冲砂工艺技术

浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种常见的油田开发技术，它将钻井和油藏工程技术相结合，通过连续冲击砂层的方式，实现了高效率的砂砾排除和井筒清洁。

本文将对水平井连续冲砂技术进行详细分析，从原理、工艺流程、优缺点以及应用范围等方面进行阐述，以期为相关从业者提供参考。

一、技术原理水平井连续冲砂技术是一种通过水平井井筒中不断注入清洁液并同时冲击井底砂砾，将砂砾带至表面排出的一种方法。

其基本原理是在井下井筒中产生高流速的液柱，通过将高速液柱送往井底，在井底产生高速冲击，从而将井底的砂砾推向井口，再由气液分离器将砂砾排出地面。

二、工艺流程水平井连续冲砂技术的工艺流程主要包括三个部分：准备工作、施工过程和收尾工作。

1. 准备工作：包括确定井筒内清洁液的种类和性能、选择合适的工艺参数、准备好必要的冲砂工具和设备等。

2. 施工过程：首先通过冲管和液柱将冲砂工具送入井下，然后通过管内液柱的高速流动，在井下产生高速冲击，将井底砂砾推向井口，再通过气液分离器将砂砾排出地面。

3. 收尾工作：收尾工作主要是对井下设备进行检查和维护，确保井下设备的正常运行。

三、优缺点分析1. 高效率：连续冲砂技术可以快速有效地清除水平井井底的砂砾，提高生产效率。

2. 安全可靠：该技术无需人工干预，在井下直接进行砂砾清除，减少了人员作业风险，提高了安全性。

3. 成本低廉：采用连续冲砂技术进行砂砾排除，可以减少井下设备的磨损和损坏，降低了维护成本。

水平井连续冲砂技术也存在一些缺点，主要包括以下几个方面：1. 对设备要求高：该技术需要使用高性能的冲砂工具和设备，对施工条件有一定要求。

2. 需要专业技术人员：施工过程需要较高的技术水平，操作人员需要接受专业培训。

3. 对井下环境有一定影响：由于连续冲砂技术需要在井下进行高速液柱的冲击，对井下环境会产生一定影响。

四、应用范围水平井连续冲砂技术主要应用于水平井油田的开发和生产过程中，适用于砂粒含量较高的产层。

冲砂工艺技术讲义冲砂是指通过冲压机械将金属板或其他材料加工成所需形状的过程。

冲砂工艺技术是指实现冲砂加工的相关操作方法和技巧。

下面是一份冲砂工艺技术讲义，旨在帮助操作者掌握冲砂技术。

一、冲砂基础知识1. 冲砂原理：通过冲击力将金属板加工成所需形状。

2. 冲砂工艺特点：效率高、成本低、适用范围广。

3. 冲砂工艺流程：设计-模具制作-冲压加工-后续处理。

二、模具设计1. 根据产品要求制定模具的形状和尺寸。

2. 选择合适的模具材料，如合金钢、铸铁等。

3. 确定模具的冲程、冲头间距和冲头开口角度。

三、冲砂操作技巧1. 调整机械参数：根据材料性质和产品要求，调整冲击力、冲头间距和工作速度等参数。

2. 平衡力度和速度：要保持冲击力和工作速度的平衡，以避免过大的力度导致材料变形或断裂。

3. 注意材料厚度：不同材料的厚度会影响冲砂效果，需根据材料厚度调整冲击力和冲头开口角度。

4. 适当加热材料：对于某些硬度较高的材料，可以适当加热以减少冲击力和延长模具寿命。

5. 防止卡料：操作过程中要保持冲头和材料之间的充分润滑，以防止材料卡料或卡死。

四、冲砂质量控制1. 外观检查：对冲砂后的产品进行外观检查，确保其尺寸、形状和表面光洁度符合要求。

2. 尺寸测量：采用合适的测量工具对冲砂产品进行尺寸测量，检查是否达到设计要求。

3. 力度控制：通过测试冲砂过程中的冲击力度，确保在合理范围内，避免过大或过小的冲击力度导致质量问题。

4. 模具检查：定期检查模具的磨损情况，如有损坏要及时更换或修复，以保证冲砂质量。

五、安全注意事项1. 操作人员要穿戴好劳动保护用品，如手套、工作鞋等，以保护自己的安全。

2. 严禁将手部或其他身体部位靠近冲砂机械，以免发生危险事故。

3. 定期检查冲砂设备的安全状况，确保机械正常运行，并及时保养维修，以防止事故发生。

4. 注意锋利工具的使用，避免划伤自己或他人。

六、常见问题及解决方法1. 材料断裂：可能是冲击力度过大，需适当降低冲击力度。

技术应用与研究Chenmical Intermediate当代化工研究2016·0317前言传统的冲砂工艺虽然满足了直井和定向井的要求，但是对于储层呈水平状，地层亏空严重，冲砂液返排率极低的定边油田延长组深部油藏水平井效果极差。

目前定边采油厂水平井开采延长组的有43口，全部实行的多段大砂量、高砂比水力喷射压裂投产措施，部分因地层出砂形成砂桥或其他原因导致的低产井，需要通过冲砂来提高其生产能力，所以亟需在油井冲砂方面有技术突破，解决目前定边油田水平井开发困境。

一、水平井冲砂的难点1.套管水平段液体呈现上快下慢循环通道，井眼底边流速很低，携砂能力弱，容易导致卡钻。

2.冲砂液在水平井段和斜井段携砂能力弱，冲砂过程中，在斜井段容易形成砂桥，造成砂卡事故。

3.地层出砂后，油砂容易胶结形成砂桥，严重时堵住井眼，形成井下局部高压，具有井控风险。

4.采用多段压裂技术，深部油藏地层压力低，地层存在吸水现象，无法将砂子带出井筒。

二、负压旋流冲砂技术负压旋流冲砂技术是采用淹没式射流泵+截流皮碗+旋流头结构，利用淹没式射流泵形成负压减少地层污染、截流皮碗分流和旋流头形成旋转湍流增加冲砂、携砂能力，套洗头和负压冲砂，对井下浮砂进行搅拌、负压冲洗，针对井下存在胶结物、压裂脱落胶皮等难以靠水流冲洗出井外的异物，可进行打碎后再冲洗作业，这样既解决了因地层亏空、返排效率底的问题，又解决了井下混合物无法形成湍流和冲洗无效的问题。

三、井下洗井管柱（自下而上）结构水力旋转冲砂器（Φ3.0mm喷头）+倒角油管串(造斜点位置至人工井底位置)+加厚油管串+250井口，计算出所需倒角油管串数，在冲砂的过程中从井口续加加厚油管（Φ73.0mm）。

井口装置有高压自封封井器，主要是防止井喷作用，井下冲砂装置包括倒角油管和水力旋转冲砂器，主要是对地层的冲洗和防偏磨、套损造成事故，水力旋转冲砂器(图1）的作用是在套管内分流。

图1 水力旋转除砂器设计图(1)水平井负压旋转冲砂工艺技术的研究与应用ＯＯ刘伟ＯＯ杨淇ＯＯ罗宝莉（西安石油大学ＯＯ陕西西安ＯＯ710000）摘要：针对水平井冲砂，由于地层亏空严重，传统方法返排率极低，冲砂风险程度大，不能有效保护储层。

水平井冲砂引言：水平井是指井斜角大于或等于86度，并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。

它是利用增加井眼轨迹在油层中的穿行距离,扩大油井生产过程中的泄油面积,降低生产压差和提高产油量。

辽河油田稠油产量居全国稠油产量之首，而曙光油田作为辽河油田最大的区块，油水关系复杂，井网井距小、作业频繁、水平井维护管理不到位等综合因素导致稠油问题水平井不断增多，开采到一定程度后，油井出砂严重，就阻碍了采油速度的提高，也给修井维护作业带来一定程度的困难。

1、研究的意义目前，辽河油田正处在一次开发的中后期，随着油田的开发，油层系数逐渐降低，曙光油田的某些区块，比如杜212、杜813块受压实和成岩作用的影响，岩石泥质含量高，孔隙度大，胶结松散，出砂严重，进行冲砂作业的周期缩短，而在修井维护作业中，由于采用成本低廉，容易处理的清水或热污水作为冲砂液，冲砂时，大量清水进到进入油层，在这些漏失严重的井中，清水只进不出，使井底的砂粒不能有效冲出，致使油井沉砂严重，使油井产量降低，并增加开采成本。

以下是曙光油田兴隆台超稠油水平井出砂统计图。

从上图，我们能直观地看出，曙光油田的杜813、杜212块出砂井占的比例是很大的，所以在作业中研究一种行之有效的水平井冲砂方法，对于维护水平井的正常开采是具有重大意义的。

2、存在的难题1、常规冲砂工艺采用停泵接单根，容易造成冲砂管柱砂埋阻卡，造成井下事故。

2、部分井油层漏失较严重，冲砂过程中停泵会加速泥砂下沉，造成部分卡阻。

3、采用地面敞口循环池子冲砂，砂水分离不彻底，原油无法及时回收，容易造成地面环境污染。

4、冲砂管柱上提、下放的过程中遇阻，冲砂管柱地面显示交替符合变化大难入判断井下状况。

兴隆台超稠油水平井出砂统计1020304050607080曙1104205杜84杜212杜813井数 N0102030405060百分比 %5、这些区块的地层系数普遍较低，水平井油层裸露面积一般会比较大，水力冲砂过程中冲砂液携砂进入地层，无法将砂粒排出井外，而随着开采的进行，这些砂粒又会重新吐出，造成反复冲砂，而冲砂液的漏失又将会对油层造成储层伤害。

184油田在开发生产中，由于油层胶结疏松或油井工作制度不合理，以及措施不当造成油井出砂，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产或停产甚至损坏井下设备造成井下砂卡事故。

因此，必须经过修井作业冲砂后才能正常生产。

1 冲砂工艺按冲砂液的循环方式分可分为正冲砂、反冲砂、正反冲砂三种；按冲砂工具可分油管冲砂、冲管冲砂、连续油管冲砂等。

正冲砂：冲砂液沿管柱流向井底，由环空流向地面，该冲砂方式优点是冲刷能力强，缺点是上返速度慢。

反冲砂：冲砂液环空流向井底，由管柱返出地面，该冲砂方式优点是上返速度快，缺点是冲刷能力弱。

正、反冲砂：先用正冲砂将砂堵冲散后立即改反洗，将悬浮砂粒冲出，该冲砂方式结合了正冲、反洗的优点，目前通过地面控制装置或者使用井下桥式工具在现场大量使用。

油管冲砂（连续油管冲砂）指通过油管（连续油管）进行冲砂，清除砂堵的冲砂方式。

冲管冲砂指采用小直径的管子下入油管中进行冲砂。

冲砂液有钻井液（泥浆）、油、水、乳化液、气化液等，要求是具有一定的黏度，以便保证有良好的携砂能力；具有一定的相对密度，以便形成适当的液柱压力，防止井喷和漏失；性能要稳定，能保护油气层的渗透性，对油气层的损害要小；洗井液进入地层后易于排出，在满足冲砂的条件下，应采用来源广、价格便宜的冲砂液。

2 漏失井冲砂的特点油田在开采后期地层能量不足，压力低，漏失严重。

这种特殊井况冲砂的特点是：进口排量较大，而出口很小或无出口，在冲砂过程中无法将地层砂携带出井筒，严重的造成卡钻后果。

3 漏失井冲砂工艺冲砂工艺经过多年的发展，是种成熟的工艺，但在特殊井况下，即在漏失井冲砂，各区地质情况不同，漏失井冲砂的方式不同，漏失井的冲砂工艺主要有以下几种：3.1 大排量连泵冲砂在油层压力低或漏失严重的井，或在施工中发现出口减小，可采取二台以上泵联用同时施工的方式冲砂，通过大排量，提高冲砂液的流动速度，携带地层砂到地面，达到冲砂目的。

3.2 暂堵剂暂堵冲砂漏失严重的井，开采取投蜡球堵住油层，或泵入暂堵剂（目前市场上暂堵剂类型较多），暂时堵住油层后，按普通冲砂工艺进行施工。

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斜井、水平井冲砂工艺技术1水平井沉砂、冲砂有以下特点1.1在已完成试产的水平井中，沉积物是钻屑、油砂、钻井液和完井液中的固相，以及其他措施后的固相沉积。

1.2地层砂随原油运动到井筒内并重新沉降形成新的沉砂床，同时在压差作用下，沉砂床发生“固化”。

1.3对已下打孔管完井的井，沉积物主要是地层砂及完井液的单封、暂堵剂等残留物，由于固相颗粒很细且有部分高分子物质，因此沉积物很“顽固”。

1.4沉积时间较长，必须要有大于钻井过程中的液体能量冲起沉砂。

1.5同一口井中，不同井段的作业参数不同。

1.6冲起的砂粒在造斜段和水平井段容易再次沉积。

1.7修井的水平井冲砂作业往往与解卡打捞工作同时进行，作业难度增加。

2冲砂工艺2.1洗井液洗井液的功能与常规井有所不同，受多种影响因素制约，应全面考虑其特殊需要。

应以安全快速、不损害油气层、有利于钻屑运移及低成本为目标。

必须具有高携砂能力、抗剪切、低摩阻和低伤害的特性。

因此洗井液的选择是冲砂作业的技术关键。

2.1.1洗井液体系的选择石油矿场在水平井中已试验使用过多种不同类型的洗井液体系，获得了不同程度的成功，如流变性相似的油基和水基洗井液，井眼净化能力相似。

因此在地质因素和设备条件达到要求后，成本就是选择洗井液类型的决定因素。

在克拉玛依油田，目前首选的洗井液是优质聚合物洗井液。

这是因为：2.1.1.1性能易控制。

使用固相控制设备等措施后，能有效地清除洗井液中的固相，保证洗井液性能的稳定；2.1.1.2与油基洗井液相比，其成本价格较低且环境污染程度低；2.1.1.3由于是单一体系的洗井液，性能可以按要求及时调整，以满足现场需要；2.1.1.4使用防卡润滑剂等添加剂后，其抑制性和润滑性都有大幅度改善，可满足工艺要求；2.1.1.5与油基物质的敏感性低，保护油层能力强，不易污染油层。

2.1.2密度密度是洗井液性能的重要参数。

它应永远在一狭窄的特定的界限之内，以便保持井眼稳定并防止压裂地层。