作業(yè)反沖砂關鍵技術與施工應用

王全亮

摘要：沖砂是向井內高速注入液體，靠水力作用將井底沉砂沖散，利用液流循環(huán)上返的攜帶能力，將沖散的砂子帶到地面的施工。作業(yè)下沖砂管柱。連接反沖砂管線。在沖砂過程中由于沖砂方式、施工人員操作不當、設備出現(xiàn)故障、地層漏失、沖砂管柱短路等原因造成沖散的砂子不能返出地面，使用正沖砂容易使砂子在油套環(huán)空內沉積卡管柱，而使用反沖砂則不容易卡管柱，可以避免大修事故的發(fā)生。本文研究沖砂作業(yè)技術，包括組合沖砂管柱、連續(xù)沖砂裝置和車載除砂收油設備的系統(tǒng)配套，實現(xiàn)了沖砂管柱減摩、不停泵連續(xù)下管沖砂、地面除砂收油的水平井沖砂配套新工藝技術。

關鍵詞：油套環(huán)空;反沖砂;水力計算;技術要求

沖砂作業(yè)就是從油管或油套環(huán)空中，向井底注入高速流體來沖擊砂堵，同時上返循環(huán)液體可將砂粒攜帶出來，進而達到解決油水井砂堵情況。在沖砂過程中，由于沖砂方式、施工人員操作不當、設備出現(xiàn)故障、地層漏失等原因造成沖散的砂子不能及時返出地面，正沖砂方式的沖擊力較大，更易沖開砂堵，但由于油套環(huán)空橫截面積大，導致液體上返速度比較小，攜砂能力較弱，進而容易發(fā)生卡管事故，而反沖砂管柱下端安裝噴頭，液流返速快，同時解決了水平段沖砂不徹底的弊病。

1探砂面

探砂面是下入管柱實探井內砂面深度的施工。通過實探井內的砂面深度，可以為下步下入的其他管柱提供參考依據，也可以通過實探砂面深度了解地層出砂情況。如果井內砂面過高，掩埋油層或影響下步要下入的其他管柱，就需要沖砂施工。探砂面施工可以用兩種方式來完成，一種是管柱硬探砂面，分為加深原井管柱探砂面和起出原井管柱下入探砂面管柱探砂面兩種方法，另一種是測試車軟探砂面。當油管或下井工具下至距油層上界30m或預計砂面深度以上30m時，下放速度應小于1.2m/min，以懸重下降10～20KN時為探到砂面，復探兩次。2000m以內的井深誤差應小于0.3m，2000m以上的井深誤差應小于0.5m。三次的平均深度為砂面深度。起出探砂管柱后，還要復查丈量油管，進一步確認砂面深度。

2反沖砂

2.1反沖砂

沖砂工作液沿沖砂管與套管環(huán)形空間向下流動，沖擊井底沉砂，沖散的砂子與沖砂工作液混合后，沿沖砂管返至地面。反沖砂的優(yōu)點是攜砂能力強，上返速度快，返砂時間短，不會造成卡管柱;缺點是沖砂液對砂子沖擊力小，不易將砂子沖散。沖砂液：具有一定的粘度，以保證有良好的攜砂性能。具有一定的密度，以便形成適當的液柱壓力，防止井噴和漏失。與油層配伍性好，不損害油層。來源廣，經濟適用。通常采用的沖砂液有油、水、乳化液等。為了防止污染油層，在液中可以加入表面活性劑。一般油井用清水或污水（油田處理水）做沖砂工作液，水井用清水（或鹽水）做沖砂工作液，低壓井用混氣水做沖砂工作液。

2.2反沖砂的水力計算

反沖砂時為使攜砂液將砂子帶到地面，液流在油管內上返速度必須大于最大直徑的砂粒在攜砂液中的下沉速度，推薦速度比大于或等于2。

在固定排量下沖砂，井底砂粒返到地面的時間為：

2.3反沖砂程序及技術要求

下沖砂管柱。當探砂面管柱具備沖砂條件時，可以用探砂面管柱直接沖砂，如探砂面管柱不具備沖砂條件，需下入沖砂管柱沖砂。連接反沖砂管線。套管一側與水泥車用硬管線連接，中間接高壓三通并安裝兩個閘門（其中一個旁通）;水龍帶與土油池之間用一根油管連接，中間接高壓三通并安裝兩個閘門（其中一個旁通），油管均用地錨固定。沖砂。當管柱探到砂面后上提3m，開泵循環(huán)，觀察出口排量正常后緩慢下放管柱沖砂。沖砂時要盡量提高排量，保證把沖起的沉砂帶到地面。沖砂時，應根據泵壓、出口排量合理控制下放速度（1.0m/min;避免下放太快、加壓過大，發(fā)生憋泵現(xiàn)象。換單根前，要大排量（不低于沖砂時的排量）循環(huán)沖洗15min以上。換單根速度要快（時間要求3～5min）;換好后，開泵循環(huán)正常，方可下放。連續(xù)沖下5個單根后，必須循環(huán)洗井一周以上，將井內沖散的沙子全部返出后，方可繼續(xù)施工。沖砂施工中如果發(fā)現(xiàn)地層嚴重漏失，大量出砂或沖不下去等問題，應立即停止施工，將油管上提至原砂面以上30m，保持洗井，分析原因后，再行施工。沖砂結束后，靜候沉砂3h，連探三次管柱懸重下降10～20KN，與人工井底（灰面）或設計深度誤差在0.3～0.5m，為合格。沖砂深度必須達到設計要求。司鉆、井口操作業(yè)人員、泵車各崗位密切配合，根據泵壓、出口排量來控制下放速度。水泥車發(fā)生故障需停泵處理時，應上提管柱至原始砂面10m以上，上下反復活動管柱;修井機發(fā)生故障時，必須保持正常循環(huán)，直至出口液體含砂量小于0.1%，再持續(xù)循環(huán)1h以上，方可停泵。

3反沖砂配套施工

3.1HTSH1-14液壓封井器

主要技術參數及使用范圍：密封最大工作壓力：2000psi（14MPa）;最大承載負荷;0t;活塞最大行程：120mm;液缸最大工作壓力：≤15MPa;鋼件最小通徑：120mm;膠筒通徑：110mm;適用管柱尺寸：31/2〞;適用井口類型：350/600法蘭。

3.2水龍帶

施工過程中，水龍帶最高工作壓力不得超過額定工作壓力的70%，經修復的水龍帶不得超過額定工作壓力的50%。嚴禁水龍帶充當放噴管線使用。使用水龍帶連接進站管線時，水龍帶長度不得超過5米。水龍帶的一端要安裝泄壓裝置，避免在卸水龍帶時壓力無法釋放，造成意外事故的發(fā)生。反沖砂時，水龍帶與土油池之間要用一根油管連接，中間接高壓三通并安裝兩個閘門，油管用地矛固定。冬季施工使用完畢后，要排盡水龍帶內的存水，避免凍傷或結冰堵塞。

3.3水龍頭

水龍頭由固定和轉動兩部分組成。使用時固定部分與提升大鉤相連，懸吊井下管柱，活動部分與方鉆桿相連接并能隨同鉆桿和井下管柱一同轉動。在使用過程中應注意水龍頭的盤根不可上得過緊或過松，水龍頭外殼里應經常保持適量的機油，以保證良好的潤滑和冷卻。

3.4地面管匯

地面管線絲扣涂鉛油并上緊;對地面管匯進行試壓21MPa，10min壓降不大于0.7MPa為合格;閘門開關靈活;出口用120°鋼制鍛造彎頭。估算一下用反沖砂的一年的經濟效益，以一年沖砂90口井，一口井用反沖砂節(jié)約4個小時，水泥車一個臺班2300元計算，一年下來，就是4×90×2300÷8=10（萬元）;每口井節(jié)約的4個小時用于生產原油，按照節(jié)約4小時能夠生產0.5m3原油計算，一年下來，就是0.5×90=45m3，提高了產量;每年因為反沖砂節(jié)約出來的時間，可以多作業(yè)6口井，按照每口三萬元作業(yè)費用計算，每年又可多盈利18萬元;每年因沖砂卡管柱造成大修的井不少于2-3口，每口大修井按照30-40萬元計算，每年節(jié)約作業(yè)費用過百萬元，這樣就避免了事故的發(fā)生，節(jié)約了更多的成本，創(chuàng)造了更大的利潤。

參考文獻：

[1]水平井鉆沖砂工具的研制與應用[J].王國壯，王排營，李淑平.內蒙古石油化工.2016（10）