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井下水力冲砂作业技术探讨作者：刘晟来源：《城市建设理论研究》2013年第21期摘要：本文对井下水力冲砂作业技术的原理、操作规程和应对方法进行了详细介绍，对提高油气水井冲砂作业一次性成功率有很大的指导作用关键词：水力冲砂；油气水井；循环洗井Abstract:Based on the principle of downhole sand-washing operation technology,operation rules and coping mehhods are described in detail ,to impreove the success rate of sand washing operation is very imortant for oil and gas wellsKeywords:Waterpower sand washing, Oil and gas wells Circulation well washing 中图分类号：TV673一、水力冲砂作业的原理冲砂就是用高速流动的液体将井底的砂子冲散，并利用循环上返的液流将冲散的砂子带至地面的工艺流程。
油井出砂后，如果井内的液流不能将出砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉积，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产甚至停产，同时会损失井下设备造成井下砂卡事故。
冲砂的目的在于解除砂堵，恢复油井正常生产。
二、水力冲砂的种类水力冲砂分为正冲砂、反冲砂、旋转冲砂和汽化水冲砂等方式。
本文以正冲砂为主。
三、水力冲砂前的准备工作探砂面：用冲砂管柱探砂面，遇阻后，负荷下降20-30KN，连续探3次，深度一致，确定砂面位置，通过砂面位置，通过砂面位置计算出可能的砂柱高度。
工具准备：冲砂笔尖、冲砂池子、水泥车和罐车其他工具：由壬2套，90°活动弯头，水龙带，大锤，600管钳1把，900管钳2把，冲砂自封。
四、冲砂操作规程冲砂笔尖连接在下井第一根油管底部，用液压钳上紧。
冲砂洗井作业指导书
一、冲砂
（一）对冲砂液的要求
1、具有一定的粘度，以保证有良好的携砂能力。
2、具有适宜的相对密度，以便形成适当的液柱压力，防止井喷和漏失。
3、与油层配伍性好，不损害油层。
4、来源广。
（二）操作步骤及技术要求
1、施工准备：下井工具、油管按设计要求准备。
布置好水泥车、储液罐和沉降罐，连接好地面管线，准备好2—3倍井筒容积的冲砂液量。
2、探砂面：用冲砂管柱探砂面，斜尖距预计砂面10-20m时，下放速度应小于5-8m/min，悬重下降10-20KN时，则表明遇砂面，上提重新试探，2000m 以内的井两次误差不超过0.3m，则探为原始砂面，。
检泵工序及操作规程检泵作业施工工序主要有施工准备（拨驴头）、洗井、压井、起抽油杆柱、起管柱（起泵管）、刮蜡、通井、探砂面与冲砂、组配下泵管柱、下泵管柱、下抽油杆以及试抽交井等。
1拨驴头拨驴头的操作步骤及技术要求如下：1.1将抽油机停在接近下死点0.3-0.5m处，刹紧抽油机刹车（抽油机刹车一定要刹牢）。
1.2把方卡子卡在采油树防喷盒以上0.1-0.2m处光杆上。
1.3松开抽油机刹车，启动抽油机，将光杆的方卡子坐在防喷盒上，卸掉抽油机负荷，刹住抽油机刹车。
1.4卸掉悬绳器。
1.5慢慢松开抽油机刹车，启动抽油机，将悬绳器提出光杆端头，注意不要伤害光杆。
然后使抽油机游梁处于水平状态，刹死刹车。
1.6操作人员上抽油机必须系好安全带，在抽油机驴头上拴上引绳，操作人员站在支架梯子上砸掉驴头一侧的固定销子。
1.7待操作人员下到地面后，地面引绳人员朝支架梯子相反方向拉动驴头。
1.8驴头拉到位后，把驴头挂牢在抽油机的游梁上。
1.9抽油机曲柄旋转范围内不允许站人。
2洗井检泵洗井应把柱塞提出泵筒。
下入柱塞进工作筒时应缓慢下入，控制好下放速度，严禁下冲固定阀。
2.1根据油井结蜡情况决定是否进行洗井，洗井时要选择合适的洗井液，防止洗井液对地层的污染。
2.2在光杆上卡好方卡子，将柱塞提出泵筒。
2.3一般新井下泵施工要求正洗井，检泵施工要求反洗井。
2.4一般来说洗井液用量不低于井筒容积的2倍，如用清水，要求水质清洁，水温不低于60℃。
2.5若用清水洗压井，则应大排量洗井，洗井、压井两周以上，将井筒内的原油及脏物清洗干净，出口进排污系统。
2.6对于漏失严重的井，可采用液氮或二氧化碳混汽水洗井。
3压井检泵井的油层压力都不太大，除少数井油层压力高于静水柱压力外，一般情况下油层压力都低于或等于静水柱压力。
3.1在检泵作业时，必须要注意保护油层，防止油层污染。
3.2在检泵井压井时，对采用的压井液，必须根据油层压力系数和油层深度计算、选择一定密度的压井液，压井液用量为井筒容积的1.5-2倍。
井下作业施工工序操作规程1、搬迁操作规程（1)搬迁前,作业工具、物资要合理摆放，尽量降低搬迁物的高度；易滑掉物品要捆牢；关好、关牢工具箱门；认真检查绳套是否等长、有无断丝现象，不准用棕绳、麻绳、三角皮带做绳套吊工具箱及其它物品；吊车司机要听从专人指挥；吊运物品时用棕绳牵引,所吊物品下边不准站人,吊物上边、吊钩上边，游动滑车上边不准站人；在井场拖拉东西时,前、后要有人协助操作手了望指挥。
（2)当上空有电线时，严防触电或刮断电线；转弯时严防刮碰左右障碍物；过管线时，严防压破拉断、摩擦起火、飞出伤人；过倾斜危险地段时，严防拖翻伤人；若无法采取有效安全措施时,则停止搬迁.(3）拖运时，车上要有专人协助司机了望，前后有专人指挥，搬迁物上、下不准站人。
（4)拖运值班房时,值班房内不准坐人且固定牢固；值班房到新井场时，摆放要合理,距井口20米以外，50米以内，标志牌朝向井口方向.(5）拖运钻台、撬装泥浆泵及配件前,应将其固定牢固。
2、立井架操作规程(1）将钻台方钻盘中心对准井口，将修井机底座与钻台底座连接好，修井机到位后，停车后断开行走开关。
(2)打开液压油箱到每个泵之间的阀门，启动发动机,待气压正常,操纵液压手动换向阀使前后及井架主千斤伸出并找好水平，锁紧各液压千斤。
（3)井架起升前应检查内外绷绳,游动系统等绳索具，排除一切不应有的挂连。
井架无弯曲、变形；梯子、护圈齐全；天车轮和游车轮及时打黄油，保证转动灵活.(4) 操纵手动换向阀，使井架离开前支架约200mm并在此停留2min左右，检查液路系统有无漏油及压力过高等不正常现象后继续起升井架。
(5)当井架接近工作位置时,应减少手动阀的开启使井架缓慢地到工作位置后停止操作，上紧井架固定锁销螺丝,继续起升二层井架到作位置，专人上井架穿好二层井架固定锁销.（6)挂上前后防风绷绳，用井架调节拉杆调节井架的倾斜角度，使大钩中心对准井口，前后偏差小于5mm,左右偏差小于20mm，调紧前后防风绷绳和车载承载绷绳,连接好二层台逃生绷绳(与地面夹角成30O）,立井架工作结束。
氮气泡沫流体冲沙洗井技术氮气泡沫流体是一种可压缩的非牛顿流体，其独特的结构决定了其具有许多优点，如密度低且方便调节、粘度高、摩阻低、携砂能力强以及在地下与天然气混合不易发生爆炸等性能，作为入井液便于控制井底压力，减少漏失和对地层污染。
广泛应用于低压、漏失及水敏性地层冲砂、洗井、排液、修井等井下作业中。
氮气泡沫流体是由含起泡剂和稳泡剂的水溶液和氮气组成，其中氮气是分散相，液体是连续相。
气泡充分分散在水中，降低了流体密度。
由于氮气泡沫流体密度小、粘度大、携砂能力强、遇水敏性地层不会产生粘土膨胀等问题，用它做入井液可有效减少漏失，因此氮气泡沫流体可以解决其它方法无法解决的难题，如低压井、严重漏失井的洗井或冲砂。
在用常规流体冲砂、洗井作业中，由于入井液的漏失及滤失，往往会对油气产层造成一定的污染，影响作业后的产能，对于一些漏失严重井，甚至不能建立正常的洗井循环。
使用氮气泡沫流体可以有效地解决上述问题，氮气泡沫流体冲砂洗井就是利用泡沫流体粘度高、密度小、携带性能好的特点，将泡沫流体作为携带液或压井液，在油管和环空中循环，使井底建立相对于油层的负压，在此负压差的作用下，依靠泡沫流体冲散井内积砂或结蜡，以达到洗井、冲砂的目的。
泡沫流体冲砂洗井可广泛应用于各种油气井。
1氮气泡沫流体冲砂、洗井主要优点：1.1氮气泡沫密度低，可实现低压或负压循环，以免漏失；1.2氮气泡沫粘度高、滤失量少、液相成分低，可大大减少对产层的伤害；1.3氮气泡沫的悬浮能力强，可以把井底和油、套管壁上的固体颗粒或其它赃物带出；1.4可以诱导近井地带赃物外排，以解除产层堵塞，同时还可以诱导油流。
2氮气泡沫流体的特性和配置2.1在清水（或现场污水）中加入化学起泡剂，在注入适当气体（氮气）的条件下充分搅拌，使气泡的直径变小，气泡充分分散在液体中，就形成氮气泡沫流体。
泡沫的稳定程度与气泡的直径有关，气泡直径越小，越稳定。
根据加入的气体量的多少，泡沫流体的密度非常方便在0.1～0.9g/cm3之间调整，如果需要泡沫流体的密度还可更低。
冲砂、洗井操作规程
冲砂
1、下管柱要求油管无砂眼裂缝、丝扣完好有一定的密封性能，管柱不得有直径工具或附件。
2、当探砂管柱下至油层上界30m时，下放速度小于或等于5m/min，以悬重下降10KN-20KN为准，连探两次，确定砂面位置。
2000m以内的井深误差小于或等于0.3m，大于2000m的井深误差小于或等于0.5m，并记录砂面位置。
3、带冲管的组合管柱探砂面，在冲管接近防砂铅封顶或进入绕丝筛管内时，应边转管柱边下放，悬重下降5KN-10KN时连探两次，确定砂面位置，误差小于或等于0.5m，并记录砂面的位置。
4、冲砂前应装封井器并试压，调试合格。
冲砂管柱可直接用探砂面管柱。
管柱下端可接笔尖或水动力涡轮钻具等冲砂工具，冲砂工具应根据井况、历次冲砂井史合理选择。
沉淀池应将进口出口隔离，砂量多时应及时清砂。
5、冲砂管提至离砂面3m以上，开泵循环下沉后均匀缓慢下放管柱冲砂，冲砂时排量应达到设计要求。
6、每次单根冲完必须充分循环，洗井时间不得少于15min，控制换单根时间在3min以内。
7、直径Φ139.7mm以上套管，可采取正反冲砂的方式，并配以大排量（排量大小视实际效果确定）。
改反冲砂前正洗不少于30min，再将管柱上提6-8mm，反循环正常后方可下放。
8、提升设备、泵车各岗位密切配合，根据泵压、出口排量来控制下放速度。
9、连续冲砂超过五个单根后，洗井循环一周后方可继续下冲。
10、泵发生故障须停泵处理时，应上提管柱至原始砂面10m以上，并反复活动。
11、提升设备发生故障时，必须保持正常循环。
12、冲砂施工中发现地层严重漏失，修井液不能返出地面时，应立即停止冲砂，将管柱提到砂面10m以上，并反复活动。
可采用暂堵、蜡球封堵、大排量联泵冲砂、气化液冲砂或抽砂泵捞砂等方式继续进行。
(具体与顾客方协议)
13、高压自喷井冲砂要控制出口排量，应保持与井口排量平稳，防止井喷。
14、冲砂至设计深度后，应保持25m3/h以上的排量继续循环洗井。
15、洗井至进出口水质一致后为合格，（现场以目测出口含砂量或杂物有无及水质透明情况为准。
）然后上提管柱到原砂面10m以上，沉降4h后复探砂面，探砂面按4.2要求进行，记录深度。
16、冲砂深度应达到设计要求。
17、夜间施工有充足的照明，井口有防滑板，井场内有防渗沉淀池。
18、施工泵压应控制在安全压力之内。
19、冲砂弯头应完好，灵活好用。
20、弯头、水龙带与大钩用安全绳连接，冲砂过程中对弯头等各连接部位进行检查。
21、冲砂管柱不应带大直径工具，不应用3″油管进行控砂面和冲砂作业。
22、施工毕及时回收冲砂工作液。
(如与地质方案、工程设计存在差异，应以顾客方设计方案为准。
) 洗井
1、按施工设计的管柱结构要求，将洗井管柱下至预定深度。
2、安装采油树或作业井口。
3、连接进出口流程管线，至设计施工泵压的1.5倍，不刺不漏为合格。
4、根据设计要求，采用合适的洗井方式进行。
5、洗井开泵时应注意观察泵注压力变化，控制排量由小至大，同时注意出口返出液情况。
若正常洗井，对外径139.7mm套管井排量一般控制在400L/min-500L/min，注水井洗井排量可增至580L/min，高压油气井的出口喷量控制在50L/min以内。
对Φ177.8mm以上套管井排量大于或等于700L/min。
6、洗井过程中，随时观察并记录泵压、排量、出口量等数据。
泵压升高，洗井不通时，应停泵及时分析原因进行处理，不应强行憋泵。
7、严重漏失井采取有效堵漏措施后，再进行洗井施工。
(与顾客方协议)
8、出砂井优先采用反循环洗井，保持不喷不漏、平稳洗井。
若正循环洗井，应正常活动管柱，防止砂卡。
9、洗井施工中加深或上提管柱前，修井液循环一周以上方可动管柱。
10、洗井深度和作业效果应符合施工设计的要求。
11、最大限度减少修井液向地层漏失，以减少对地层的污染和伤害。
12、储液罐形状规则、摆放平整，保证进出口液量排量准确。
13、洗井泵压应控制在安全压力范围内。
14、洗井至进出口水质一致后合格（现场以目测出口含砂量、杂物有无及水质透明情况为准。
）
15、冬季施工时防冰堵形成的高压对设备和人员造成伤害。
(如与地质方案、工程设计存在差异，应以顾客方设计方案为准。
)。
