【摘 要】隨著勝利油田清河采油廠開采進(jìn)入中后期，油水井防砂形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，水防（水帶干灰砂人工井壁防砂）作為油田防砂的重要手段之一，水防施工日益增加，而傳統(tǒng)的人工水泥砂漿配制工藝在水防施工中的施工效率低、施工質(zhì)量差等問(wèn)題，嚴(yán)重的制約著油田的后期開發(fā)。通過(guò)對(duì)設(shè)備合理的綜合利用，將鉆井固井車組的自動(dòng)配漿功能和壓裂車組的自動(dòng)混砂功能進(jìn)行有機(jī)的整合，實(shí)現(xiàn)了水防施工中水泥砂漿配制的自動(dòng)化，取得了較好效果。

【關(guān)鍵詞】防砂；水帶干灰砂人工井壁防砂；壓裂車組；固井車組；自動(dòng)化

0 前言

隨著勝利油田清河采油廠開采進(jìn)入中后期，清河油區(qū)許多油井面臨地層能量不足的現(xiàn)狀，水井注水驅(qū)油是保證油井正常抽油的主要措施之一，而清河油區(qū)地層礦物膠結(jié)疏松，易出砂，許多水井需要經(jīng)過(guò)防砂處理才能正常注水。水泥砂防砂是水井防砂的主要措施之一，2012年清河油區(qū)水防工藝作業(yè)達(dá)25井次，且水泥砂防砂施工有日益增加的趨勢(shì)。但是傳統(tǒng)的人工水泥砂漿配制工藝在水防施工中的施工效率低、施工質(zhì)量差等問(wèn)題，嚴(yán)重制約著油田的后期開發(fā)，因此要求改進(jìn)水防施工中水泥砂漿配制工藝的愿望顯得尤為迫切。

1 傳統(tǒng)的人工水泥砂漿配制工藝與缺陷

傳統(tǒng)的水泥砂漿配制工藝，主要是依靠人工在施工前將干水泥和石英砂按重量1：2在地面攪拌均勻，封袋裝好；在施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工排量，由人工將攪拌好的水泥砂按袋加入到混砂車中，再由混砂車將干水泥、石英砂與清水?dāng)嚢韬貌⒐┙o鉆井固井車（400型水泥車）組，鉆井固井車組將攪拌好的水泥砂漿經(jīng)油管泵入到地層中。圖1為施工流程圖。

在水防施工中：①施工排量的穩(wěn)定性；②施工的連續(xù)性；③水泥砂漿的比重，是確保水防施工成功的關(guān)鍵。作業(yè)中施工液的供給與施工排量主要由現(xiàn)場(chǎng)的施工車輛進(jìn)行控制，能夠較好的操控；而水泥砂漿的比重則取決于以下兩點(diǎn)：①施工前，水泥灰與石英砂攪拌的均勻性；②現(xiàn)場(chǎng)施工人員往混砂車混液罐內(nèi)加水泥砂的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

人工攪拌水泥砂與加水泥砂在施工中的缺點(diǎn)明顯：

①干水泥與石英砂攪拌配比差、均勻性差；②人工加入干水泥與石英砂的連續(xù)性差；③水泥砂漿比重計(jì)量性差、準(zhǔn)確度低；④人工勞動(dòng)強(qiáng)度大。這幾種因素往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)水防施工的施工效率低施工質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)施工失敗。

2 自動(dòng)配制水泥砂漿工藝設(shè)計(jì)

鉆井固井車組能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)連續(xù)配漿功能，壓裂車（700型水泥車）組可以實(shí)現(xiàn)精確加砂的功能，針對(duì)兩套車組的特點(diǎn)，將兩種功能進(jìn)行合理組合設(shè)計(jì)自動(dòng)配制水泥砂漿工藝：

（1）用一臺(tái)混砂車和一臺(tái)下灰車向鉆井固井車供水和干水泥灰；

（2）鉆井固井車配置符合設(shè)計(jì)要求的水泥漿，同時(shí)鉆井固井車將配好的水泥漿供給混砂車；

（3）輸砂車向混砂車供砂；

（4）混砂車輸出設(shè)計(jì)要求的砂量，并將配制好的水泥漿和石英砂在混液罐內(nèi)攪拌均勻，將水泥砂漿供給壓裂車組；

（5）壓裂車組將水泥砂漿泵入到地層中，直至施工結(jié)束。

新工藝可以將傳統(tǒng)的人工攪拌水泥灰和石英砂，以及人工將水泥砂加入混砂車混液罐內(nèi)，替換為由鉆井固井車與下灰車配合以及混砂車與輸砂車配合配漿的機(jī)械操作。實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的人工配制轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械自動(dòng)化配制。圖2為自動(dòng)工藝施工流程圖。

3 自動(dòng)配制水泥砂漿工藝的應(yīng)用與改進(jìn)

2013年5月9日，在L6-X4井進(jìn)行了第一次新工藝的施工。施工曲線圖如圖3。

施工驗(yàn)證了自動(dòng)水泥砂漿配制工藝的可行性，實(shí)現(xiàn)了水泥砂漿配制的機(jī)械化，水泥漿比重被控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，滿足施工設(shè)計(jì)。但由于混砂車供給出口與砂漿液面之間有10cm-15cm的距離，造成液柱沖擊液面并帶入大量氣體，導(dǎo)致攪拌罐內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，氣泡在施工過(guò)程中導(dǎo)致排量不穩(wěn)，造成排量波動(dòng)大，砂比曲線上下起伏，流量計(jì)和油壓傳感器不穩(wěn)，導(dǎo)致各項(xiàng)錄取數(shù)據(jù)也波動(dòng)較大。

針對(duì)新工藝在施工過(guò)程中所存在的問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)相應(yīng)的施工設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。加長(zhǎng)混砂車排液出口長(zhǎng)度，并對(duì)出口進(jìn)行了一個(gè)45°處理。使供液出口深入到攪拌罐液面以下，避免了水泥漿液柱在沖擊液面的過(guò)程中與空氣形成大量氣泡的現(xiàn)象發(fā)生；設(shè)計(jì)加灰三通，滿足兩輛下灰車同時(shí)向固井車供灰的需要，保證供灰的連續(xù)性，確保施工質(zhì)量。

2013年5月10日，在面4-7-195井進(jìn)行了第二次新工藝的施工。施工曲線圖如圖4。

圖4 面4-7-195井水防施工曲線圖

通過(guò)改進(jìn)，供水泥漿直接進(jìn)入攪拌罐液面以下，避免了氣泡的產(chǎn)生，流量計(jì)和油壓傳感器不再受到氣泡的干擾，排量、砂比和油壓曲線變得平穩(wěn)。

4 結(jié)論

水泥砂漿自動(dòng)配制工藝，解決了傳統(tǒng)配漿工藝所存在的施工效率低下、施工質(zhì)量差等問(wèn)題。

（1）提高了水泥漿的比重以及砂比含量的穩(wěn)定性；

（2）提高施工過(guò)程中加灰與加砂的連續(xù)性和穩(wěn)定性；

（3）實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)做到實(shí)時(shí)監(jiān)控；

（4）大幅度降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

[責(zé)任編輯：湯靜]