低压地层水平井冲砂工艺创新设计

针对低压地层水平井冲砂洗井,为提高冲砂效率、效果,从液体方面主要采用低密度、低摩阻、高携砂性能冲砂洗井液;从工艺方面主要采用旋转射流连续冲砂、水射流负压冲砂方式,其中代表性的冲砂工艺技术:一是井下液流换向旋转射流反循环连续冲砂技术,在实现连续、水平段旋转射流冲砂的同时,对长水平段井筒冲砂时返排液流速低、返排效果有待提高;二是同心油管反循环负压旋转射流连续冲砂技术,能够实现连续、负压、旋转射流冲砂,但同心油管柱设计局限于浅水平井冲砂应用。在总结分析两种冲砂工艺技术原理、特点基础上,通过集成创新、取长补短,创新设计出适应长水平井段、低压地层、深水平井井况条件的井下液流换向、井底负压旋转射流冲砂工艺技术,对低压地层水平井冲砂洗井具有一定指导借鉴意义。     

冲砂洗井技术研究现状及发展趋势

冲砂洗井过程中，冲砂液携带地层砂上返时，受重力影响容易二次沉积，造成砂卡、砂堵。特别是深井、超深井冲砂洗井，由于井眼轨迹复杂，携砂液摩阻增大，导致施工压力升高甚至超出冲砂洗井设备的承载能力。上述情况下，常规冲砂洗井技术难以顺利实施，作业风险高，而低压漏失井由于地层压力低、易漏失，冲砂洗井作业时冲砂液漏失严重，携砂能力下降，冲砂洗井效率降低，甚至无法将砂冲出。但随着国内外冲砂洗井技术不断进步和发展，上述冲砂洗井作业难题逐步得到解决。为推动我国冲砂洗井技术的进步，从冲砂洗井工具的结构、工作原理、技术特点以及发展趋势等方面对国内外冲砂洗井技术的研究现状进行了综述，并结合我国冲砂洗井的特点，指出了国内冲砂洗井技术的发展趋势，以期促进我国冲砂洗井技术的发展。     

水平井、大位移井连续管高效清砂技术进展

伴随水平井和大位移井技术的应用,这类油井的清砂技术成为各国关注和研究的重点。指出连续管旋转射流清砂和同心连续管真空清砂技术是目前广泛采用的清砂技术。介绍了这2种清砂技术的原理和作业效果,将国内外的连续管清砂技术发展进行了比较,并指出了国内连续管清砂作业存在的缺陷,即冲砂专用工具缺乏、配套设备的承压限制及冲砂液配方的研究欠缺。最后给出了我国连续管高效清砂技术需要完善和改进之处。     

水平井旋转射流冲砂洗井水力参数设计方法

水平井旋转射流冲砂洗井,是通过旋转射流清洗工具在井筒内产生射流冲击作用和环空旋流效应来洗井,不仅能有效解决油田冲砂作业中存在的砂卡问题,还能在一定程度上解除井筒近井地带的污染,降低表皮系数。但是,目前国内冲砂洗井的各种水力参数往往是根据直井冲砂经验确定的,喷嘴也没有经过专门设计,没有形成完善的工艺,给现场应用带来了很大困难。从水平井旋转射流冲砂洗井机理入手,建立了水力参数优化设计方法:首先计算出水平井不同井段所需要的最小工作排量,再根据最小工作排量求出循环压耗、喷嘴压降和射流冲击力等参数;以最大射流冲击力为目标函数,以最小排量为起点,设一个排量基数,在最小排量基础上逐渐增加排量基数,在满足泵压和泵功率的条件下,选择最大射流冲击力下的排量为最优排量。水力参数设计方法在长庆油田元东平6井等3口井进行了现场应用。应用结果表明,设计的排量既能满足各个井段的冲砂洗井要求,又获得了最大的射流冲击力,节省了冲砂洗井作业时间,降低了作业成本,经济效益明显。      

水平井、大位移井连续冲砂工艺技术

大位移井、水平井、侧钻水平井、分支井和分支水平井等技术在全国各油田逐步得到了实施,为各油田带来了巨大的经济效益.但随着时间的推移,因严重出砂而导致产量降低或停产的井数量不断增多.这些井在冲砂修井施工中,接卸单根时易发生沉砂卡钻事故,为了解决这些特殊井的沉砂卡钻问题,开发了新型的连续冲砂工艺技术.通过研制的专用配套工具配合小修作业机和泵车,采用一定的施工工艺技术,达到井下连续冲砂的目的.该技术的研究解决了水平井、大位移井因出砂而导致产量降低的问题.     

水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术

水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水平井反循环旋流连续冲砂的,接单根过程中不停泵,可防止砂粒下沉和砂卡事故发生。该工艺的配套工具主要由井口循环工具(高压自封封井器和新型反冲洗阀)和井下冲砂工具(水力旋流冲砂器、安全泄流阀和扶正器)2部分组成。该项工艺在江苏油田分公司真11-平1井的首次应用获得成功,冲砂效率提高50%,取得较好的经济和环境效益。     

胡尖山油田水平井“负压旋流+连续冲砂”试验研究

"水平井+体积压裂"有效改善安83区块长7致密油藏的开发,与此同时,水平井井筒出砂情况日益严重,直接影响油井正常生产。传统方法冲砂时,冲砂管柱接单根必须停泵,由于地层严重亏空,导致返排率极低,同时存在卡钻的井下风险。为解决这一问题,采油工艺研究所近期引入水平井"负压旋流+连续冲砂"工艺管柱,水平井旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水平井反循环旋流连续冲砂的,接单根过程中不停泵,可防止砂粒下沉和砂卡事故发生,同时提高返排率,减少地层漏失量。该工艺的配套工具主要由井口循环工具和井下冲砂工具2部分组成。该项工艺在胡尖山油田应用获得成功,返排率提高23%,取得较好的经济和环境效益。     

水平井冲砂技术研究与应用

分析了水平井冲砂存在的问题及难点,介绍了水平井冲砂的工艺技术和工具结构特点,包括研制的双通道冲砂器、冲砂封井器、旋转喷射冲砂笔尖的结构和原理,形成了一套水平井冲砂工艺技术,可根据油井出砂状况,采取相应的冲砂工艺。现场应用表明,所介绍的冲砂技术应用效果好,能满足水平井冲砂要求。     

水平井段高压水射流冲砂洗井数值模拟研究

在水平井段冲砂过程中砂粒容易沉积形成砂床,致使冲砂效率降低,排量和砂粒直径是其主要影响因素.利用CFD数值模拟软件,对水平井段高压水射流冲砂洗井进行了模拟研究,得到了在不同排量条件下、相同砂粒直径的固相体积分数云图,排量和砂粒直径与环空压耗的关系.结果表明,排量增大环空压耗增大,砂床高度降低;砂粒直径增大环空压耗增大,且粒径越大环空压力波动越大,悬浮稳定性越差,越易形成砂床.研究结果可为现场的水平井段冲砂洗井提供参考依据.     

连续管冲砂洗井技术的应用

连续管作业在处理地层出砂、管柱结垢和蜡堵情况有很大的优势,但在具体施工作业中,设备、施工参数、工具配套与施工工艺没有统一的规范,导致施工效率低,结果不理想,甚至无法解决现场实际问题。为此,通过对施工工艺、施工参数、冲洗基础工具(多孔喷嘴、旋流喷嘴、旋转喷嘴)的研究与应用,提出了连续管冲砂洗井的基本原则,通过合理的设备配置,优化了现场施工参数。连续管冲砂洗井作业前,根据冲砂洗井基本原则需要计算下入深度,根据施工的类型确定射流速度,在此基础上计算上返速度是否满足要求。在计算的基础上合理选择连续管设备、施工排量、及配套地面设备。现场应用中,应用设计的施工参数能顺利洗井到底。研究内容对于连续管技术的应用具有一定的指导作用。