水平井冲砂洗井技术研究
浅析水平井连续冲砂技术
浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种在水平井钻井作业中应用的技术，通过连续注入冲砂液体，将井孔内的固体颗粒物质带出井口，保持井孔的清洁，提高钻井效率。
下面将对水平井连续冲砂技术进行浅析。
1. 技术原理：水平井连续冲砂技术是基于水平井钻井的工程实际需求而发展起来的。
水平井钻井过程中，井孔内可能会产生大量的固体颗粒物质，例如岩屑、泥浆等，这些物质会对井口、钻杆造成堵塞和磨损，进而降低钻井效率。
采用连续注入冲砂液体的方式，通过液力传动来清除井孔内的固体颗粒，是一种有效的解决方法。
2. 技术流程：水平井连续冲砂技术主要包括冲砂液体的配制和注入、井孔内固体颗粒的悬浮和带出、冲砂液体的回收和再利用等流程。
需要准备冲砂液体，冲砂液体通常由水、添加剂和一定比例的固体颗粒组成，具有一定的黏度和悬浮性能。
将冲砂液体通过管道系统注入到井孔内，注入点通常位于钻头以下的位置，通过喷嘴将冲砂液体喷射到井孔内，形成一定流速和流量的液流。
然后，冲砂液体在井孔内产生了足够的流动速度和压力，将井孔内的固体颗粒物质悬浮并带出井口，保持井孔的清洁。
固体颗粒物质随着冲砂液体一起流出井口，在一定设备的作用下进行固液分离，将固体颗粒物质从冲砂液体中分离出来。
将分离后的冲砂液体回收并进行处理，去除其中的固体颗粒物质，使其恢复到适合再利用的状态。
可以通过离心分离、筛选等方法对冲砂液体进行处理。
3. 技术优势：水平井连续冲砂技术具有以下优势：（1）保持井孔清洁：通过连续注入冲砂液体，能够及时清除井孔内的固体颗粒物质，有效保持井孔的清洁，减少钻井作业中的堵塞和卡钻问题。
（2）提高钻井效率：水平井连续冲砂技术能够快速而高效地将固体颗粒物质带出井口，减少钻井作业中的停机时间，提高工作效率。
（3）降低钻井成本：由于连续冲砂技术能够减少钻井作业中的堵塞问题，降低设备的磨损和损坏，能够降低钻井成本。
石油行业科技成果论文水平井及复杂井连续正反冲砂
水平井及复杂井连续正反冲砂技术研究与应用参加人水平井及复杂井连续正反冲砂技术研究与应用一、连续正、反冲砂技术与传统冲砂方式对比1、传统冲砂方式目前，油田油水井冲砂作业通常采用正冲砂或反冲砂方式。
其中正冲砂冲击力强，容易冲动力油砂，但因套管容积大，上返速度小，携砂能力弱，易造成砂卡、砂埋冲砂管柱；反冲砂携砂能力强但冲击力弱；两种冲砂方式在接单根过程中，都需要停泵操作，停泵后冲砂液不流动，容易砂卡（堵）管柱。
特别是水平井及复杂井，冲砂作业风险大，周期长，很多油水井发生砂卡造成大修甚至报废。
2、连续正、反冲砂技术为解决传统冲砂方式存在的严重缺陷，避免砂卡事故风险，研发了水平井及复杂井连续正反冲砂技术。
该技术最大的优势就是：冲砂全过程不停泵，连续冲砂、连续携砂上返；在遇到复杂情况时，可以随时转换正反冲砂方式，确保了冲砂过程屮的井下安全。
表1各种冲砂方式对比表二、连续正反冲砂技术原理：连续正反冲砂技术是利用井口特殊密封装置、冲砂换向阀组及地面三通和控制装置，实现在下放及接单根时，不停泵作业，利用反冲砂携砂能力强的特点，实现安全、高效的冲砂作业。
由于使用了冲砂换向阀组和地而三通，不但可以做到接单根不需停泵, 还可以随时倒换阀门，变换正、反冲砂方式。
1、反冲砂方式示意图2、正冲砂方式示意图三、连续正、反冲砂技术的特点1、安全：以往冲砂时，需要停泵接单根油管，由于害怕砂卡，人员施工时间紧任务重，容易造成人员伤害。
如果接单根油管时间稍长，极易造成砂卡管柱。
本技术采用连续反冲砂装置，接单根时不需停泵，冲砂、携砂液流不间断，携砂液在油管内连续、匀速上返，不必担心发生砂卡事故，使接单根操作变得轻松愉快，保证了人身和油井的安全。
三通处接安全阀，保证了憋泵时管线的安全。
2、高效：由于冲砂液一直保持连续，井内流体携带砂子匀速上升，连续反冲砂提高了携砂速度，节省了接单根循环洗井的时间，使冲砂作业速度大大提高。
按现场保守的速度，从接单根到下放冲砂完毕，每个单根，仅用不到10分钟，连续作业，安全顺畅。
浅析水平井连续冲砂技术
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。
技术论文-浅 谈 水 平 井 冲 砂
浅谈水平井冲砂随着油田的不断开发，水平井的大量出现，也相应产生了需要进行修井作业的水平井。
冀东油田由于其地理环境影响，水平井占了较大的地位，类型有：常规水平井、侧钻水平井、大斜度水平井、分支井、鱼骨型分支水平井。
大修一队在水平井冲砂方面，取得了不少的实践经验，也给我们对各种水平井冲砂理论进行了验证和充实。
不管是任何水平井，都是由造斜工具不断造斜产生的，可以看作是多个不同井斜角变化的多边形组成的，这是它们的特点。
受重力影响，这类井的井筒出现问题后比直井要更加严重，更加复杂，需要在多环节上技术把关，才能恢复该类油井的正常生产。
这类井井筒出现的问题有如下特点：（1）受重力作用，油层砂粒更易沉积于井筒，形成长井段的“砂床”，严重时形成砂堵井眼。
（2）井内施工管柱紧贴油层套管底边，管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的双重作用，更易形成卡钻。
（3）摩擦效应随着井眼曲率及井斜的不断增大而增加，钻压有很大一部分与井壁的摩擦力抵消了，不易确定作用在井下工具上某一时刻真正的钻压值。
（4）无论修井液携砂能力多么强，总有部分砂粒在上返途中留在井壁底边，致使摩擦面积的增大，导致井况复杂。
（5）当管柱与油层套管的筛管井段或射孔井段静止接触时，还有可能发生粘附卡钻。
一、砂柱或砂床的形成及特点（1）沉积物主要是地层砂、修井液中的固相颗粒以及施工作业后遗留的固相沉积（如钻水泥塞后的灰屑、油管内外的铁锈等）。
（2）地层砂随着地层流体流入井筒并重新沉降形成砂床。
（3）筛管完井的井沉积物主要是地层砂及修井液、暂堵剂等残留物。
二、冲砂的特点（1）沉积时间长的砂柱或砂床，需要较大的排量及钻压才能够冲动砂子。
如果沉积时间过长，还需要用钻头或者刮刀搅散沉砂。
实例：XXXX井，水平段长410m，最大井斜91.01度，井段为1844.6-1852m，13.4m/3层，用活性水15方反循环冲砂，泵压3MPa，排量400L/min，井段1823.90-1840.39m，进尺16.49m，冲下φ73mm加厚油管2根，返砂0.19方，加压5吨无效，分析砂粒粘结比较结实，决定下钻钻松该井段砂子后再进行冲砂，下φ116mm三牙轮钻头+φ100mm螺杆钻，遇阻深度1840.39m，用活性水150方正循环钻铣，泵压3MPa，排量400L/min，钻压12MPa，井段1840.39-1998.5m，进尺158.11m，钻下φ73mm加厚油管17根，返砂1.9方。
水平井冲砂工艺技术探讨
水平井冲砂工艺技术探讨【摘要】水平井与直井冲砂的主要区别在水平井段，由于重力作用，砂粒在水平井段内自由沉降方向与液流方向近乎垂直，所以水平井冲砂是否成功，冲砂液排量大小已不是主要因素，关键是冲砂液要具有很好的悬浮和携带能力。
本文主要简要的分析了水平井的冲砂技术。
【关键词】水平井冲砂探讨水平井能有效提高油田的采油速度和采收率，加之钻井及完井技术的日益进步，使水平井技术在油气田开发中得到广泛应用。
但水平井修井方面仍有诸多技术还处于研究探索阶段，如水平井冲砂工艺技术就是目前国内许多油田仍在研究探索的修井技术之一。
1 水平井冲砂工艺的特征1.1 水平井冲砂特点水平井井身结构的特殊性，决定了水平井冲砂与直井有所不同，主要区别有以下几点：（1）在水平段环空流体速度偏差很大，在靠井壁底面位置流速很低，携带能力大大降低，尤其在管柱静止时这种现象更加突出；（2）井壁残留沉积物易导致钻具被卡，但循环通道在短时间内依然存在，施工时不易发现这种异常情况；（3）同一口井中，不同井斜角井段的作业参数不同，选择最关键的井段，即30°～60°井段和水平井段，作为施工方法和洗井液性能选择的依据。
1.2 水平井冲砂难点（1）由于水平井没有沉砂口袋，砂粒从地层中进入井筒后直接落在生产井段内逐渐形成砂床，由于各种原因压实的砂床，具有一定的强度，硬探砂面时管柱已从砂床上穿过，地面指重表没有明显显示，冲砂是只能按最终硬探的深度冲砂，导致砂面数据不准确。
（2）井内管柱贴近井壁低边，管柱受“钟摆力”和摩擦力的双重作用，易卡钻。
（3）在水平井段，无论修井液携砂能力有多强，总有部分地层砂在上返途中留在井壁低边，形成砂屑床，致使摩擦面积和扭矩增大，导致井况复杂。
（4）冲起的沙粒在水平段容易再次沉砂，由于水平井需冲砂的井段长，在进入造斜段后，垂向间距逐渐缩小，使修井液中携带的砂子沉降距离缩短，接单根时容易使砂子产生沉降形成砂桥。
2 水平井冲砂的分类2.1 水平井套管内冲砂工艺技术水平井套管冲砂时可以采用常规的光管反循环冲砂。
浅析水平井连续冲砂技术
浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种在油田开发中常用的油藏开发技术，其主要原理是通过注入高速水流和固体颗粒混合物，将管道和油层中的固体颗粒冲刷出来，从而保持水平井的生产能力。
本文将对水平井连续冲砂技术的原理、优点和应用进行简要分析。
水平井连续冲砂技术是通过注入高速水流和固体颗粒混合物，形成高速水流固体颗粒悬浮液，持续冲刷油管和井壁，从而将井下的沉积物冲出来。
该技术的主要装备包括连续冲砂装置和注液装置，连续冲砂装置主要由管道、泵浦、混合室和喷嘴组成，用于形成高速水流固体颗粒悬浮液；注液装置主要由泵浦、输送带和喷嘴组成，用于输送固体颗粒至混合室。
在实际操作中，注入的固体颗粒主要是石英砂和胶结材料，其直径一般在0.5-1.0mm之间，能够有效地冲刷井壁和管道内部。
水平井连续冲砂技术的具体操作步骤如下：将固体颗粒与水混合，形成悬浮液；然后，注入高速水流，将混合物送至井下；利用高速水流将固体颗粒冲刷出井口。
通过连续冲砂技术，可以有效地清除井下的沉积物，提高水平井的生产能力。
二、水平井连续冲砂技术的优点1. 提高采收率水平井连续冲砂技术通过连续冲刷井下沉积物，能够有效地提高井下的产量。
由于水平井的产量主要受到井下固体颗粒的影响，因此通过连续冲砂技术清除井下的沉积物，可以提高井的产值，提高采收率。
2. 增加井下储量3. 降低运维成本水平井连续冲砂技术可以降低运维成本。
在油田开发过程中，由于井下存在大量的固体颗粒和沉积物，会导致井下设备的损坏，通过连续冲砂技术清除井下固体颗粒，可以降低设备的损耗，降低运维成本。
4. 减少停产时间水平井连续冲砂技术是一种非常重要的油藏开发技术，通过连续冲刷井下的固体颗粒和沉积物，可以有效地提高井下产值，提高采收率，降低运维成本，减少停产时间，是一种非常值得推广和应用的技术。
未来，随着科学技术的不断进步，水平井连续冲砂技术必将在油田开发和油藏开发中发挥越来越重要的作用。
浅析水平井连续冲砂技术
浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种用于在水平井中进行冲击及清理井眼的工艺技术。
水平井连续冲砂技术能有效地清除水平井井眼中的杂物和增加井眼的有效直径，从而提高井眼的产能和延长井眼的寿命。
本文将就水平井连续冲砂技术的工作原理、优点和应用范围进行详细的分析和浅析。
水平井连续冲砂技术是利用液压冲击将浆液、砂粒等冲击入井眼，然后利用液流将杂物和冲入井眼的颗粒带出井口。
其工作原理主要包括两个方面：冲击原理和清理原理。
1. 冲击原理：水平井连续冲砂技术的冲击原理是利用高压液体的冲击力将砂粒等颗粒物冲击入井眼中。
通过控制冲击力和冲击频率，可以控制冲砂的效果和速度。
冲击力越大，冲击效果越好，但也需要注意控制冲击力的大小，避免对井筒产生损伤。
2. 清理原理：水平井连续冲砂技术的清理原理是利用液流将冲入井眼的颗粒物带出井口。
清理液体的流速和流量可以影响清理效果。
清理效果好的液体流速和流量可以迅速带出井眼中的杂物和冲入的颗粒物，从而保持井眼的清洁状态。
二、水平井连续冲砂技术的优点水平井连续冲砂技术相比传统的清理方法，具有以下几个显著的优点：1. 清洁效果好：水平井连续冲砂技术采用冲击和清理相结合的工艺方法，可以有效地清除井眼中的杂物和颗粒物，清洁效果好。
2. 作业效率高：水平井连续冲砂技术可以实现自动化作业，减少人工操作，提高作业效率。
而且，可以实现长时间连续作业，提高作业效率。
3. 安全可靠：水平井连续冲砂技术采用液压冲击和清理的方法，操作简单、安全可靠，避免了传统的清理方法中可能存在的安全隐患。
4. 适用范围广：水平井连续冲砂技术适用于各种类型的水平井井眼清理，适用范围广泛。
5. 经济效益好：水平井连续冲砂技术可以提高井眼的有效直径，增加井眼产能，延长井眼寿命，带来良好的经济效益。
1. 油田水平井井眼清理：水平井连续冲砂技术适用于不同类型的油田水平井井眼清理，可以提高井眼产能、延长井眼寿命。
水平井连续冲砂技术是一种具有广泛应用前景的技术，它的工作原理简单明了、清洁效果好、安全可靠、经济效益显著。
水平井冲砂技术的改进与应用资料
6、现场施工工艺的设计
水平井冲砂施工过程中必须保证连续作业，杜绝意外造成停泵循环的 现象，如果要停泵，必须上提冲砂管柱至井斜小于30°的直井眼内。另外 根据井身倾角的不同，排量设计和工具的运动有所不同，具体分为如下几 个阶段： （1）0～30°基本与直井冲砂方式相同，冲砂过程中不要急于求成，
以0.5m/min 稳定的速度下放管柱。
充分清除。
水平井液力驱动旋转式井下清砂器
三、水平井冲砂工艺技术研究
2、水平井冲砂工具的设计
⑤采用分级管柱组合，保证强度及液流上返速度 为了保证上返冲砂液速度，并考虑地层存在漏失，冲砂管柱 匹配时，尽可能减小环套空间，对通径水平井一般采用二级管柱 组合，对变径的侧钻水平井、分支水平井最多可设计三级管柱组 合，冲砂管材质全部采用韧性好的N80级钢材。 ⑥采用大倒角油管接箍 为了减少油管壁外接箍与套管及完井筛管的刚性刮削作用， 延长水平井的寿命周期，对油管接箍进行改进，加大导斜面面积，
三、水平井冲砂工艺技术研究
水平井冲砂技术研究
水平井冲砂技术研究发布时间：2021-05-20T10:51:23.560Z 来源：《基层建设》2020年第31期作者：王光荣[导读] 摘要：水平井应用规模迅速扩大，但由于其井身结构的特殊性，地层出砂后容易形成砂床，不易冲洗。
河南省濮阳市中原油田份公司采油气工程服务中心作业五大队河南省濮阳市 457001摘要：水平井应用规模迅速扩大，但由于其井身结构的特殊性，地层出砂后容易形成砂床，不易冲洗。
水平井冲砂洗井效果将直接影响其产能和开采成本。
基于此，文章主要围绕水平井冲砂技术进行分析，以供参考。
关键词：水平井冲砂技术一、水平井及积砂原因分析水平井是一种在目的层中具有相应长度的水平井段，且井斜角角度最大能够达到九十度的特殊井，此种特殊井主要由四个结构组成，分别有垂直段部分、造斜段部分、稳斜段部分以及水平段部分。
通常情况下，水平井被应用在裂缝性的油气层，或者较薄的油气层中，作用就是扩张油气层的实际裸露面积。
与普通竖井相比起来，水平井与其本质上的区别主要在于井斜角的最大角度，水平井井身是以水平的方向钻进，并且有一定长度，井眼部分在油层当中有一段延长结构，比普通竖井的集油面积更大，可显著优化采油效果。
一般来说，水平井都呈上翘型，集油过程中如果油层中存在砂粒，砂粒将会跟随原油共同流入井筒之内，在此过程中尺寸直径较大的砂粒会先沉淀在底部的水平段，慢慢形成砂床，直径尺寸较小的砂粒会跟随原油继续流动，原油流入到垂直段之后会增大流动的面积，随之降低流速，此时砂粒会继续沉淀，长久以来就会逐渐形成砂堆把油层覆盖起来。
产出原油当中如果存在砂粒，在泵出原油期间会随原油进到抽油泵装置中，对齐造成磨损，影响起采油效率，甚至阻碍其正常运行。
二、水平井冲砂技术应用必要性分析水平井中的造斜井段部分以及水平井段部分长度较长，井筒的轴线变化形态不规则，地层的砂粒随着原有进到井筒后经过沉降形成了砂床，砂床长期受到压差作用力会逐渐固化，长此以往会导致采油设备严重磨损，阻碍油井正常运行生产，为此必须要采用冲砂技术将井中沉积的大量岩屑清除，而过去应用的传统冲砂工艺不能实现连续施工，如果处理不当还会加速砂粒的再次沉淀积累，容易卡死冲砂的管柱，严重者甚至会导致油井大修或者直接报废。
浅析水平井连续冲砂技术
浅析水平井连续冲砂技术
水平井连续冲砂技术是一种现代油气开采技术，它通常是在水平井中采用高压水流冲刷地层，以实现油气开采的技术，从而大大提高了油气开采率。
水平井连续冲砂技术利用高压水流将采油杆下方地层冲刷，打通油气藏与水平井的连通，从而实现更好的油气开采效果。
这种技术可以在水平井中进行，也可以在定向井中进行。
它可以应用于不同的油气藏中，包括致密油气藏、页岩油气藏、低渗透油气藏等。
该技术的主要优势包括：
1.提高油气开采率
这种连续冲砂技术可以有效提高油气开采率，因为高压水流可以将地层中困难到达的油气洗出来。
同时，它可以与油藏保持良好的连通性，以实现更快更高效的油气采集。
2.减少油气采集难度
由于高压水流可以清洗地层，因此将减少沉积物、泥、沙和其他堵塞地下油气藏的物质的数量，减少琐碎的清理工作，从而更容易地采集油气。
3.减少环保风险
水平井连续冲砂技术可以减少开采过程中对环境的影响。
使用合适的排水和垃圾处理设备，可以有效地处理排出的沙和硬质残留物，以减少船舶和鱼类因此而受到的环境污染。
4.技术成熟稳定
水平井连续冲砂技术是一项成熟稳定的技术，它已经在油气开采领域得到广泛应用。
该技术的使用寿命长，而且在正确使用和保养的情况下，设备维护成本也比较低。
5.适用范围广
水平井连续冲砂技术可适用于各种类型的油气藏，包括深层油气藏、低渗透油气藏、致密油气藏等。
此外，它还可以处理地质复杂的地层，包括含大量固体颗粒的地层和红层地质。
需要注意的是，水平井连续冲砂技术也存在一些缺点，例如可能会影响井口和沉积物存量，需要采取一些措施来解决这些问题。
水平井冲砂技术
油层中形成一层暂堵屏障，防止冲砂液漏入地
层。冲砂结束后，暂堵剂在地层中经过一段时
间自行分解，不影响油井产量。
5、水平井暂堵冲砂技术
现场常用两种方式：
①、双泵反循环暂堵冲砂技术
②、正循环连续、暂堵冲砂技术
5、水平井暂堵冲砂技术
暂堵剂选择原则： 暂堵效果好 渗透率恢复值大（24小时、最终） 施工方便、经济性好
套管内换向连续冲砂施工实例
①、D45-平1上修原因（油层出砂，冲砂卡阻，生产周期短） 该井是利用水平井开发的试验井，2006年底完钻，水平段长 140m，井斜角变化较大（最大井斜角位置1072/100度），钻遇 油层101.5m（油层87.9m/2层+低产油层13.6m /2层），2007年3 月投产后，下Φ56泵深度850m, 最高日产液52T（油31T，产水 21T），正常生产周期不到20天，产量逐渐下降5T，动液面由 130m下降到750m。分析油层砂埋，决定冲砂检泵。冲砂情况如 下：5月22日，普通冲砂遇阻卡多次，经过活动后冲砂到1100m， 地层漏失比较严重，由于继续加深冲砂很困难，请示提出投产， 两天后卡泵；后来经过多次冲砂作业，均遇到同样的阻卡问题， 投产后很快就砂卡，无法正常生产而待修。
连续冲砂装置+冲砂换向封 隔器，实现反循环连续冲砂： 换向封隔器中心管内部设 计成两个互相独立的液室，冲 砂液从油管内部到达换向封隔 器的一个液室后，从下方的侧 孔进入油套环空，到达井底进 行冲砂。返液进入油管内部到 达换向封隔器的另一个液室， 从上方侧孔出来，通过衬管和 套管之间的环空返出。
4、套管内换向连续冲砂技术
套管内换向连续冲砂施工实例
②、D45-平1井连续冲砂过程 施工时间：2007年9月2日 冲砂管柱：旋流冲砂笔尖+无 接箍油管+挠性接头+常规冲 砂管管柱 冲砂方式：采用套管内换向连 续冲砂，地面配套应用车载密 闭除砂收油装置
水平井冲砂作业技术研究
水平井冲砂作业技术研究发布时间：2022-04-01T06:59:37.854Z 来源：《科学与技术》2021年第32期作者：袁雄标[导读] 水平井井筒出砂严重影响井筒正常生产，传统方法冲砂时，冲砂管柱接单根必须停泵，由于地层亏空严重，导致返排率极低、污染储层，同时存在卡钻的井下风险。
袁雄标中石化华北油气分公司采油一厂陕西咸阳 712000摘要：水平井井筒出砂严重影响井筒正常生产，传统方法冲砂时，冲砂管柱接单根必须停泵，由于地层亏空严重，导致返排率极低、污染储层，同时存在卡钻的井下风险。
如何选择恰当的技术提高水平井冲砂作业返排率，对提高水平井长周期生产稳定具有重要意义。
关键词：油层出砂；负压旋流；连续冲砂前言水平井可大幅提高单井产量和原油采收率，在各采油厂应用十分普遍。
然而由于水平井井身结构的特殊性，随着开采的进行，地层砂更易进入井筒，在井筒底部形成砂床甚至可能堵塞井眼，导致设备磨损及产量下降。
因此，水平井冲砂洗井效果直接影响其产能和开采成本，水平井的修井作业施工难度大，突出反映在冲砂工序上。
1井筒出砂的危害1.1井筒故障多近些年通过统计分析水平井维护性作业得出其中因出砂造成的凡尔磨损漏失、活塞卡、泵筒拉伤、眼管堵等问题占据了检泵井次约25%的比例。
1.2冲砂成本高相比较定向井冲砂，水平井冲砂时间长、费用高，难以适应新形势下采油厂生产作业降本提质增效的目标需要。
2水平井的冲砂难点水平井的井眼轨迹和产液中的泥砂在运移过程中受重力作用的影响，使得水平井中泥砂沉积有两个特点：一是在水平段的低位形成砂床；二是在造斜段附近形成砂桥。
水平井的井眼轨迹、井身结构和水平井的积砂特点，决定了水平井冲砂面临以下困难：冲砂管柱下放、上提过程中遇阻；接单根过程中，砂子沉降易砂卡冲砂管柱；冲砂液易在流动阻力小的水平段井眼上部形成循环通道，下部的砂床难以彻底清理干净；老油区的地层压力普遍较低，水平井的油层裸露面积又大，水力冲砂过程中冲砂液携砂漏入地层，造成反复冲砂和储层伤害。
关于对水平井冲砂技术的研究与应用
关于对水平井冲砂技术的研究与应用【摘要】随着我国科技水平的不断发展和石油工业的快速进步，我国的油田开采技术水平不断提高，油井技术的应用也越来越广泛。
在这些力量的推动下，水平井的技术也是更上了大的台阶。
常规的水平井修井的作业技术相对于普通的油井作业会有很大的不同，这主要是因为水平井的井身的特殊性，它的井段开始处是一段斜段，随之是很长的水平段，这就使得整个井筒的轴线是不规则的，因此对于水平井的修井施工作业会相应的复杂，技术应用也会存在一定的要求。
本文就是从水平井的冲砂技术出发，对水平井冲砂技术的现状、水平井冲砂工艺的特点以及施工作业的设计应用进行简单的介绍。
【关键词】水平井冲砂技术技术现状工艺特点施工设计技术应用近些年来，油田工作者通过对水平井修井施工作业的现场实践和理论研究分析，研究了一整套水平井冲砂专业的工具和技术，工作人员再根据水平井在施工作业时的出砂的状况采取相应的水平井冲砂工艺。
下面，笔者就对水平井冲砂技术的现状、水平井冲砂工艺以及工具特点进行介绍。
1 水平井冲砂技术的现状1.1 水平井的积砂特点水平井就是井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。
它的井眼在油层中水平延伸相当长一段长度。
因此水平井大概分为四个部分：垂直段、造斜段、稳斜段和水平段。
水平井一般都呈现上翘式，因此当油层出现砂粒后就会跟随着油液进入到水平井井筒。
大一点的沙粒就会最先沉积在水平井的水平段形成了砂床，小一点的沙粒随着油液流动，但当进入到水平井的垂直段后由于油液流动的面积增大导致流速降低，一些沙粒就会继续沉降和积压，形成沙堆。
而产出的液体如果携带着沙粒进入抽油泵，还极易造成机器磨损和沙粒掩埋油层，这些情况都会导致油井不能正常作业。
1.2 水平井冲砂遇到的难题。
水平井具有独特的井身结构，因此在进行水平井冲砂施工作业时候采用常规的冲砂技术就会呈现出很多的问题，而不使用常规冲砂，通过采用高成本稀油进行冲砂大大提高了冲砂成本却冲砂结果不理想，导致砂埋油层现象十分严重，更加限制了油井的正常生产。
水平井负压旋转冲砂工艺技术的研究与应用
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。
水平井冲砂技术
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。
浅析水平井连续冲砂技术
浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种在水平井中进行钻井作业的方法，其主要目的是增加井壁稳定性，保证井壁的强度和密实性。
本文将从原理、操作流程和应用前景三个方面对水平井连续冲砂技术进行浅析。
水平井连续冲砂技术的原理主要基于两个方面：砂的水力力学特性和射流冲击作用。
当射流喷射到井壁上时，会形成一股高速水流，水流通过井壁隙缝的作用力会将一部分颗粒状的岩屑冲刷掉；由于射流的动能转化为井壁压力，会改变井壁周围岩石的应力状态，从而改善井壁的强度和稳定性。
水流的射流冲击作用也可以使得水流进一步渗透到井壁中，形成一个密实软固结体，在增强井壁稳定性的也有进一步减小井壁应力的作用。
水平井连续冲砂技术的操作流程主要包括以下几个步骤：选取合适的水泥浆和冲砂剂，制备冲砂液；将冲砂液从套管顶端注入至水平段，形成水流射流作用；根据需要，可以反复进行冲砂操作，直至达到预期效果；冲砂结束后，在井筒内增加合适的支撑剂或密实剂，维护井壁稳定。
水平井连续冲砂技术主要应用于以下几个方面：一是用于提高井壁稳定性，特别适用于脆性岩层，在水平井中钻探过程中，由于钻头大的冲击和振动力，容易导致井壁破裂和坍塌。
通过连续冲砂技术，可以有效地改善井壁的强度和稳定性，降低井壁破裂和坍塌的风险。
二是用于提高钻井效率，连续冲砂技术可以快速清除井壁上的岩屑，减小钻头堵塞的概率，提高钻进速度，节约钻井时间和成本。
三是用于增加井段的可开发储量，对于含油气层段或者可溶解储层，通过连续冲砂技术，可以有效地提高储层有效渗透率，增加储层开采率。
水平井连续冲砂技术是一种提高井壁稳定性和钻进效率的有效方法，同时也有助于增加储层可开发储量。
但是需要注意的是，在实际应用中，操作人员需要根据具体的井壁情况和岩性特点，选择合适的冲砂液配方和冲砂参数，以达到最佳的冲砂效果。
还需要合理安排冲砂操作流程，确保操作的连续性和稳定性，最大限度地发挥连续冲砂技术的应用效果。
大斜度、水平井井筒清洗技术探讨
大斜度、水平井井筒清洗技术探讨大斜度井、水平井和一般直井一样，在试油工艺及开发中，井下不可避免会出现出砂问题，为此就必须采取井筒清洗技术，才能恢复井下正常。
作业现场常用的清砂工艺主要有水力冲砂和机械捞砂两种方式。
水力冲砂工艺适用于能建立循环的井，清洁效果好，应用比较普遍。
机械捞砂工艺不但适宜于能建立循环的井，也可用于严重漏失的井（负压井），它是利用抽吸的原理，因此也叫负压捞砂，但效率要小于水力冲砂，因此它主要用在漏失井较多。
本文针对大斜度井、水平井的清洁工艺存在技术难题作针对性的研究。
第一节水力冲砂工艺的研究水平井清洗技术难点主要有两个方面：一是清洗不彻底、二是极容易卡钻。
由于井筒斜度大，沉砂在运动过程中的垂直下落距离短，在重力作用下一旦上返速度达不到要求或循环不充分，很快就紧贴套管壁堆积，形成很长一段砂床。
如果沉砂堆积过多，则发生砂埋卡钻或粘附卡钻。
因此这决定了大斜度井、水平井的井筒清洗技术与直井有所区别，必须采取合理的冲砂方式，才能达到高效、安全的冲砂目的。
一、水平井冲砂的水力学分析（一）水平井井筒内固—液两相流流动规律的分析为了更加直观地了解水平井井筒清洁技术，为现场施工提供可靠的参考依据，有必要在携砂液、固体颗粒在水平段的运动方式和沉降规律等方面进行理论分析和试验。
水平井与直井的区别在水平井段,图1 是水平井冲砂时砂粒在水平段运移示意图。
水平井冲砂时,在水平段冲砂液上返流动方向与砂粒自由沉降方向不在一条线上,砂粒沉降方向始终指向套管内壁底侧,与冲砂液流动方向成近乎90°的夹角,也就是说,如果冲砂液粘度太低,对砂粒没有足够的悬浮能力,井底图1 直井、水平井冲砂过程砂粒运移示意图被冲起的砂粒在运移很短距离后便再次沉积形成砂丘(或砂床) ,很容易出现砂堵或砂卡管柱现象。
图 2 为低粘度冲砂液、反循环冲砂时水平井段油管内砂粒沉降分布示意图。
图2 反循环冲砂水平段油管内砂粒分布图从上面分析可以看出,水平井实施冲砂作业,冲砂液排量大小已不是决定冲砂效果的主要因素。
水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术
水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术
1 旋流连续冲砂技术的概述
水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术是一种先进的油井清洗技术。
这种技术能够有效地去除沉淀、杂质和结垢，提高油井的产量和效率，从而降低维护和运营成本，是现代油井清洗领域的重要技术之一。
2 工艺原理
该技术是基于旋流原理，将高压水流通过旋流器旋入油管内部，产生旋风状流动，将井筒内的污物、结垢和沉淀物强力清除。
在清洗过程中，可加入砂浆和化学清洗剂以加强清洗效果。
3 工艺特点
（1）不需要分段分层施工，可一次性清洗井筒；
（2）清洗效果明显，操作简便，通常只需6-8小时就能完成清洗任务；
（3）清洗后油井产量提高明显，能够增加油井的寿命；
（4）技术稳定性高，使用寿命长，能够满足不同井深和井径的清洗需求。
4 工艺操作流程
（1）准备工作，包括挑选合适的清洗系统、组装清洗工具和准备
清洗材料等；
（2）清洗前进行管道检查，确保油管内部没有障碍物或已知缺陷；
（3）启动清洗系统，将清洗工具降入油管内部，同时开始注入高
压水流和砂浆/化学清洗剂；
（4）实时监测清洗进度和效果，根据需要适时调整工作参数，比
如调整水压、注入清洗剂量等；
（5）清洗完成后，将清洗系统从油管内部取出，清理工作现场，
将废弃物料进行妥善处理。
5 结论
旋流连续冲砂技术是一种高效、简便、经济的清洗技术，能够为
水平井普通油管带来显著的好处。
该技术操作简便，清洗造成的干扰小，维修周期也相对较长，是现代油井清洗领域的一个热门技术。
浅析水平井连续冲砂技术
浅析水平井连续冲砂技术水平井连续冲砂技术是一种在水平井中使用高压水射流来切削地层并冲砂的方法。
它可以提高水平井的钻井效率和钻井质量，特别适用于软、腐蚀性和埋藏深的地层。
连续冲砂技术的原理是在钻头前端喷射高压水射流，水射流沿着钻杆孔或套管缝隙进入地层中，将地层中的松散物质冲起。
钻孔中的泥浆通过钻杆孔或套管缝隙撤出，同时高压水射流持续喷射，形成连续的冲洗和冲切作用，以确保钻头处的冲洗效果。
连续冲砂技术具有以下几个优点：1. 提高钻井速度：由于高压水射流的冲切作用，钻井速度比传统的钻井方法更快。
2. 提高挖掘质量：连续冲砂技术可以减少地层破碎和钻屑生成，从而提高挖掘质量。
3. 适用性强：连续冲砂技术适用于各种类型的地层，特别适用于软、腐蚀性和深层地层。
4. 增加钻头寿命：由于减少了地层破碎，减少了钻头的磨损，从而延长钻头的寿命，降低了维护成本。
5. 减少环保问题：传统的钻井方法会产生大量钻屑和泥浆，对环境造成污染。
而连续冲砂技术可以减少钻屑和泥浆产生，减少环保问题。
在使用连续冲砂技术之前需要进行一些准备工作，如确定钻井液的类型和性质、选取合适的钻头、安装钻杆、套管等设备。
同时，在使用连续冲砂技术时需要注意以下几点：1. 控制高压水射流的压力和流量，避免过高或过低的喷射强度。
2. 根据地层不同的性质，调整高压水射流的喷射方向和喷射位置，确保地层的充分冲切。
3. 注意钻井液的循环和过滤，保证液压系统的稳定正常运转。
总而言之，水平井连续冲砂技术是一种高效、高质、适用性强、环保的钻井方法，对于软、腐蚀性和深层地层的钻井具有重要意义。
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水平井冲砂洗井技术研究
水平井冲砂洗井技术研究
摘要：论文针对水平井冲砂洗井过程中，由于水平井结构特殊造成的水平段砂粒易沉降、井壁粘结杂质不易冲洗干净等问题，介绍了几种水平井冲砂洗井的工艺技术。
通过对比说明了不同洗井工艺的优缺点，需根据不同的油井出砂状况来选择正确的冲砂工艺，以实现高效的水平井冲砂作业。
关键词：开采后期、防砂工艺、技术探讨
1引言
水平井已经成为国内外一项重要的采油工艺技术，随着水平井数量的增多，也伴随着产生了一系列关于水平井的技术问题，水平井的冲砂解堵工艺就是其中一项。
由于水平井井身结构的特殊性，与直井冲砂相比，水平井冲砂工艺存在以下问题：由于需冲洗的井段很长，尤其是洗井液在水平井段及斜井段的携砂能力低，因此砂粒容易沉降，不易被冲起和清除干净，而且在停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥，造成冲砂过程中的砂卡事故。
因此，发展与水平井相配套的冲砂解堵工艺技术具有重要的工程价值。
2 水平井冲砂洗井技术
2.1 油管液体冲砂
我国各油田普遍采用水力冲砂的方式将油井中的积砂冲到地面，目前应用最多的就是传统油管液体冲砂。
它是利用高速液体将井底砂子冲散，然后利用循环上返的液体将冲散的砂子带到地面。
油管液体冲砂有三种方式：（1）正冲：冲砂液沿冲砂管流入，冲散的砂子和冲砂液沿冲砂管和套管之间的环空返回地面；此工艺可以在井底产生较高的冲击力，冲散井底砂层。
（2）反冲：与正冲恰好相反，冲砂液沿油井环空注入，冲散的砂子和冲砂液沿冲砂管柱返回地面，此工艺可利用管柱内空间较小的特点，提高冲砂液上返速率，从而增加冲砂液的携砂率。
（3）正反冲：同时采用正冲和反冲，利用两者各自的优点。
常规油管液体冲砂技术弊端在于：冲完一根管柱停泵接单根时，冲砂液停止循环，砂粒上返过程中易在井斜大的部位重新堆积，造成砂卡堵的现象。
因此，目前国内外大部分油田开始选用连续油管作为水平井冲砂管柱，避免了作业中接单根的工序，同时保证了冲砂液的连续循环，实现高效安全的冲砂洗井。
2.2 连续冲砂洗井工艺技术
虽然连续油管可有效解决洗井过程中停泵导致的冲砂液暂停循环问题，但我国使用的连续油管及相关设备依赖进口，费用较高，随着我国水平井数量的不断增加，目前的连续油管设备已经不能完全满足水平井的修井作业需求。
因此，国内研发出了可替代连续油管的连续冲砂洗井装备技术。
图2为国内某连续洗井的井口设备，冲砂液由井口注入，经过组合阀进入冲砂管柱内部，利用组合阀双重开关的原理，阀上面和侧面各有一个入口，正常工作时上口开启侧口关闭，接单根时上口关闭侧口开启，以此实现连续冲砂。
2.3泡沫流体冲砂洗井技术
泡沫洗井工艺的研究最早是在美国和加拿大，已达数十年的历史。
其原理是根据泡沫流体密度低，携带沉砂及清洗井底杂物能力强等优点，对油井实施特殊的泡沫作业；清洗井底杂物、剥落结蜡层，在井底油层处造成负压或低压循环，激励产层，顺畅通道，是诱喷求产和恢复老井产能的有效工艺技术。
泡沫流体是在发泡介质中加入发泡剂得到的。
常用的有氮气泡沫流体，它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，用它做洗井液可获得很好的效果。
为使泡沫洗井的携砂率达到90%以上，通过理论研究及现场试验应用，得到了水平井底泡沫流体的流速应满足的条件，如表1所示[5]：
2.4 旋转射流冲砂洗井工艺
旋转射流冲砂洗井技术是近年来国内外新兴的一种洗井工艺，通
过旋转射流清洗工具在井筒内产生射流冲击作用和环空旋流效应进行洗井作业，该工具依靠高压射流在井底的环空中产生旋流场，将砂粒和杂质悬浮起来，克服了水平井段砂粒易沉降等问题，同时喷头也可以进行旋转，能够对管壁进行全方位的清洗，从而大大提高了水平井冲砂洗井的效率[6-7]。
2.4.1 旋转射流产生机理
不同的旋转射流产生方式得到的射流冲击力及环空旋流场各不相同，目前研究出的旋流方式主要有以下几种：
（1）切向注入法。
将流体沿切向注入，并可通过改变切向和轴向进入喷嘴的流体比
例来改变旋流参数。
（2）导向加旋法。
通过导向元件如涡轮转子等对管柱内液体加旋。
（3）自旋转喷头。
设计利用水力自旋转的射流喷头产生旋转射流，此工艺为目前新兴的工艺技术。
2.4.2 旋转射流洗井工具
二者均采用自旋转喷头工艺，喷头上加工有不同方向的喷嘴，冲砂液经喷嘴喷出后，在井底形成不同方向的冲击射流，在侧向射流反冲力的作用下喷头开始旋转，实现对圆周井壁的全方位清洗，前向射流对井底砂床进行清除；在旋转喷头的作用下，各向射流在环空中形成旋流场，使井底尘砂悬浮起来，大幅提高了冲砂液的携砂能力，从而实现高效的冲砂作业。
3结论
（1）产层出砂对油气井的生产有极大危害，与直井冲砂相比，由于水平井井身结构的特殊性，水平井冲砂工艺存在其他技术问题，因此需对水平井冲砂洗井工艺展开研究。
（2）相比传统的冲砂洗井技术，连续冲砂洗井和泡沫流体冲砂洗井工艺具有更高的优越性。
（3）旋转射流冲砂洗井技术是一种新兴的冲砂技术，依靠特殊的旋转射流工具在井底形成旋流场，实现对水平井筒高效安全的冲砂作业。
参考文献
[1]姜涛. 水平井冲砂技术研究与应用[J]. 石油地质与工程，2009，23（4）：99-101.
[2]宋彦武.连续冲砂工艺技术的开发与应用[J]. 石油机械，2004，32（8）：40-42
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