潜山深井、水平井高效冲砂技术研究与应用

李智勇

摘要：冲砂作业是恢复潜山油井产能的主要手段之一，针对潜山深井、水平井因完井结构、井眼轨迹等原因冲砂上返困难，易砂卡，冲砂难度大等，研究应用了连续冲砂技术和水利喷射技术，解决了现场冲砂难题，应用良好良好，确保了油井正常生产。

关键词：潜山深井;水平井;冲砂;研究与应用

引言

兴古潜山构造上位于辽河坳陷西部凹陷中南部兴隆台～马圈子潜山构造带上。整体为被三个生油洼陷所包围的基岩潜山，呈典型的“洼中之隆”形态，为新生古储型潜山油藏，由于潜山油藏储层岩性的特殊，地层连通性较差，直井多以压裂投产为主，井筒积存的压裂砂不及时清除将制约油井产能的有效发挥，压裂砂的返排作业也随着压裂井的增多而日益增多，急需配套高效冲砂技术，恢复油井井筒通道，确保油井正常生产。

1 潜山深井、水平井冲砂难点分析

1.1完井结构

潜山特殊完井结构，Φ73mm（节箍Φ105mm）钻杆下不进去，而23/8〞钻杆和Φ73mm油管抗扭能力差，不能满足钻冲砂施工工艺需求。

1.2井眼轨迹

由于征地、钻井施工因素的影响使得潜山大部分井眼轨迹复杂，增斜降斜连续段较多，极大的增加井内摩阻。如马古6-6-12和马古6-10-16井在钻砂时，起下钻过程中负荷变化很大，上提时比正常负荷最多增加20t，下放最多丢负荷16t。摩阻的增加大大的降低了修井设备和工具的工作性能。

1.3压裂压实

在压裂施工中，井底残留的砂粒逐渐被高压压实。井底口袋越大，余留的砂粒越多，砂积厚度越大。

1.4高温胶结

潜山生产油层埋深较深，平均施工深度能达到4680m，地层温度能达到140℃，实施压裂后，放喷后仍会有部分压裂液存留井底，时间较长，压裂液及井底残留泥浆等化学性质不稳定，容易发生变化，一方面产生胶结物于井壁，另一方面与井底砂粒胶结形成“砂壳”。

1.5地面动力

地面动力设备强弱，直接影响井下冲砂的效果。液流上升速度与泵排量、返砂通道截面积有关，满足V液=Q/3600A的关系。从式中可以看出，泵排量越大，通道截面积小，液体流速越高，冲砂效果越好。但是潜山井技套多为7寸套管，部分是9寸套管，通道截面积大，相对液体流速低，砂子上返井口难度大。

同一口井中，在多个因素的共同作用下，砂粒在井底沉积、胶结成形，采用笔尖等常规井下工具冲砂不能有效处理。只能采用钻冲砂方式破开砂壳，但又因为完井结构和井眼轨迹的因素，钻具在井筒内无法有效地进行旋转作业，很难获得进尺。并且因为潜山大套管的原因，砂子难以上返至井口，易砂卡。

2潜山深井、水平井高效冲砂技术

2.1正反连续冲砂一体化技术

该技术是由冲砂时续接冲砂管柱的连续系统和正、反冲砂相互转换的连续系统组成。利用特殊自封井口装置、换向阀及地面三通阀相互协作，实现续接冲砂管柱时，不停泵连续作业。利用正反调控阀组的转换，不需停泵拆装管线可实现正、反冲砂的作业转换。

2.2水利喷射冲砂

受水利喷射压裂工艺启迪，该技术基于水动力学的动量-冲量定律，当高压冲砂液通过冲砂喷嘴时，液流的压头被喷嘴转换为动量，以高速射流射出，冲击固结的砂面，此时，动量在瞬时被转换为冲量，在冲击力作用下固结的砂面被剥蚀、破碎。

（1）热处理方式：局部淬火（前段孔眼处）

（2）主要参数设计：喷嘴当量直径：13mm;喷嘴孔眼数量：4;喷嘴直径：7mm（3孔）、5mm（1孔）;地面泵压力：20MPa;冲砂液流量：1.6m3/min;射流打击力：6115N。

（3）地面动力及配套设备主要包括：水泥车组;罐车;过滤大罐。

3 现场应用情况

潜山深井、水平井高效冲砂技术共计实施22口井，其中：正反连续冲砂一体化技术共实施8口井，完全杜绝了因地面动力不足，漏失，换单根时间长，砂子回落速度快等情况造成卡钻等事故。水利喷射技术已經实施14口井，冲砂成功率100%。

（1）典型井：马古6-6-14C

该井人工井底4548m，第一次上小修作业冲砂至4510m接单根时出现卡钻情况，立即活动解卡成功。后采用连续冲砂技术，成功冲砂至人工井底。

（2）典型井：马古6-6-12井

马古6-6-12井为水利喷射冲砂技术第一次实施，该井之前采用笔尖冲砂、耐高温螺杆钻钻砂、大修磨铣钻砂等多种方法均无法取得效果，后研发应用该技术后以高冲击力成功解决潜山深井、水平井的部分存在砂面固结砂壳难题，冲砂效果好。

4 社会效益分析

（1）绿色环保作业，连续循环冲砂工艺能有效避免接单根作业的井内液体流出井筒污染地面的情况，并且减少冲砂对油层的伤害     （2）减少现场施工工人劳动操作强度，以先进工艺体现企业以人为本的企业文化。

（3）安全系数提高，连续循环冲砂工艺接单根不需停泵，能有效避免砂埋和灌肠等作业事故。

5、结论与认识

通过近两年潜山深井、水平井的冲砂技术研究与现场应用，形成了连续冲砂装置、正反循环快速转换装置、水利喷射喷头等适用于深井、水平井的冲砂工艺技术。这些工艺在克服常规冲砂技术缺陷的同时，更加有针对性的解决了潜山深井、水平井的特有难题，具备很强的推广意义。

参考文献：

[1]王刚.兴隆台古潜山超深井水力喷射冲砂工艺研究与应用[J].中国科技纵横，2013（13）：43-43.

[2]单井华.油田水平井冲砂配套技术的研究与应用[J].内蒙古石油化工，2010（17）：48-483.