二浅谈水力冲砂洗井工艺技术及应用定

1、冲砂洗井工艺及应用效果探讨,大路沟作业区 2017.03,前 言 随着油藏的持续开发，油井出砂、井筒腐蚀及结垢等问题日益严重，生产过程中油井出砂、铁锈及垢片落入井底，造成井筒变差，导致卡泵、漏失井增多，严重影响修井频次及采油时率。 本文结合大路沟作业区油井出砂、井筒脏等问题，实施了冲砂洗井，并总结了治理效果，提出了下步治理建议。,汇报内容,实施背景,一,冲砂洗井工艺特点,二,选井依据及现场应用,三,取得的认识及下步建议,四,一、出砂井数逐年增加,随着油田开采程度的逐渐加深，出砂现象越来越严重，出砂油井不断增加，目前已经严重影响正常生产，并且在出砂油井数量、出砂程度两个方面均呈现上升趋势，冲砂洗

2、井是保障出砂油井正常生产的重要举措。,近三年出砂井数对比图,二、高含水井井筒状况复杂,大路沟作业区开井254口, 其中含水在50%以下32口、50%-60%的有26口、60%-70%的有18口、70%以上的有178口；腐蚀严重井72口、结垢严重井34口；从以上数据可以看出，高含水井占有较大的比例。,不同原油含水所占的油井数,70%,腐蚀、结垢严重井所占比例,三、井筒环境变差,高含水油井存在井筒腐蚀、结垢问题，在长期开发过程中会有大量垢片、铁锈等介质落入井底，造成井筒环境变差。,路35-15泄油器油泥堵实,路25-70球座、泄油器油泥堵实,路34-37泵卡死,路33-37泵筒被垢堵实,四、结垢导

3、致的卡泵、固漏井呈上升趋势,2016年维护性作业同比下降，但泵故障持续上升，由2014年3559井次，垢卡由2939井次；井筒结垢日益严重是导致固定凡尔漏失、垢卡的主要原因，其中结垢导致固定凡尔漏失井占泵故障井70%，需加强治理。,近三年泵故障作业情况对比,近三年垢卡作业情况对比,汇报内容,实施背景,一,冲砂洗井工艺特点,二,选井依据及现场应用,三,取得的认识及下步建议,四,一、冲砂洗井工艺技术原理,1、冲砂的原理：用泵车向井内泵入高速流动的液体将井内的砂子冲散，并利用液体循环上返的携带能力，将冲散的砂子带到地面的工艺方法。 2、探砂面：用冲砂管柱探砂面，遇阻后，负荷下降20-30KN，连续探

4、3次，深度一致，确定砂面位置，通过砂面位置计算出可能的砂柱高度。,3、冲砂方式的选择：1）正冲砂：冲砂工作液从油管进入，沿冲砂管向下流动，在流出冲砂管口时以较高的流速冲散井底沉砂，冲散的砂子与冲砂工作液混合后，沿冲砂管与套管环形空间返至地面。 2）反冲砂：冲砂液由套管和冲砂管的环形空间进入，冲起并携带泥砂沿冲砂管上返到地面。,3）正反冲砂：就是用正冲的方式冲散砂堵，使其呈悬浮状态。然后，快速改为反冲，将泥砂带到地面。这样，就可以提高冲砂效率。正反冲砂时，必须在地面安装总机关，以便使倒换冲砂流程方便、迅速。,冲砂流程示意图,冲砂方式优缺点对比,4、洗井水力计算： 为保证将井底脏物带出地面的水力条

5、件是： Vt2Vd-(1) 式中Vt为洗井液返回地面上升速度，Vd为井底脏物在静止洗井液中的自由下沉速度，由地面试验测得。 由（1）式得，保证脏物返回地面最小速度：Vmin=2Vd-(2) 洗井时所需的最低流量：Qmin=AFVmin - (3) 式中AF洗井液上返过流面积。 在洗井管柱尺寸一定情况下，上返过流面积为0.017m2，井底脏物返回地面最小速度0.4m/s;由（3）可计算地面泵最小流量Qmin为25m3/h。 脏物从井底上升地面所需时间： t=H/(Vt- Vd)- (4)式中H为冲洗深度。我们选1200m洗井深度，可计算出脏物从井底上升地面所需时间48min；,5、冲砂液选择：冲

6、砂液是施工的主要工作介质，对它的要求是： 1）有一定的粘度，以保证良好的冲砂和携砂能力； 2）有一定的密度来压井，防止冲砂过程中发生井喷； 3）与油层配伍性好，不损害油层，性能稳定； 4）来源广，价格便宜。 能做冲砂液的液体有钻井液、原油或成品油、水、乳化液、气化液等，最常用的是清水、活性水和无机盐水。,6、活性剂选择：表面活性剂溶于水易形成泡沫溶液，由于泡沫是气液分散系统, 密度低, 重量小, 压力非常小, 且泡沫有一定的粘滞性, 可连续流动,对水、油、砂粒有携带作用，目前使用的长庆化工生产的8068活性剂。,7、施工工艺步骤 ： 1）将冲砂斜尖接在下井第一根油管底部，下入井内。下油管5根后

7、，在井口装好自封封井器。 2）当冲砂斜尖下至距油层上界30米时，下放速度应小于1.2m/min，以悬重下降1020KN时为遇砂面，连探三次，连探三次的平均深度为砂面深度。 3）将单流阀接在井口油管上。 4）将冲砂弯头及水龙带连接在欲下井油管第一根上，并吊起与井内油管连接好。 5）接好冲砂施工管线后，循环洗井，观察水泥车压力表及排量变化情况，返出正常后缓慢加深管柱，同时用水泥车向井内泵入冲砂液。如有进尺则以0.5m/min的速度缓慢均匀加深管柱。,6）当一根油管冲完后，为了防止在接单根时砂子下沉造成卡管柱，要循环洗井15min以上，同时把由壬和活动弯头用管钳上在欲下井的油管单根上。水泥车停泵后，

8、接好单根，开泵继续循环加深冲砂。 7）按上述要求重复接单根冲砂，连续加深5根油管后，必须循环洗井一周以上。 8）冲砂至人工井底或设计要求深度后，要充分循环洗井，替入净液为井筒容积的1.21.5倍，当出口含砂量小于0.2时，停泵4小时以上探砂面，砂面上升不超过井深的0.2%。上起冲砂管柱，结束冲砂作业。 9）起出洗井管柱，下泵生产。,油层,注冲砂液,下洗井管柱探砂面,油层,人工井底,悬浮物运移,汇报内容,实施背景,一,冲砂洗井工艺特点,二,选井依据及现场应用,三,取得的认识及下步建议,四,一、冲砂洗井现场运用-针对不同井况所采用的冲砂洗井方式：,（1）严重漏失井，使用正冲砂洗井方式，我们采用泵车

9、低排量将砂子冲到油层中，冲砂完成后，等4小时复探砂面，防止砂子回落。 （2）出砂严重井，砂埋油层及射孔段井，使用反冲砂洗井方式，大排量将油、套环形空间内的砂子带出。 （3）腐蚀、结垢井，使用正反冲砂洗井方式，正冲砂开盖，反冲砂带出井筒内赃物，最后井筒内注水缓蚀剂、阻垢剂延缓套管腐蚀及结垢，延长油井免修期。 （4）压裂井施工后要反冲砂洗井方式将井内的压裂砂冲出，由于压裂砂比重大。沉降速度快，在冲砂洗井时要使用大排量洗井将井内压裂砂全部冲出。,2016年冲砂洗井35井次，有效33井次，取得的效果：、延长了油井免修期，平均检泵周期由152d246d，、高频上修井年检泵频次由2.2次/年1.4次/年，

10、、产降井恢复产能3口，日产油2.1t3.4t/d，累计增油384t。,二、冲砂洗井取得的效果,冲砂洗井效果对比,单井日产油 (t),综合含水 (%),日增油 (t),1.2,1.4,79.6,78.2,0.2,全年增油 (t),检泵周期 (d),384,152,4.7,4.9,单井日产液 (t),246,2.2,1.4,检泵频次 (次/年),（1）典型井分析/产降井,路34-20井2016年6月日产液由10.61m38.66m3,日产油4.42t3.58t，含水42.4%42.6%，实施检泵。 2016年6月检泵时，斜尖探砂面至1474.68米遇阻，上射孔段1477-1482米，人工井底152

11、6.8米，油井出砂，掩埋射孔段，实施冲砂洗井。,路34-20单井生产曲线,大路沟三区路34-20井产量下降井,2016.6月冲砂洗井,典型井功图对比,路34-20冲砂洗井前后功图变化,正常功图,洗井前功图,洗后生产功图,10,40,30,20,载荷（KN),1,3,2,0,1,3,2,1,3,2,位移（m),路34-20洗井排量变化曲线,路34-20洗井压力变化曲线,洗井参数：临井地层压力9.39MPa，洗井时压力控制3MPa ,用水泥车向井内大排量供水，排量30m3/h，并控制套管闸门，观察出口水质变化，以保证冲洗效果。,效果：2016年6月冲砂洗井后，、产量恢复正常，日常液8.66m311

12、.25m3,日产油3.58t4.26t。、2017年2月杆断检泵探砂面至人工井底，洗井效果较好。,大路沟三区路38-19产量下降井,路38-19井日产液18.55m3，日产油2.39t，含水83.8%，通过数字化功图监控，功图显示有砂卡，实施检泵。 2016年4月检泵时，活塞内泥砂较多，球座内油泥多，斜尖探砂面至1548.2米遇阻，上射孔段1559-1563米，人工井底1619.5米，油井出砂，掩埋射孔段，实施斜尖冲砂洗井。,正常生产功图,砂卡功图,冲砂洗井后功图,洗井参数：地层压力保持水平区域（100-120%），原始地层压力8.49MPa，洗井时压力控制3.5MPa ,用水泥车向井内大排量

13、供水，排量30m3/h，并控制套管闸门，观察出口水质变化，以保证冲洗效果。,路38-19洗井排量变化曲线,路38-19洗井压力变化曲线,效果：2016年4月冲砂洗井后，日产油1.97t2.60t，日增油0.63t，累计增油116.2t。,盘古梁东区路102-110井固漏检泵频繁,（2）典型井分析/固漏井,路102-110井日产液4.34m3，日产油2.16t，含水41.5%，该井结垢严重，导致固漏、卡泵频繁，2015年固漏检泵2次、卡泵检泵1次。2015年8月实施冲砂洗井，检泵周期由41天153天。 2016年2月检泵时，活塞内泥砂较多，球座内油泥多，结垢严重，斜尖探砂面至1848.2米遇阻，

14、通井至1788.5米遇阻，射孔段1847-1852米，人工井底1944.55米，实施磨钻冲砂洗井。,2015-2016年上修原因统计表,路102-110洗井排量变化曲线,路102-110洗井压力变化曲线,洗井参数：临井地层压力11.15MPa，洗井时压力控制4MPa ,用水泥车向井内大排量供水，排量30m3/h，并控制套管闸门，观察出口水质变化，以保证冲洗效果。,效果：、2015年8月实施冲砂洗井后，检泵周期由41天153天，、2016年2月磨钻冲砂洗井，检泵周期已达360天，截止目前未检泵，洗井效果较好。,大路沟四区路14-41井固漏检泵频繁,路14-41井日产液4.94m3，日产油0.29

15、t，含水93.3%，该井结垢严重，导致固漏频繁，2016年固漏检泵3次，2016年4月实施冲砂洗井，2016年9月固漏检泵，历史检泵周期150天左右。 2016年11月检泵时，泵筒内泥砂堵实，活塞内泥砂多,泵上第一根油管泥砂、垢堵实，通井至1286米遇阻，射孔段1314-1318米，人工井底1366米，实施磨钻冲砂洗井。,2016年上修原因统计表,典型井功图对比,路14-41冲砂洗井前后功图变化,洗井前固漏功图,洗井后功图,正常生产功图,10,40,30,20,载荷（KN),1,3,2,0,1,3,2,1,3,2,位移（m),洗井参数：临井地层压力6.18MPa，洗井时压力控制3MPa ,用水

16、泥车向井内大排量供水，排量30m3/h，并控制套管闸门，观察出口水质变化，以保证冲洗效果。,路14-41洗井排量变化曲线,路14-41洗井压力变化曲线,效果：2016年11月实施磨钻冲砂洗井后，完井时尾管添加125L阻垢剂，加药量5L15L。截止目前未上修，效果待进一步观察。,（3）典型井分析/卡泵井,大路沟三区路35-35井卡泵检泵频繁,路35-35井日产液8.02m3，日产油1.05t，含水84.9%，2012年11月投产井，该井结垢严重，导致卡泵频繁，2016年卡泵检泵2次，固漏检泵1次，2016年10月实施磨钻冲砂洗井。 2016年10月检泵时，球座内泥砂、垢渣堵实，通井至1367米遇

17、阻，射孔段1482-1486米，人工井底1514米，实施磨钻冲砂洗井。,2016年上修原因统计表,典型井功图对比,路35-35冲砂洗井前后功图变化,路35-35洗井排量变化曲线,路35-35洗井压力变化曲线,洗井参数：临井地层压力7.90MPa，洗井时压力控制3MPa ,用水泥车向井内大排量供水，排量30m3/h，并控制套管闸门，观察出口水质变化，以保证冲洗效果。,效果：2016年10月磨钻冲砂洗井后，2016年11月活动解卡一次，截止目前未检泵。,大路沟四区于63-68井卡泵检泵频繁,于63-68井日产液4.21m3，日产油0.96t，含水73.9%，该井结垢严重，导致卡泵频繁，2016年卡

18、泵检泵4次，2016年11月实施磨钻冲砂洗井。 2016年11月检泵时，球座、泵筒内垢较多，通井至1372米遇阻，射孔段1375-1377米，人工井底1407米，实施磨钻冲砂洗井。,2016年上修原因统计表,于63-68洗井排量变化曲线,于63-68洗井压力变化曲线,洗井参数：地层压力10.08MPa，洗井时压力控制3.5MPa ,用水泥车向井内大排量供水，排量30m3/h，并控制套管闸门，观察出口水质变化，以保证冲洗效果。,效果：2016年11月磨钻冲砂洗井后，截止目前未上修。,同时，频繁作业以及井筒加药造成套管内壁黏附许多附着物，容易落井引起井筒环境变差。从液面测量波形中反应出液面波形不平

19、整、杂波多，说明油井井筒较脏，该类油井在我区共有52口，占总油井数的20%。举例验证如下：,于63-68井示功图对比,于63-68井液面测量曲线对比,2016年11月上旬功图解释：垢卡严重,2016年12月上旬功图解释：正常,于63-68冲砂洗井前后功图变化,汇报内容,实施背景,一,冲砂洗井工艺特点,二,选井依据及现场应用,三,取得的认识及下步建议,四,1,2,3,频繁作业井，井筒腐蚀、结垢严重，井筒加药造成套管内壁黏附许多附着物，容易落井引起井筒环境变差，上修过程中加强管理，避免杂物落井，正常生产过程中，特别低洼井场延长套管头，防雨季泥沙进入套管，此类井井筒较脏，冲砂洗井困难，有时不能完全洗出井底脏物。,出砂严重，砂埋射孔段油井，跟踪好油井资料录取（单量、含水、液面变化），加强油井工况监控，及时发现实施冲砂洗井，确保油井