清洁连续冲砂技术研究与应用

【摘  要】随着油田开发进入中后期，油井出砂已经成为比较严重的问题，直接影响油井原油产量，目前主要采用水力冲砂洗井的方式将油井中的积砂冲到地面砂主要采用水力冲砂的方式将井筒中的积砂冲洗到地面。清洁连续冲砂技术改变了传统的倒单根冲砂作业方式，实现了不接弯头水龙带的油管连续下入的冲砂作业，有效避免了常规冲砂作业反复停泵会使已被冲起悬浮在工作液中的泥砂、灰屑回落造成沉砂卡管柱事故，施工安全风险高，拆卸时工作液跑冒经常发生，常常造成井场及环境污染。

【关键词】清洁;连续冲砂;不停泵

引言

随着油田开发进入中后期，油井出砂已经成为比较严重的问题，直接影响油井原油产量，目前主要采用水力冲砂洗井的方式将油井中的积砂冲到地面。然而，常规冲砂技术是将油管下到砂面以上2～5m，开泵进行冲砂作业，每冲下一根油管后都需要循环10～15分钟，停泵，泄压，拆卸油壬弯头及高压水龙带，然后再连接下一油管单根，安装油壬弯头及高压水龙带，开泵，继续进行冲砂作业，如此往复，直至作业至设计深度。主要存在以下问题：反复停泵会使已被冲起悬浮在工作液中的泥砂、灰屑回落，可能将作业管柱埋住，造成沉砂卡管柱事故，施工安全风险高。尤其在侧钻井、大位移水平井作业，卡管柱风险更大;频繁停泵、拆卸油壬弯头及高压水龙带、接单根作业，严重影响了作业效率，而且拆卸时工作液跑冒经常发生，常常造成井场及环境污染。反复拆装作业单根、人工拉动高压水龙带，而且作业单根顶部弯头和高压水龙带偏沉，油管上扣易偏扣，造成现场操作人员操作繁琐、劳动强度大。

目前连续冲砂技术，主要利用井口换向装置实现不停泵作业，但仍需要人工拆装油壬、弯头及高压水龙带，并且井口换向装置常常不密封。因此需要通过连续钻塞、冲砂工艺技术研究，改变传统的作业方式，解决修井钻塞、冲砂作业反复停泵造成卡管、井口污染、劳动强度大及作业效率低等问题。

1.反循环连续冲砂技术

反循环连续冲砂技术是通过自封器封住油管与工艺管环空，堵塞器封住油管内通道，井下换向阀底部胶圈封住工艺管与套管环空，冲砂液从套管四通进入套管后经冲砂笔尖返回到油管，油管与工艺管环空形成压差，井下换向阀上部开关开启，冲砂液沿工艺管环空上返至井口自封器下部三通返出地面，缓慢下放管柱进行冲砂作业，冲完一单根时，油管上端连接第二个井下换向阀，当第一个井下换向阀滑出工艺管时，堵塞器被释放，在井压作用下上行至第二个井下换向阀内腔，封住油管内环空，反复操作直至冲至设计深度，达到连续冲砂的目的。

工艺管柱主要由：油管、自封器、工艺管总成、堵塞器、井下换向阀、油管、笔尖、采油树四通、套管组成。自封器与采油树四通法兰连接，工艺管总成套装在自封器内，靠台肩定位;油管套装在自封器内;井下换向阀上端与油管螺纹连接，井下换向阀下端与油螺纹连接;油管下端与笔尖上端螺纹连接;堵塞器套装在井下换向阀内，靠限位销钉限位;采油树四通与套管螺纹连接。

2.正循环连续冲砂技术

正循环连续冲砂技术是通过自封器封住油管与工艺管环空，井下换向阀底部胶圈封住工艺管与套管环空，冲砂液从井口自封器三通进入工艺管与套管环空，经井下换向阀进入油管内环空向下移动，经过旋流冲砂器将地层砂搅拌并冲起，由套管环空上移，经套管四通返出地面，缓慢下放管柱进行冲砂作业，冲完一单根时，油管上端连接第二个井下换向阀，缓慢下放管住，反复操作直至冲至设计深度，达到连续冲砂的目的。

工艺管柱主要由：油管、自封器、工艺管总成、井下换向阀、油管、笔尖、采油树四通、套管、旋流冲砂器组成。自封器与采油树四通法兰连接，工艺管总成套装在自封器内，靠台肩定位;油管套装在自封器内;井下换向阀上端与油管螺纹连接，井下换向阀下端与油螺纹连接;油管下端与笔尖上端螺纹连接;采油树四通与套管螺纹连接。

3.连续冲砂工艺步骤

3.1工艺管总成安装

将工艺管总成上端悬挂器内螺纹与提升接头连接好，检查工艺管悬挂器胶圈是否完好，将工艺管下入井内，悬挂于井口大四通内，頂紧顶丝，倒扣提出提升接头。

3.2硬探砂面

下入油管+旋流冲砂器，硬探砂面，落实砂面深度，根据砂面深度，准备足够冲砂油管单根，并在每根冲砂油管单根末端连接一个井下换向阀。

3.3组装井口装置

安装自封器与防喷器上法兰螺栓连接，对角上紧，钢圈密封，对连接部位进行试压合格。

3.4连接冲砂管线

在自封器三通连接进口（反循环为出口）管线，采油树四通套管一侧连接出口管线（反循环为进口），进口管线连接水泥泵车，出口管线连接作业罐，另一侧套管阀门关闭，管线试压合格（如图所示）。

3.5循环洗井作业

将连接好井下换向阀的油管下入工艺管总成内，开泵循环洗井（冲砂油管上端不需要连接油壬、活动弯头及水龙带）。

3.6连续冲砂作业

水泥泵车保持循环洗井状态，緩慢加深油管，冲完一根油管单根后，直接连接带井下换向阀的油管，不需要停泵再连接冲砂油管单根，直至冲砂到设计深度后，停止下放油管，洗井干净，停泵。从而完成不停泵、不连接弯头水龙带正循环连续冲砂作业。

3.7提冲砂管柱

提出冲砂油管、井下换向阀及旋流冲砂器，依次卸掉自封器、卸开顶丝，提出工艺管总成，将提出的井下换向阀、堵塞器、工艺管总成及自封器清洁保养。

4.现场应用及结论

清洁连续冲砂技术现场应用23井次，最大冲砂长度245m，累计连续冲砂2817.09m，通过现场应用减少了反复装卸油壬、弯头、水龙带的工作量，避免了因停泵造成砂卡管柱事故的风险，防止了换单根时冲砂液外溢及地面管线冲砂液外流造成的环境污染，实现了安全环保清洁高效生产。

作者简介：袁龙，男，2008年毕业于长江大学过程装备与控制工程专业，长期从事修井作业技术研究和现场技术管理工作。