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        作業(yè)沖砂施工中問題分析與解決對策

        2017-09-17 11:06:42郭東樂藏璽張凱
        科學(xué)與財(cái)富 2017年25期
        關(guān)鍵詞:修井作業(yè)沖砂解決對策

        郭東樂+藏璽+張凱

        摘 要:在生產(chǎn)過程中,由于地層膠結(jié)疏松或油井工作制度不合理,以及措施不當(dāng)造成油井出砂。油井出砂后,如果井內(nèi)的液流不能將砂子全部帶出地面,井內(nèi)的這些砂子就會(huì)逐步沉積,使砂柱增高,堵塞出油通道,增加油流阻力,油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn),同時(shí)會(huì)損壞井下設(shè)備造成井下砂卡事故,在沖砂過程中,特別是沖開高壓油層或高壓氣層時(shí),由于油層砂埋時(shí)間長,聚集了較大的能量,突然沖開后地層能量突然釋放,平衡地層壓力的井筒液柱壓力與地層壓力迅速失去平衡,造成地層內(nèi)的高壓流體推動(dòng)井內(nèi)液柱迅速上升,井口失去控制造成井噴。針對沖砂過程中發(fā)生的此類現(xiàn)象,必須引起足夠的重視,否則將會(huì)釀成重大事故。因此,必須積極采取措施及時(shí)清除沉沙,目前常用方法的是水利沖砂。

        關(guān)鍵詞:修井作業(yè);沖砂;砂卡;管柱卡;漏失;解決對策

        沖砂作業(yè)是小修作業(yè)必備工序,每一口檢泵井有要求探?jīng)_砂作業(yè),在沖砂施工過程中,最常見的問題為沖砂井噴、沖砂漏、砂卡管柱卡等,針對以上沖砂常見情況,本文主要對發(fā)生以上問題探討處理方法。

        1常用的術(shù)語

        1.1沖砂:就是利用高速流動(dòng)的液體將井底的砂子沖散,并利用循環(huán)上返的液流將沖散的砂子帶至地面的過程。

        1.2正沖:沖砂液沿沖砂管向下流動(dòng),在流出沖砂口時(shí)以較高的流速?zèng)_散砂堵,被沖散的砂子和沖砂液一起沿沖砂管與套管的環(huán)形空間返至地面。

        1.3反沖:與正沖相反,沖砂液由套管和沖砂管的環(huán)形空間進(jìn)入,被沖起的砂子隨同沖砂液從沖砂管返至地面。

        2沖砂噴時(shí)的處理

        2.1井史調(diào)查:沖砂前,必須對井史進(jìn)行全面的調(diào)查,對本井所有層段的原始地層能量、地層壓力系數(shù)、有沒有井噴史、本層段相鄰井有沒有井噴史、與本層段注水井注水壓力、注水狀況等數(shù)據(jù)做好詳細(xì)的記錄,做到心中有數(shù),方可進(jìn)行沖砂作業(yè)。

        2.2常規(guī)沖砂井噴的處理:在做好調(diào)查的基礎(chǔ)上,采取常規(guī)的預(yù)防措施是不足的,井內(nèi)的地層每時(shí)每刻都在進(jìn)行變化,可能原先的正常層段,由于地殼的運(yùn)動(dòng)、生產(chǎn)壓差地層坍塌等原因造成層間竄通成為高壓層,因此在沖砂沖開每一個(gè)層段前,先要將層段以上的砂子循環(huán)出井筒,然后再?zèng)_開砂埋層,這是因?yàn)槿绻麤_開高壓層時(shí)發(fā)生井噴,流體噴出還可以采取搶噴措施控制井噴,如果流體內(nèi)含有砂子,將會(huì)對井口裝置產(chǎn)生噴砂切割的效果,會(huì)迅速損壞井口防噴裝置,造成井噴失控的惡性事故。沖開砂埋層時(shí),應(yīng)循環(huán)15min以上,觀察出口是否與進(jìn)口排量一致,如果出口排量大,進(jìn)口排量小,并發(fā)現(xiàn)出口產(chǎn)生大量的氣泡,應(yīng)判斷有井噴預(yù)兆,應(yīng)及時(shí)停止沖砂,提出沖砂單根油管,裝好井口,在油套管上裝好壓力表,控制進(jìn)出口排量一致,觀察壓力表壓力差別,通過油套壓力差,計(jì)算出沖開高壓層的地層壓力,迅速通知值班干部按計(jì)算數(shù)值準(zhǔn)備壓井液進(jìn)行壓井作業(yè),在壓井液到井場之前,不要停止循環(huán),如果此時(shí)停止循環(huán)關(guān)井,高壓層如果噴出的如果是氣體,比如地層深度3000m,井內(nèi)的修井液為密度1.0g/cm3的清水,地層噴出氣體團(tuán)的壓力為30MPa,關(guān)井后氣體團(tuán)迅速從油套環(huán)空上升,由于體積不變,壓力也不變,氣體團(tuán)上升到井口時(shí)井口壓力將升到30MPa,現(xiàn)場常用的生產(chǎn)井口的額定工作壓力為25MPa,井口將損壞造成井噴失控。在沖開高壓油層時(shí)出口立即增大,來不及提出單根搶裝井口時(shí),應(yīng)要把油管單根的油管接箍下到封井器管封閘板以下,居中關(guān)閉管封閘板,防止能內(nèi)壓力過大將油管噴出,并在井口采取防頂措施后,繼續(xù)控制排量循環(huán)洗井,計(jì)算井內(nèi)地層壓力,采取壓井措施。

        2.3利用沖砂防溢防噴裝置沖砂:沖砂防溢防噴裝置是2013年的一項(xiàng)發(fā)明專利,在現(xiàn)場已經(jīng)應(yīng)用了100余口井,在預(yù)防沖砂溢流污染和井噴方面效果顯著。此裝置的原理是:由兩組對裝的單流閥組成,一個(gè)為上接頭,接在沖砂水龍頭油管下部,其余若干個(gè)為下接頭,接在沖砂時(shí)加深油管的接箍上,分開時(shí)各自關(guān)閉形成封閉,壓力越高封閉越嚴(yán)密,連接時(shí)一起時(shí)相互打開形成循環(huán)通道,正沖反沖不受限制。同時(shí)在沖砂沖開高壓油層時(shí),突然發(fā)生井噴,不論正沖和反沖,需要循環(huán)時(shí)正常循環(huán),不需要循環(huán)時(shí)卸開上下接頭之間的連接絲扣,井內(nèi)空間自動(dòng)關(guān)閉,可以在井內(nèi)不噴不溢的情況下采取控制措施,避免了井噴事故的發(fā)生。

        3沖砂漏時(shí)的處理

        砂埋層有高壓層也有漏失層,沖砂沖開漏失層時(shí)雖然不像沖開高壓層發(fā)生井噴那樣危險(xiǎn),但是同樣會(huì)發(fā)生各種事故,尤其是卡管柱事故,同樣不能輕視。對于沖開層段之前的井史調(diào)查工作,沖砂噴時(shí)已經(jīng)說過,此處不再贅述。

        在現(xiàn)場施工中,沖砂漏分以下幾種情況:沖開油層先觀察排量15min,要是發(fā)現(xiàn)進(jìn)口排量大,出口排量小,變化不是很明顯時(shí),說明層段輕微漏失,可以加大排量繼續(xù)沖砂到設(shè)計(jì)深度;出口排量小于進(jìn)口排量25%時(shí),沖砂應(yīng)控制速度,循環(huán)洗井時(shí)間比正常沖砂不漏時(shí)增加50%的時(shí)間,已保證沖散的砂粒及時(shí)返出地面;出口排量小于進(jìn)口排量50%時(shí),此時(shí)加大排量已不能滿足施工需要,不能再加深管柱繼續(xù)沖砂,正循環(huán)時(shí)要上提管柱10-20m后繼續(xù)循環(huán),反循環(huán)時(shí)可不提管柱繼續(xù)循環(huán),同時(shí)要組織車輛,進(jìn)行雙泵車沖砂施工,如果不能組織雙泵車,循環(huán)一段時(shí)間及時(shí)提管柱,提管柱到原砂面以上100m的距離,這段時(shí)間要連續(xù)施工,不能停工,管柱離開原砂面100m后可停工等再組織下次雙泵車施工;沖開油層出口立即不返液,馬上提管柱至原砂面以上100m,此時(shí)越快越好,決不能停工,否則即發(fā)生卡管柱事故,提至原砂面以上100m之后如果不再上提要不斷活動(dòng)管柱,再組織利用暫堵劑沖砂,雙泵車已經(jīng)不起作用。

        4沖砂卡管柱的處理

        在沖砂過程中,時(shí)常會(huì)發(fā)生卡管柱事故,卡管柱的原因分為多種,處理時(shí)較困難,針對現(xiàn)場沖砂施工中發(fā)生的卡管柱事故,探討幾種處理方法。

        4.1循環(huán)時(shí)間短管柱卡處理:利用油管沖砂時(shí)需要不斷加深管柱,一般是利用帶水龍頭的單根油管沖下,循環(huán)一段時(shí)間,待砂子上返一段距離后,再提出帶水龍頭的單根油管,下入加深油管,再繼續(xù)接帶水龍頭的油管繼續(xù)沖砂,如果循環(huán)時(shí)間短,下入加深油管后,再接上帶水龍頭的單根油管時(shí),砂子下沉卡住管柱,開泵循環(huán)不通,上提管柱卡,此時(shí)應(yīng)采取活動(dòng)管柱加上憋壓解卡的辦法,就是從油管內(nèi)打壓10MPa左右,加上不斷活動(dòng)管柱,砂埋10m左右時(shí)基本上80%左右的砂卡都能處理出來,循環(huán)正常后,不能再繼續(xù)下沖,加大排量,循環(huán)時(shí)間增長1倍以上,保證不再卡管柱。如果砂埋較深超過10m,只有采取計(jì)算卡點(diǎn),倒扣處理出卡點(diǎn)以上的管柱,采取套沖方式處理出砂埋管柱。

        4.2漏失卡管柱的處理:沖砂沖開漏失層后,出口立即不返液,說明砂埋層漏失嚴(yán)重,此時(shí)如果采用的正沖砂方式,沖起的砂子在油套環(huán)形空間內(nèi)會(huì)立即下落,埋住沖砂的管柱,如果此時(shí)環(huán)空內(nèi)的砂子較少,可以活動(dòng)管柱解卡成功,如果環(huán)空內(nèi)的砂子較多,活動(dòng)解卡無效,只有采取計(jì)算卡點(diǎn),倒出卡點(diǎn)以上管柱,下逃銑管套沖砂埋管柱打撈處理。

        參考文獻(xiàn):

        1.《井下作業(yè)》 孫樹強(qiáng) 主編 2006年石油工業(yè)出版社

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