水平井清砂解堵一體化技術研究

陳依南

摘要：針對水平井在長期生產中，結垢、細粉砂、殘余泥漿堵塞，造成油流不暢通，產能下降過快，以及現有常規沖砂方式易造成沖砂不凈，目前沒有高效手段進行處理。研究配套了水平井清砂解堵一體化技術。該技術具有具有清砂、解堵等多重功效，為水平井增油上產提供了一種技術支持。

關鍵詞：水平井;清砂解堵;一體化

引言

目前遼河油田有各類水平井近1000口，一些水平井在生產過程中，往往因井下諸多故障或井下事故而沒有有效的手段進行井筒處理，迫使部分水平井減產、減注或停產停注，甚至報廢。如水平段篩管長期過油，原油中的瀝青質或膠質堵塞篩管孔道，篩管的進油量減少，以及結垢、細粉砂、殘余泥漿堵塞，造成油流不暢通，降低了油井產量。另外由于遼河油田許多水平井井段為上翹式，油層出砂后，易在井筒內沉降，形成砂橋，造成抽油泵磨損、砂卡，砂埋油層，導致油井無法正常生產，而現有常規沖砂技術無法完全滿足技術要求，為解決上述問題，研究配套了水平井清砂解堵一體化技術，解決水平井修井難題。

1 問題分析

水平井的井深結構大致可分為：垂直段、造斜段、穩斜段和水平段。套管尺寸基本上是上部是Ф244㎜套管，下部是Ф178㎜套管。水平段一般都在200m以上。目前現有水平井沖砂技術還存在以下局限性：如沖洗液在水平井段及斜井段的攜砂能力低，地層砂易沉降，停泵時很容易在大斜度井段形成砂橋，經常造成沖砂過程中發生砂卡;需沖洗的井段長;地層砂不易被沖，易造成沖砂不凈。面臨以下問題：

（1）水平井垂直井段套管環形空間尺寸大，沖砂液上升速度慢，砂子沉降速度快，容易造成砂卡管柱事故。

（2）地層漏失嚴重，導致沖砂液無法返出地面，砂子從新進入地層，甚至留在井筒內，造成沖砂失敗，

（3）根據水平井沖砂規律可以看出，水平段底部容易殘留部分地層砂，與篩管膠結在一起，沖不動、洗不凈，造成水平井篩管過油面積減小，降低了油井產量。

（4）沖砂液大量漏入油層，對油層造成污染，同時也增加了排水時間，降低了油井產量。

（5）沖砂液溫度過低，尤其是在冬季，使油層造成“冷傷害”，尤其對于稠油井，傷害更為嚴重。使油井產量劇降。

（6）由于水平段篩管長期過油，原油中的瀝青質或膠質堵塞篩管孔道，使篩管的進油量減少，降低了油井產量。

2水平井清砂解堵一體化技術

2.1總體思路

（1）在常規直井井筒清洗技術的基礎上，通過高壓旋轉水射流井壁清洗裝置及井筒清洗液的研制，實現水平井井筒清洗效果的顯著改善。??（2）在常規直井連續沖砂基礎上，通過連續旋轉沖砂裝置、沖砂螺桿鉆、及高效攜砂液研制，實現鉆砂、掃砂、攜砂多重功效，突破水平井沖砂技術瓶頸。（3）配套固砂劑，通過加入固砂劑，實現加固油層流砂和凝固攜砂管砂子作用，進一步提高沖砂效果。

（4）加熱沖砂液：通過地面罐體給沖砂液加溫到地層溫度，防止地層冷傷害。

2.2 主要配套井下工藝管柱

（1）旋流鉆頭：鉆碎水平段篩管底部殘留地層砂或砂柱，并將鉆頭環空液流變換成旋轉狀態，使清洗液與地層砂在旋轉狀態上升。

（2）液壓掃砂器：與篩管產生軟摩擦，將篩管底部殘留地層砂與清洗液一起，以旋轉狀態掃到攜砂管內。

（3）液壓扶正器：開泵時，扶正塊伸出，托起旋流鉆頭、螺桿鉆和攜砂管，使鉆頭居中和攜砂管中心管居中。停泵后，扶正塊縮回。

（4）井下動力裝置-螺桿鉆：在清洗液的沖擊下，帶動鉆頭和掃砂器旋轉。

（5）水平攜砂管：儲存井內的地層砂，并將其帶到地面。

（6）垂直攜砂管：儲存垂直井段井內的地層砂，并將其帶到地面。

2.3?主要配套藥劑

（1）油層清洗液

帶動井下動力裝置，同時完成清洗篩管，起到解堵增產的作用。其主要性能就是能迅速清洗掉篩管上的油污、瀝青質和膠質。同時作為液體動力，帶動鉆砂、掃砂、攜砂機構，完成水平井的清砂和增產目的。油層清洗液母液與水比例0.2%-0.5%，20-50公斤可以配10m³水。使用溫度60-80℃。

（2）固砂劑

加固油層流砂和凝固攜砂管砂子的作用。固砂劑與水比例10%-15%，100公斤-150公斤可以配1 m³水，使用溫度60-80℃。

2.4主要配套地面設施

多功能罐：加溫、清砂、分離油水的作用。

2.5 技術特點

（1）應用簡單的一次性管柱，少量的沖砂液（10?m³以內），完成水平井清砂和增產目的。

（2）將常規水力沖砂方法與機械撈砂方法，創新到半沖砂、攜砂的方法，根本解決了水平井漏失的問題。

（3）改寫沖砂液單純的攜砂功能，通過加入油層清洗液達到了油層解堵增產的目的;通過加入固砂劑，起到了防砂的目的;通過加熱沖砂液：地面罐體給沖砂液加溫到地層溫度，防止地層冷傷害。

（4）具有鉆砂、掃砂、攜砂、解堵等多重功能

①鉆砂：鉆碎水平段底部殘留地層砂或砂柱。

②掃砂：打掃干凈水平段的地層砂。

③攜砂：將打掃的地層砂用攜砂管帶到地面。

④解堵：用油層清洗液沖砂液將篩管和井筒附近的油層清洗干凈，達到增產的目的。

3 結論

（1）水平井清砂解堵一體化技術將常規水力沖砂與機械撈砂相結合，通過采用半沖砂、攜砂方法，從根本上解決水平井沖砂上返困難等問題，是清砂方法的獨創。

（2）水平井清砂解堵一體化技術研究及推廣應用能有效提高油田水平井修井作業水平，改善水平井采油效果，為水平井的增油上產提供技術支持，具有較好的應用前景。

參考文獻

[1] 俞宏偉，姜一超.連續油管沖砂解堵在水平井中的應用[J].科學技術與工程，2011，（32）.

[2] 董其宏，劉艷華.連續油管沖砂技術現場應用[J].內蒙古石油化工，2013，（7）：119-120.