水平井冲砂技术的改进与应用

《水平井冲砂技术的改进与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水平井冲砂技术的改进与应用1概述水平井以油层渗流面积大、产出率高的特点，在油田开发中获得越来越广泛的应用，从2004年开始，水平井、侧钻水平井作为老油区改造的重要措施之一获得了规模应用。锦州采油厂在97年6月就钻成了辽河油田第一口侧钻水平。2001年我厂在锦27块西部成功完钻了锦27-平1井，从此步入了水平井新的应用领域。但是，由于水平井井身结构的特殊性，给油井维修作业带来了一定的困难，尤其是出砂水平井，致使油井停产、利用率低，严重地影响了油田的正常生产。2水平井井身结构及冲砂技术现状2.1水平井井身结构水平井的典型结构如图1所示，

2、从上到下大体上可以分为垂直段、造斜段、稳斜段、水平段四个部分。垂直段的井身结构与普通直井相同，造斜段一般采用将带有伸缩接头和循环接头的小套管用悬挂器支撑在垂直段的套管上，水平段采用裸眼完井后下入防砂管投产。2.2水平井冲砂技术现状①水平井的积砂特点目前锦州油田部分水平井段均为上翘式，油层出砂后，砂子随产液进入井筒，较大颗粒的砂子首先沉降在水平段的低位形成砂床，较小颗粒的砂子随产液进入垂直井段后，由于过流面积增大造成流速下降，使得部分砂粒进一步沉降，在造斜段处形成砂桥。产液携砂造成抽油泵磨损、砂卡，管柱砂卡，砂埋油层，导致油井无法正常

3、生产。②水平井冲砂存在的问题10对比直井和一般的定向井、丛式井，水平井冲砂明显具有复杂性和特殊性。油井积砂后，一般采用水力冲砂的方法将井筒中的沉砂冲散，然后339.7mm水泥返高444.5mm244.5mm215.9mm177.8mm悬挂器位置：技套鞋以上50m图1典型水平井井身结构图将携砂液循环到地面上。用常规水力冲砂技术解决水平井砂害，通常会遇到以下几个难题：一是冲砂管柱下放、上提过程中遇阻，冲砂管柱地面显示交替载荷变化大难以判断井下状况；二是冲完一根管柱停泵接单根过程中，砂上返过程中易在井斜大的部位重新堆积造成砂卡堵的现象10

4、，严重的引起油井大修；三是采用常规冲砂笔尖，冲砂管柱进入水平段后，冲砂液易在流动阻力小的上部形成循环通道，下部的砂床难以清理干净；四是老油区的地层压力普遍较低，水平井的油层裸露面积又大，水力冲砂过程中冲砂液携砂漏入地层，无法将砂子带出井筒，油井投产后漏入地层的砂子随产液重新进入井筒，不但造成反复冲砂，而且冲砂液的漏失会造成储层伤害。③国内外水平井冲砂技术现状国内外水平井冲砂管柱大多选择连续油管、反冲砂方式进行作业，不论冲砂管柱如何移动都能保证冲砂液连续循环，从而达到高效安全的冲砂目的。但是我国使用的连续油管依赖进口，费用高昂，所以租

5、借使用费用较高，而且随着我国各油田水平井的不断投产，目前所持有的连续油管设备不能满足水平井修井工作量的需求，因此十分有必要研发一种实现连续冲砂的可替代修井技术。即达到非连续油管冲砂起下单根过程中冲砂液循环不停的要求，并通过冲砂液的设计、冲洗工具设计及冲砂工艺设计实现比常规连续油管作业更安全有效的冲砂方法。3水平井冲砂工艺技术研究为解决水平井冲砂作业的技术难题，引进、研究、应用了井口连续冲砂工艺、旋转冲砂工具，节箍倒角油管等，开发了水平井正循环连续冲砂工艺技术和双泵反循环冲砂工艺技术。3.1井口连续冲砂工艺的研究对于水平井冲砂，采用正

6、循环连续冲砂工艺技术，主要解决水平井冲砂施工过程中，由于接单根停泵砂子回落造成的砂卡管柱问题。基于正冲砂要求，管柱又能在起下单根时保持冲砂液循环，必须在井口形成双入口循环系统，同时又是满足井控要求的耐压密闭系统。这里利用单流凡尔原理设计了双通道冲砂器和配套的冲砂封井器。103.1.1双通道冲砂器的设计技术要求是冲砂管柱上水龙头提供的泵压能顺利通过，建立循环体系，当连接或卸开单根时，冲砂液也能在井口以下的冲砂管柱中延原方向循环，这就要求双通道冲砂器既能在冲砂管纵向单向流动，又能在冲砂管截面方向单向流动，设计原理如图2、图3所示。图2正

7、常冲砂时的工作状态双通道冲砂器设计为丝扣螺纹连接，按照国内施工惯例，采用公扣指向井内方式，使用时预先连接在油管单根的母扣一侧，然后，整体吊接起来，再上扣下入井内。图3接单根时的工作状态将该装置结于油管上部，进行正冲砂时，水流正常通过，见图2；冲完一根单根后，通过高压换向阀使冲砂液换向，从换向井口的侧孔进入油管内部，进行正洗井，见图3；待接完单根后，再次通过高压换向阀改变冲砂液流向进行正冲砂。重复上述过程，实现不停泵连续冲砂，防止砂卡冲砂管柱事故。103.1.2冲砂封井器（专用自封）的设计该装置的技术要求是，能与同规格的油管、双通道冲

8、砂器及紧密配合，达到井控要求，并形成与环套空间或下面可能使用的各类防喷封井器隔开的压力系统。该封井器的密封耐压压力7MPa，同时通过卡瓦连接的两个250型闸门提供冲砂器侧向工作通道。3.2水平井冲砂工具的设计为了保证水平井冲砂质量，这