锦州油区连续冲砂技术发展与改进

贾财华（中油辽河油田锦州采油厂，辽宁 凌海 121209）

锦州油区所辖油区属疏松砂岩油藏，随着油田开发的不断深入，油层出砂矛盾日益突出。油层出砂分为游离砂和骨架砂，出砂原因很复杂，钻井、完井、生产和修井等各个环节都可能引起地层出砂。

目前油井清砂，主要有捞砂和冲砂两种工艺，其中捞砂对井况要求较高，大部分侧钻井和套变井无法实施，适用范围受限。所以作业冲砂技术就显得尤为重要。

1 连续冲砂技术现状

1.1 常规冲砂技术

该技术是采用停泵接单根和敞口池子循环冲砂的作业方式，完成油水井冲砂、除砂作业。它具有技术简单，现场操作性强的优点，但也存在冲砂时频繁接单根，悬砂下沉易卡管柱，频繁拆接水龙带和由壬等，操作人员劳动强度大，并且地面没有砂水分离装置，部分细粉砂继续循环至井内，造成重复冲砂的不足。

1.2 连续冲砂技术

基于常规冲砂技术的不足，尤其是在侧钻井、水平井和吐砂严重的井中成功率较低，2001 年2 月，锦州采油厂开始自主创新研究连续冲砂工艺技术，截止2009年，已经形成三代具有技术代表性的连续冲砂技术，拥有多项自主知识产权，其中发明专利3项，实用新型专利9项，获得科技进步创新奖4项。

1.2.1 地面换向连续冲砂技术-第Ⅰ代

它的设计理念是优先考虑冲砂接单根时不停泵，作业人员通过控制换向闸门，实现地面换向连续冲砂作业。该工艺技术主要包括三大部分：换向自封、换向短接和地面换向阀。

通过系统中三部分的配合使用，完成地面换向不停泵冲砂作业。但经过一年多的现场试验，该工艺技术在应用中存在以下不足：①地面水龙带多，拆、接管线繁琐；②需要专人扳动换向阀，实现地面换向供液，操作复杂。基于以上问题，限制了该项工艺的现场推广，为此我们重新设计了连续冲砂换向方式。

1.2.2 套管内换向连续冲砂技术-第Ⅱ代

2003 年，设计提出了套管内换向连续冲砂技术，实现了在井口自动换向连续冲砂。它的系统组成由双重补偿液压自封、密封换向短接和冲砂衬管组成。

2003 年至2005 年期间，利用第二代连续冲砂技术，实现了：①冲砂过程简单，只有两条管线，不需要任何控制；②冲砂过程中不停泵，有效避免换单根造成的砂卡管事故；③提高了冲砂作业效果，延长油井生产周期。

然而，随着作业施工要求的不断提高，清洁生产越来越重要，而该技术冲砂出口大量油砂与污水处理难度大，进而限制了该项工艺的大范围推广。

1.2.3 密闭连续冲砂除砂技术-第Ⅲ代

2006 年我们攻关研制了第三代连续冲砂工艺技术。它的设计思路是将作业冲砂整体考虑，密闭循环设计。该系统增设了除砂、排砂和收油装置，实现了作业冲砂的密闭供液、循环冲砂和排砂收油一体化。该技术充分利用了旋流除砂和重力沉降除砂原理，实现了在密闭循环条件下的油、水和砂三级分离，保证了连续冲砂和清洁生产的多方面要求。

第Ⅲ代连续冲砂技术的研制成功，是作业冲砂技术的一次重要变革。通过自主研究创新，我厂自2006年至2012年期间，累计连续冲砂601 井次，施工成功率91.27%，最高冲砂砂柱317m，解决了侧钻井和水平井等长井段冲砂施工难度大，冲砂过程中卡管柱和污染严重等问题，提高了施工质量和效率，并在安全生产和清洁生产中起到了积极作用，累计创效6200 多万元。

2 存在问题分析

随着油田开发的不断深入，新型驱替方式如蒸汽驱、化学驱和泡沫驱等逐渐受效，我厂出砂井已经突破1100口，防砂治砂难度逐年加大，第Ⅲ代连续冲砂技术经过近5年的现场推广应用，目前也面临很多技术瓶颈。主要有（1）井口自封易损坏，使用寿命短；（2）冲砂衬管短，丝扣地面连接困难；（3）换向密封易失效，换向成功率低失败。

3 第Ⅲ代连续冲砂技术的改进

基于连续冲砂在现场应用中遇到的技术瓶颈，致使近3 年的使用率不高。针对这一情况，2011 年1 月16 日，采油厂组织召开了作业工、技术员和作业大队领导参加的三级商讨会议，研究连续冲砂技术发展方向，经研究讨论后，在保证主体技术思路不变的条件下，对关键技术进行研究与改进。

3.1 专用无接箍冲砂油管应用

为了降低冲砂时上下活动管柱产生的变径磨阻，冲砂单根设计成无接箍油管。采用高强度N80加厚管材，配套高强度接头，最大滑扣拉力500KN，有利用延长井口自封的使用寿命。

3.2 冲砂衬管的改进

针对第Ⅲ代冲砂衬管地面连接困难，重新设计了衬管长度和扣型。将长度设计为4.5m，每次冲砂接2根衬管，且扣型为梯形扣，这样方便了现场操作人员的安装。

3.3 换向短接的更新

综合考虑第Ⅲ代换向密封短接的功能，我们重新设计了通径式换向短接，该短接只承担换向作用，不在承担密封作用，保证了换向成功率。

3.4 冲砂衬管底部多级密封的研究

该结构的独特设计，保证了冲砂液在冲砂衬管内的正常憋压，实现换向短接的换向，并且可以在底部任意加装多级密封，室内实验表明，二级密封可以一次性满足300m的冲砂要求。

截止目前，以上四大关键技术的研究，申请专利4项，并在现场应用中取得了较好的效果。

4 结语

4.1 基于连续冲砂技术的成功改进，下一步应研究连续冲砂、捞砂一体管柱，实现高漏失井的过油层冲砂捞砂一体化。

4.2 现场试验证明，对第Ⅲ代连续冲砂技术的改进是可行的，试验达到了预期效果。

4.3 第Ⅲ连续冲砂技术的改进与完善，为油井下一步防砂措施的实施提供了良好的基础。

[1]宋彦武.连续冲砂工艺技术的开发与应用[J].石油机械，2004，32（8）：40-42.