李艷輝

（遼河石油勘探局曙光工程技術(shù)處，盤錦124109）

1 概述

遼河油田稠油分布廣泛，儲量巨大，采用蒸汽吞吐的開采方式。由于注汽頻繁、出砂、汽竄、超覆等現(xiàn)象，導(dǎo)致套管變形、損壞嚴(yán)重，對曙光礦區(qū)超稠油井套管損壞情況進行的統(tǒng)計表明，套管損壞井已經(jīng)超過50%以上。其它稠油區(qū)塊，套變井的比例也非常大。這些井每年都需要進行幾個輪次的作業(yè)，對出砂嚴(yán)重井必須進行沖砂作業(yè)，采用常規(guī)沖砂工藝難以有好的效果，經(jīng)常會出現(xiàn)管柱下不去、折斷、彎曲甚至卡管柱等事故，因而一些井甚至不敢進行沖砂作業(yè)；在一些沒有套管變形井由于地層嚴(yán)重漏失，大量的沖砂液進入地層，并且井筒內(nèi)的地層砂又隨沖砂液進入地層，造成沖砂失敗，也增加采油排液時間，影響產(chǎn)量。針對這種問題，遼河石油勘探局曙光工程技術(shù)處開發(fā)了一種適合套管變形井沖砂作業(yè)的新工藝—柔性管負(fù)壓沖砂技術(shù)，該技術(shù)通過采用特殊加工的接頭將短油管連接在沖砂管柱底部，在進入變形井段后沖砂管柱可隨套管變形情況而變化，并可旋轉(zhuǎn)，防止油管脫扣；同時結(jié)合泡沫負(fù)壓沖砂技術(shù)通過降低懸砂液柱密度，增加沖砂液黏度，提高攜砂能力，減輕沖砂液在地層中漏失量，起到保護油層的目的。

2 工藝原理

2.1 柔性沖砂管柱的設(shè)計原理 針對稠油注汽井套管變形、損壞情況的統(tǒng)計分析，稠油井由于頻繁注汽使得射孔井段套管發(fā)生嚴(yán)重變形，因此將油管接箍設(shè)計成球頭懸掛結(jié)構(gòu)；管柱強度滿足井下工具標(biāo)準(zhǔn)，外徑尺寸不變。

2.2 混氣泡沫負(fù)壓沖砂原理

2.2.1 混氣泡沫液組成 泡沫液由氣泡劑0.55ABS（烷基苯磺酸鈉）和穩(wěn)定劑0.2%Na2CO3及水組成。

2.2.2 泡沫特性 ①泡沫黏度大，懸砂能力強。泡沫黏度比泡沫液黏度大的多。上述泡沫液黏度為1.057mPa·s（清水黏度為 1.0mPa·s），而泡沫的黏度則高達 800mPa·s。②降低井液密度，產(chǎn)生負(fù)壓。泡沫密度較小，可在井筒內(nèi)產(chǎn)生低于地層壓力的靜液柱壓力，避免漏失。泡沫用于沖砂含有較強的攜砂性，同時，遇水敏地層不會產(chǎn)生粘土膨脹問題。

2.2.3 各部位壓力及有關(guān)參數(shù)計算：

套管環(huán)空各深度壓力：

套管返出口泡沫密度：

泡沫比靜水柱減少的壓力：

泡沫各深度混氣比：

泡沫各深度混氣密度：

負(fù)壓沖砂負(fù)壓值：

式中：Pi——不同深度的泡沫壓力，MPa；P0——泡沫在套管返出口的壓力，MPa；P1——施工地區(qū)大氣壓，MPa；P水——油井靜水柱壓力，MPa；Q1——水泥車液體排量，L/min；Q2——壓風(fēng)機氣體排量，L/min；N0——泡沫在返出口的混氣比；

V氣、V水——泡沫中氣體及液體所占的體積，L；Ni——泡沫在不同深度的混氣比；h——油井深度，m；γ水、γ液——水及泡沫液的密度，等于1g/cm3；γ0——泡沫在返出口的密度，g/cm3；γi——泡沫在不同深度的密度，g/cm3。

3 選井條件

一般稠稀油套管完好井、變形井、出砂特別嚴(yán)重井；地層漏失嚴(yán)重井；套管縮徑大于110mm以上井；對套管斷錯井應(yīng)慎用。

4 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

5 施工方法

①將特殊的沖砂管柱70～100mm接在油管最下部，下至砂面以上，井口裝好防噴器，連接地面管匯；②配制泡沫液；③施工時用混氣泡沫液沖砂至井底并循環(huán)干凈；④壓風(fēng)機氣舉至無液返出為止；⑤停壓風(fēng)機后氣體返出管線自然泄放；⑥繼續(xù)混氣沖干凈；⑦停水泥車，壓風(fēng)機繼續(xù)運行，進行氣舉至無液返出為止。

圖1

6 施工注意事項

柔性沖砂管柱長度根據(jù)井內(nèi)砂柱高度而定，下至砂面以上3～5m為好，根據(jù)砂面高度準(zhǔn)備充足泡沫液，沖砂過程中遇阻加壓不可超過30kN，每沖進一根油管上提管柱一次再接單根；施工中和沖完砂后不宜猛放壓，返出口管線用硬管線且固定好；一般水泥車用一擋，漏失嚴(yán)重井可提高排量，井深又漏失嚴(yán)重井采用兩段分別舉升法，沖砂時根據(jù)地層結(jié)構(gòu)控制負(fù)壓值，一般在0.2～0.5MPa為好。

7 現(xiàn)場應(yīng)用情況

以遼河油田杜84－48－146井稠油井沖砂施工為例。

該井人工井底872.0米，油補距為4.13米，生產(chǎn)井段為669.0～687.5米，油層厚度為18.5米。實探砂面深度654.0米，設(shè)計沖砂井段675.5～717.0米，JRB封隔器深度為649.0米。作業(yè)施工中在685.5米處撈砂無進尺，改為下沖砂管柱沖砂，井嚴(yán)重漏失，打熱水20方仍不返液。采用稠油套變漏失井沖砂技術(shù)，通過降低懸砂液柱密度，增加沖砂液黏度，提高攜砂能力，減輕沖砂液在地層中漏失量，又起到保護油層的目的，非常順利地沖到設(shè)計位置。

8 結(jié)論

①該技術(shù)管柱可以解決各類套變井、漏失井沖砂難題，可以縮短排水期兩天以上。

②混氣比在30～90%之間較好，泡沫黏度在0.8MPa·s左右，所選用泡沫液的泡性良好，攜砂能力強是清水的10倍，可以懸起平均直徑2.5mm的大砂粒。

③可以減少回壓，避免漏失，能將井筒內(nèi)砂全部攜出地面，并能排出部分地層浮砂。

④沖砂時井底附近產(chǎn)生高速液流沖擊孔道和孔眼，部分清除堵塞物，能起到解堵作用，因而可以增產(chǎn)。

[1]周全興.鉆采工具手冊[M].科學(xué)出版社,2000.

[2]吳奇.井下作業(yè)工程師手冊[M].石油工業(yè)出版社,2002(9).

[3]張萬義.負(fù)壓沖砂工藝[J].石油鉆采工藝,1990(01).