油田冲砂清洁生产工艺的探讨

油田冲砂清洁生产工艺的探讨

吴春海孔辉侯光南

中石化胜利油田胜利采油厂吴春海孔辉侯光南

摘要：立足油田清洁生产，对修井冲砂工艺、工具和配套技术进行优化，应用后效果显著。

关键词：油田；清洁生产；修井工艺目前，油田已进入特高含水开发后期，地层胶结日趋疏松，受油井工作制度和工艺措施等因素影响，地层出砂日趋严重，冲砂工作量逐年增大，年冲砂施工700余井次，占修井施工总数的25%以上，冲砂的一次成功率较低。优化冲砂工艺，延长油井免修期，实施清洁生产，已经成为提高修井综合效益的必由之路。

1冲砂工艺现状分析油田地层压降大，单井大排量提液与单层注采不平衡，出现了生产主力层亏空现象。目前平均动液面566m，地层压力较开采初期下降5~6MPa，注采比仅为0.95，其中年冲砂的700余口井中，漏失井占48%。由于地层漏失，使冲起的悬浮砂连同冲砂液漏进地层，井筒内的砂无法带至地面，导致了严重后果：一是作业开井生产后，冲进地层的游离砂又回抽到井筒内，使开井初期出砂量增加，造成抽油泵砂卡、活塞磨损，砂埋油层不供液的现象提前出现，严重影响了油井免修期；二是冲砂液漏入地层，造成了不同程度的油层损害；三是悬浮砂中途漏失，易发生井下砂卡事故，导致重复修井施工。

目前，冲砂方式主要有水力冲砂和机械捞砂两种方法。其中，水力冲砂包括净化水循环冲砂、化学堵漏冲砂及负压泡沫冲砂等；机械捞砂包括油管捞砂和钢丝绳捞砂。多年来油田一直沿用常规的水力冲砂，由于对不同井况的施工缺乏适应性研究，冲砂成功率较低，影响了油田开发效果。受工艺本身和现场施工等因素影响，产生的砂、油、污水造成了严重的环境污染。

2清洁生产工艺的优化针对胜坨油田冲砂施工特点，引入清洁生产管理理念，对各种冲砂工艺进行适应性研究，以提高修井一次成功率，降低作业成本，实现修井冲砂作业清洁生产。

2.1清洁生产工艺的选择水力冲砂是传统工艺，应用具有一定局限性，需要对其适应性进行深入研究。研究表明：净化水循环冲砂工艺适用于地层能量高、不漏失或轻微漏失的井，该工艺虽然操作简单，但油水污染严重，尤其不适用于地层严重漏失井。化学堵漏冲砂技术适用于一般漏失井，使用范围约占可冲砂井的35%。化学堵剂的成分是以高分子聚合物增体系为主，辅以可油溶的固体颗粒或单项压力封闭剂。增粘剂用于降低冲砂液的渗透能力，固体颗粒在地层中起充填、桥堵、塞堵、涂敷作用，将漏失层暂时封堵；另一种是屏蔽型暂堵剂，该堵剂借鉴钻井屏蔽暂堵技术，其独特的流动增堵建墙能力和再堵性，对空隙和裂缝较大的漏失层有独到的堵漏效果。化学堵漏冲砂使用了化学药剂，施工作业成本较高，同时对油层产生了一定程度的污染实践认为：提高水力冲砂成功率的关键是前期选井，要因地制宜，对症下药；如果工艺路线选择的不准确，极易造成油层污染和地面污染，施工的成功率很难保证。机械捞砂工艺是推荐的清洁生产工艺。该工艺克服了水力冲砂适应性差等缺点，直接将地层砂从井底取出，有效避免了水循环产生的各类污染，应用范围十分广泛。目前，捞砂方式分为油管输送和钢丝输送两种形式，其主要装置是捞砂泵，由上部接头、泄油孔、外筒、柱塞、固定球阀、挡砂器和底阀组成。工作原理是靠抽砂泵柱塞的上下往复运动实现抽吸作用，将井筒内的液体和砂子抽入沉砂管，液体从泄油孔排出，砂子沉于沉砂管中，提出沉砂管实现捞砂目的。该技术的主要优点：一是工序简单、污染少、使用范围广，操作具有连续性；二是成本低、施工周期短，单井节约直接成本7000元，施工周期缩短4~6个小时；三是成功率高，达到93.3%。

2.2冲砂工具的优化井况是制约修井冲砂质量的另一关键因素，工具选择必须因地制宜。一般采用φ52mm×φ150mm×φ38mm组合冲砂管柱，解决套管缩径井冲砂施工；采用异型笔尖避免工具砂堵，增强冲刺力；采用异型铣锥处理套管内胶皮阻卡问题；采用四棱刮刀处理井筒内杂物。

2.3配套应用技术为确保冲砂施工质量，应建立单井井史档案，对地层漏失、井况做准确描述，为冲砂工艺的选择提供可靠依据。工艺配套建议采用连续冲砂装置，提高冲砂时效；推广使用油管验漏装置，确保管柱密封；施工时应使用冲砂自封封井器和冲砂单流阀，确保井口施工安全、便捷；使用水砂分离器和冲砂专用罐，确保冲砂质量。在设备选型方面，应改造钢丝绳捞砂动力设备，简化操作过程，提高设备的现场应用性。

3效益评价修井冲砂工艺的优化应用，减轻了现场操作人员的劳动强度，降低了冲砂事故发生几率，有效地避免了多次施工污染，提高了修井综合效益，实现了施工清洁生产。胜坨油田实施一年来，节约特车劳务127.89×104元，节约暂堵剂费用47.25×104元，节省作业费150×104元，节约作业劳务费用31.75×104元，减少作业占产增效67.05×10万元。年创综合效益约423.94×104元。

4结论a）提高了修井作业质量，延长了油井免修期，降低了作业成本，实现了清洁生产，推广后见到了显著的经济效益和环境效益。

b）提高了修井冲砂施工一次成功率，减少了冲砂工作液进入地层，有效避免了油层损害。

c）对缩径、弯曲、落物及大井斜等井况复杂的油井，冲砂成功率还不高，还需进一步开发有针对性的冲砂工艺技术。