故障的分析處理，同時針對問題的根源，探討相關的預防與處理方法，對于預防事故的發生，降低作業成本，提高油井產量具有十分重要的意義。

關鍵詞：繞絲篩管礫石充填；事故發生率；預防

繞絲篩管礫石充填防砂工藝具防砂強度高、有效期長、適應范圍廣和產能損失相對較小的特點。目前油田繞絲篩管礫石充填防砂從充填工藝上分為：常規礫石充填和高壓一次礫石充填兩類。本文結合對充填施工故障的分析處理，同時針對問題的根源，探討相關的預防與處理方法，對于預防事故的發生，降低作業成本，提高油井產量具有十分重要的意義。

根據近兩年資料統計，施工繞絲管防砂井事故發生率多達8.3%。平均處理時間達11.5天，累計處理費用高達555萬元

一、繞絲管防砂現狀

截止目前油井開井繞絲管防砂井占總開經數的69.8%。小修隊伍年平均施工繞絲管防砂井占總工作量的43.1%。從近五年統計結果看，防砂事故發生率平均達8.3%。按照管柱故障、座封故障、充填故障、丟手故障、其他故障五種基本類型進行統計，結果：

從表看出，管柱故障、座封故障、充填故障是油田繞絲管防砂施工故障發生的主要類型，三者占故障井總數的92.1 %。據事故井的處理情況統計，事故井平均處理時間為11.5天，其中充填事故處理時間17.5天。

二、充填施工故障原因分析

造成繞絲篩管防砂施工故障的原因很多，其間關系錯綜復雜。大多數情況下，是若干因素綜合作用的結果。導致故障發生的因素有其內在的，即與施工質量有關，也有其外在的，即與施工環境有關。因此，對事故產生主要作用的因素也有所不同，起碼從主次關系上講有所區別。下面從幾個方面對繞絲管充填施工常見故障原因進行分析：（1）工作管柱對充填施工的影響。根據資料統計，充填施工管柱試壓30MPa后發生破裂、漏失、掉落的油井多達9.54%，由于油管找漏繁雜而費時，小修隊將油管試壓的壓力調整到25MPa；根據施工標準，座封及打開循環通道的壓力一般在14～22MPa之間，管柱試壓應大于施工壓力的1.2～1.5倍，即24～30MPa。遇到油稠、通道打不開等特殊情況后產生高壓概率較大，施工中無法判別是油管破裂還是通道打開，以致盲目加砂只能等到出口見砂才能做出正確判斷，如果反洗井不及時或水泥車發生故障就會造成事故。（2）座封故障誘發原因分析。近年來充填工具從早期的P1、PT、PC-152充填工具，發展到到較為成熟的WT-150、PFS-150型充填工具，基本滿足防砂配套需要，據統計發生因座封故障導致充填失敗誘發原因集中表現在幾個方面：一是循環池不清潔，導致洗井時將固體雜質帶入井內，造成球座密封不嚴座封失敗或循環通道打不開；二是運送過程不規范，工具在裝卸和搬運過程中發生強烈震動、摔砸等現象，毀壞了工具內部的密封件，座封過程中無法將壓力打到設計壓力而提前釋放，降低了座封效果，同時出現的還有循環通道打不開等問題；三是下井管柱下放速度的影響，繞絲管施工管柱的下放速度應保持在30根/h 左右，但執行過程中出入較大，部分出現野蠻操作的問題，造成充填工具的部件損壞，不但降低了座封效果，同時給后期充填施工埋下隱患；四是水泥車操作的影響：由于部分水泥車司機業務不夠熟練，座封打點時執行標準不到位，有時停車不及時使通道提前打開，造成座封失敗。（3）充填施工故障誘發原因分析。充填施工中事故集中表現在以下方面：一是漏失井環填砂量掌握不準造成事故，油田近年來由于各開發單元措施差異較大，井筒液面差異也較大，注聚單元液面淺，平均液面在200m左右，對于無漏失井，事故率相對較少；熱采注汽單元虧空大，液面深，平均液面700m左右。因此，漏失井的填砂量較難控制，一方面在初始或整個填砂過程出口不返液。再者管線出口連接池子后沒入液面以下較深，阻撓了氣體返出，影響地面觀察。其次對井史了解不細，未能詳細了解先期油層防砂的壓力，填砂量，防砂后的累計生產時間和累計排砂量等。以上因素所導致的結果是盲目加砂，施工過程中對壓力的突然升高準備不足，反洗井不及時，使油管內的砂子無法正常洗出，造成丟不開、起不出卡鉆事故；二是高壓井沖砂口袋深度掌握困難：對于地層壓力較高的井，為防止地層外吐影響防砂管柱下入，沖砂過程中加深較多，充填工具下井過程中將井內液體撐出，地層吐砂使砂面高度失準，給填砂量計算造成困難；三是反洗井時未涮泵，由于反洗井時間緊，涮泵工序往往被忽視，洗井時間掌握不準，頂替液返出后即停泵，忽略了泵內的部分砂子未洗出。另外液壓鉗故障或其他原因丟手不及時，造成丟不開手而卡鉆。其他如進出口管線在同一方向上，砂子在循環池內形成循環等，充填砂洗不干凈沉至工具內，導致丟不開手的事故。

三、預防措施與效果

在對地區充填規律及機理研究的基礎上，對事故井處理及預防上做了許多積極努力的工作。1、強化偏磨井的井史跟蹤，對偏磨井采用油管電磁找漏與試壓相結合的方法，保證施工管柱可靠性，杜絕試壓不合格施工。2、循環池隨沖隨清不留隱患，研制并加裝液體入井過濾器，保證入井液合格。3、建立責任到人的裝卸、搬運、驗收制度，工具下井監督及水泥車連帶責任等制度，完善責任落實。4、對漏失井采取科學計算，靈活施工的辦法。5、高壓井沖砂口袋以10～15m為宜，起下鉆時嚴格控制起下鉆速度，避免抽吸和井液外溢，防砂管柱輕探砂面，深度控制在10m以內，以便為砂量計算提供可靠依據。

參考文獻：

[1]肖建洪，《油田采油工程技術》北京：中國石化出版社，2013.10