冲砂

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对冲砂问题的分析及对策

我们以前在内地进行冲砂作业,一般都在套管内,而且井内情况不复杂,大家对排量的问题不是特别注意,只是象以前一样采用排量300L/s或上等等,对这个排量的由来反而不是很重视,由此形成了一种定式,认为冲砂在这个排量都可以,结果到了新疆,复杂情况增多,出现砂埋等一些不该出现的问题。

如某井井深5200m,直井。采用Φ89mm外加厚油管进行作业。由于此井经过两年的采油,液面已降到600m左右,采用密度1.2的盐水,漏失速率为2.5L/s。现此井经探砂面5170m,有砂30m,要求冲砂作业,但用笔尖未冲动,所以采用井下螺杆钻+三牙轮钻头进行冲砂,施工作业3小时冲砂到底,但随后出现砂埋卡钻。

综观此次施工,原因就是排量不够,造成砂未能及时排出,但井内情况复杂,考虑不周也是重要原因。

一、此井套管基本数据

套管规格

(mm) 钢级 下深

(m) 一壁厚

(mm) 水泥返高

(m)

244.5 N80 3765.0 11.2 地面

177.8 N80 3700-5200 9.19

二、石英砂在清水的沉降速率见下表

砂样规格 沉降速率(实测) (沉降速率)计算 (mm) (cm) (cm)

0.78 12.5 12.23

0.73 11.46 11.45

0.58 9.47 9.09

0.49 8.5 7.68

0.24 3.67 3.76

0.19 2.63 2.72

此井以砂粒最大为0.78mm进行说明

三、套管环空上返速度表

套管规格

(mm) 壁厚

(mm) 油管规格

(mm) 每米体积

(L) 环空每米容

积(L) 冲砂泵排量

(L/min) 环空上返速度

(m/s)

139.7 7.72 73.02 4.19 8.54 200 0.390

300 0.585

500 0.976

177.8 10.35 73.02 4.19 15.11 500 0.552

800 0.882

1000 1.103

244.5 11.99 88.9 6.22 31.88 500 0.262

1000 0.523

1500 0.785

从上表中可知,泵排量、油套环空容积和环空上返速度有很大关系,我们在修井过程中,冲砂作业一般都用清水,盐水和无固相液的携砂能力与清水差不多,所以,用清水冲砂时,油套环空的上返速度起着很关键的作用。如上返速度过低,砂带不出井口,施工时就会形成砂埋管柱,引起事故。一般我们说的大排量洗井500L/min,是针对Φ139.7mm套管说的,这种井一般不深,2000-3000米,这时它的上返速度达到0.976米/秒,远大于0.125米/秒的下沉速度,上返时间也就在一个小时左右,所以这是较理想的一种情况,一般不会有砂埋现象。但对于Φ244.5mm套管来说,500L/s的排量出速率仅有0.26m/s,只比理论下沉速率大1倍,而且上返时间需要5小时,考虑砂粒下沉,需要10小时左右,这在施工时很容易出问题。所以在实际工作中要尽量增加排量,缩短带砂时间,这样才能避免砂埋的出现。

施工措施:

1、在冲砂前,循环出液后,要测出口的返出速度,如返出速度过低,不能进行冲砂作业,采用出口排量,可以有效排除井漏对上返速度造成的影响。

2、根据套管情况和上返排量选择下井工具,如所选工具不满足排量要求,坚决更换。如用螺杆泵,在177.8mm套管中能选择的最大螺杆钻外径为150mm,最大排量只有48方每小时,对此井并不合适,只能采取其他方式,最好用钻杆+转盘进行冲砂,这样可以充分发挥泥浆泵的排量。

3、根据井内情况优选修井液,此井现在的压力系数已很低,仍采用密度1.2的盐水,造成井内漏失严重,既对井造成了严重污染,又对泵的排量造成了很严重的影响,如降低压井液密度,可以提高泵效,增加泵排量,避免此次事故。