潛山深井、水平井高效沖砂技術研究與應用

李智勇

摘要：沖砂作業是恢復潛山油井產能的主要手段之一，針對潛山深井、水平井因完井結構、井眼軌跡等原因沖砂上返困難，易砂卡，沖砂難度大等，研究應用了連續沖砂技術和水利噴射技術，解決了現場沖砂難題，應用良好良好，確保了油井正常生產。

關鍵詞：潛山深井;水平井;沖砂;研究與應用

引言

興古潛山構造上位于遼河坳陷西部凹陷中南部興隆臺～馬圈子潛山構造帶上。整體為被三個生油洼陷所包圍的基巖潛山，呈典型的“洼中之隆”形態，為新生古儲型潛山油藏，由于潛山油藏儲層巖性的特殊，地層連通性較差，直井多以壓裂投產為主，井筒積存的壓裂砂不及時清除將制約油井產能的有效發揮，壓裂砂的返排作業也隨著壓裂井的增多而日益增多，急需配套高效沖砂技術，恢復油井井筒通道，確保油井正常生產。

1 潛山深井、水平井沖砂難點分析

1.1完井結構

潛山特殊完井結構，Φ73mm（節箍Φ105mm）鉆桿下不進去，而23/8〞鉆桿和Φ73mm油管抗扭能力差，不能滿足鉆沖砂施工工藝需求。

1.2井眼軌跡

由于征地、鉆井施工因素的影響使得潛山大部分井眼軌跡復雜，增斜降斜連續段較多，極大的增加井內摩阻。如馬古6-6-12和馬古6-10-16井在鉆砂時，起下鉆過程中負荷變化很大，上提時比正常負荷最多增加20t，下放最多丟負荷16t。摩阻的增加大大的降低了修井設備和工具的工作性能。

1.3壓裂壓實

在壓裂施工中，井底殘留的砂粒逐漸被高壓壓實。井底口袋越大，余留的砂粒越多，砂積厚度越大。

1.4高溫膠結

潛山生產油層埋深較深，平均施工深度能達到4680m，地層溫度能達到140℃，實施壓裂后，放噴后仍會有部分壓裂液存留井底，時間較長，壓裂液及井底殘留泥漿等化學性質不穩定，容易發生變化，一方面產生膠結物于井壁，另一方面與井底砂粒膠結形成“砂殼”。

1.5地面動力

地面動力設備強弱，直接影響井下沖砂的效果。液流上升速度與泵排量、返砂通道截面積有關，滿足V液=Q/3600A的關系。從式中可以看出，泵排量越大，通道截面積小，液體流速越高，沖砂效果越好。但是潛山井技套多為7寸套管，部分是9寸套管，通道截面積大，相對液體流速低，砂子上返井口難度大。

同一口井中，在多個因素的共同作用下，砂粒在井底沉積、膠結成形，采用筆尖等常規井下工具沖砂不能有效處理。只能采用鉆沖砂方式破開砂殼，但又因為完井結構和井眼軌跡的因素，鉆具在井筒內無法有效地進行旋轉作業，很難獲得進尺。并且因為潛山大套管的原因，砂子難以上返至井口，易砂卡。

2潛山深井、水平井高效沖砂技術

2.1正反連續沖砂一體化技術

該技術是由沖砂時續接沖砂管柱的連續系統和正、反沖砂相互轉換的連續系統組成。利用特殊自封井口裝置、換向閥及地面三通閥相互協作，實現續接沖砂管柱時，不停泵連續作業。利用正反調控閥組的轉換，不需停泵拆裝管線可實現正、反沖砂的作業轉換。

2.2水利噴射沖砂

受水利噴射壓裂工藝啟迪，該技術基于水動力學的動量-沖量定律，當高壓沖砂液通過沖砂噴嘴時，液流的壓頭被噴嘴轉換為動量，以高速射流射出，沖擊固結的砂面，此時，動量在瞬時被轉換為沖量，在沖擊力作用下固結的砂面被剝蝕、破碎。

（1）熱處理方式：局部淬火（前段孔眼處）

（2）主要參數設計：噴嘴當量直徑：13mm;噴嘴孔眼數量：4;噴嘴直徑：7mm（3孔）、5mm（1孔）;地面泵壓力：20MPa;沖砂液流量：1.6m3/min;射流打擊力：6115N。

（3）地面動力及配套設備主要包括：水泥車組;罐車;過濾大罐。

3 現場應用情況

潛山深井、水平井高效沖砂技術共計實施22口井，其中：正反連續沖砂一體化技術共實施8口井，完全杜絕了因地面動力不足，漏失，換單根時間長，砂子回落速度快等情況造成卡鉆等事故。水利噴射技術已經實施14口井，沖砂成功率100%。

（1）典型井：馬古6-6-14C

該井人工井底4548m，第一次上小修作業沖砂至4510m接單根時出現卡鉆情況，立即活動解卡成功。后采用連續沖砂技術，成功沖砂至人工井底。

（2）典型井：馬古6-6-12井

馬古6-6-12井為水利噴射沖砂技術第一次實施，該井之前采用筆尖沖砂、耐高溫螺桿鉆鉆砂、大修磨銑鉆砂等多種方法均無法取得效果，后研發應用該技術后以高沖擊力成功解決潛山深井、水平井的部分存在砂面固結砂殼難題，沖砂效果好。

4 社會效益分析

（1）綠色環保作業，連續循環沖砂工藝能有效避免接單根作業的井內液體流出井筒污染地面的情況，并且減少沖砂對油層的傷害? ? ?（2）減少現場施工工人勞動操作強度，以先進工藝體現企業以人為本的企業文化。

（3）安全系數提高，連續循環沖砂工藝接單根不需停泵，能有效避免砂埋和灌腸等作業事故。

5、結論與認識

通過近兩年潛山深井、水平井的沖砂技術研究與現場應用，形成了連續沖砂裝置、正反循環快速轉換裝置、水利噴射噴頭等適用于深井、水平井的沖砂工藝技術。這些工藝在克服常規沖砂技術缺陷的同時，更加有針對性的解決了潛山深井、水平井的特有難題，具備很強的推廣意義。

參考文獻：

[1]王剛.興隆臺古潛山超深井水力噴射沖砂工藝研究與應用[J].中國科技縱橫，2013（13）：43-43.

[2]單井華.油田水平井沖砂配套技術的研究與應用[J].內蒙古石油化工，2010（17）：48-483.