水平井清砂解堵一体化技术研究

陈依南

摘要：针对水平井在长期生产中，结垢、细粉砂、残余泥浆堵塞，造成油流不畅通，产能下降过快，以及现有常规冲砂方式易造成冲砂不净，目前没有高效手段进行处理。研究配套了水平井清砂解堵一体化技术。该技术具有具有清砂、解堵等多重功效，为水平井增油上产提供了一种技术支持。

关键词：水平井;清砂解堵;一体化

引言

目前辽河油田有各类水平井近1000口，一些水平井在生产过程中，往往因井下诸多故障或井下事故而没有有效的手段进行井筒处理，迫使部分水平井减产、减注或停产停注，甚至报废。如水平段筛管长期过油，原油中的沥青质或胶质堵塞筛管孔道，筛管的进油量减少，以及结垢、细粉砂、残余泥浆堵塞，造成油流不畅通，降低了油井产量。另外由于辽河油田许多水平井井段为上翘式，油层出砂后，易在井筒内沉降，形成砂桥，造成抽油泵磨损、砂卡，砂埋油层，导致油井无法正常生产，而现有常规冲砂技术无法完全满足技术要求，为解决上述问题，研究配套了水平井清砂解堵一体化技术，解决水平井修井难题。

1 问题分析

水平井的井深结构大致可分为：垂直段、造斜段、稳斜段和水平段。套管尺寸基本上是上部是Ф244㎜套管，下部是Ф178㎜套管。水平段一般都在200m以上。目前现有水平井冲砂技术还存在以下局限性：如冲洗液在水平井段及斜井段的携砂能力低，地层砂易沉降，停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥，经常造成冲砂过程中发生砂卡;需冲洗的井段长;地层砂不易被冲，易造成冲砂不净。面临以下问题：

（1）水平井垂直井段套管环形空间尺寸大，冲砂液上升速度慢，砂子沉降速度快，容易造成砂卡管柱事故。

（2）地层漏失严重，导致冲砂液无法返出地面，砂子从新进入地层，甚至留在井筒内，造成冲砂失败，

（3）根据水平井冲砂规律可以看出，水平段底部容易残留部分地层砂，与筛管胶结在一起，冲不动、洗不净，造成水平井筛管过油面积减小，降低了油井产量。

（4）冲砂液大量漏入油层，对油层造成污染，同时也增加了排水时间，降低了油井产量。

（5）冲砂液温度过低，尤其是在冬季，使油层造成“冷伤害”，尤其对于稠油井，伤害更为严重。使油井产量剧降。

（6）由于水平段筛管长期过油，原油中的沥青质或胶质堵塞筛管孔道，使筛管的进油量减少，降低了油井产量。

2水平井清砂解堵一体化技术

2.1总体思路

（1）在常规直井井筒清洗技术的基础上，通过高压旋转水射流井壁清洗装置及井筒清洗液的研制，实现水平井井筒清洗效果的显著改善。  （2）在常规直井连续冲砂基础上，通过连续旋转冲砂装置、冲砂螺杆钻、及高效携砂液研制，实现钻砂、扫砂、携砂多重功效，突破水平井冲砂技术瓶颈。（3）配套固砂剂，通过加入固砂剂，实现加固油层流砂和凝固携砂管砂子作用，进一步提高冲砂效果。

（4）加热冲砂液：通过地面罐体给冲砂液加温到地层温度，防止地层冷伤害。

2.2 主要配套井下工艺管柱

（1）旋流钻头：钻碎水平段筛管底部残留地层砂或砂柱，并将钻头环空液流变换成旋转状态，使清洗液與地层砂在旋转状态上升。

（2）液压扫砂器：与筛管产生软摩擦，将筛管底部残留地层砂与清洗液一起，以旋转状态扫到携砂管内。

（3）液压扶正器：开泵时，扶正块伸出，托起旋流钻头、螺杆钻和携砂管，使钻头居中和携砂管中心管居中。停泵后，扶正块缩回。

（4）井下动力装置-螺杆钻：在清洗液的冲击下，带动钻头和扫砂器旋转。

（5）水平携砂管：储存井内的地层砂，并将其带到地面。

（6）垂直携砂管：储存垂直井段井内的地层砂，并将其带到地面。

2.3 主要配套药剂

（1）油层清洗液

带动井下动力装置，同时完成清洗筛管，起到解堵增产的作用。其主要性能就是能迅速清洗掉筛管上的油污、沥青质和胶质。同时作为液体动力，带动钻砂、扫砂、携砂机构，完成水平井的清砂和增产目的。油层清洗液母液与水比例0.2%-0.5%，20-50公斤可以配10m³水。使用温度60-80℃。

（2）固砂剂

加固油层流砂和凝固携砂管砂子的作用。固砂剂与水比例10%-15%，100公斤-150公斤可以配1 m³水，使用温度60-80℃。

2.4主要配套地面设施

多功能罐：加温、清砂、分离油水的作用。

2.5 技术特点

（1）应用简单的一次性管柱，少量的冲砂液（10 m³以内），完成水平井清砂和增产目的。

（2）将常规水力冲砂方法与机械捞砂方法，创新到半冲砂、携砂的方法，根本解决了水平井漏失的问题。

（3）改写冲砂液单纯的携砂功能，通过加入油层清洗液达到了油层解堵增产的目的;通过加入固砂剂，起到了防砂的目的;通过加热冲砂液：地面罐体给冲砂液加温到地层温度，防止地层冷伤害。

（4）具有钻砂、扫砂、携砂、解堵等多重功能

①钻砂：钻碎水平段底部残留地层砂或砂柱。

②扫砂：打扫干净水平段的地层砂。

③携砂：将打扫的地层砂用携砂管带到地面。

④解堵：用油层清洗液冲砂液将筛管和井筒附近的油层清洗干净，达到增产的目的。

3 结论

（1）水平井清砂解堵一体化技术将常规水力冲砂与机械捞砂相结合，通过采用半冲砂、携砂方法，从根本上解决水平井冲砂上返困难等问题，是清砂方法的独创。

（2）水平井清砂解堵一体化技术研究及推广应用能有效提高油田水平井修井作业水平，改善水平井采油效果，为水平井的增油上产提供技术支持，具有较好的应用前景。

参考文献

[1] 俞宏伟，姜一超.连续油管冲砂解堵在水平井中的应用[J].科学技术与工程，2011，（32）.

[2] 董其宏，刘艳华.连续油管冲砂技术现场应用[J].内蒙古石油化工，2013，（7）：119-120.