井筒沉砂处理技术
不同类型油井井筒清洗技术及应用
不同类型油井井筒清洗技术及应用发布时间：2021-02-03T12:06:58.580Z 来源：《科学与技术》2020年第28期作者：孙文海隋爱妮薛婷[导读] 油、水井井筒清洗分为正循环洗井、反循环洗井和混合法洗井。
孙文海隋爱妮薛婷中国石化胜利油田分公司河口采油厂摘要：油、水井井筒清洗分为正循环洗井、反循环洗井和混合法洗井。
与地面清洗相比较，井筒清洗不仅仅清除管壁杂物，还需置换井内流体，以平衡地层压力。
而清洗液受地层漏失、蜡垢堵塞及井内油、气等介质影响明显，在井筒内形成多种流态，按固有的常规清洗模式施工，极易导致清洗工作失败，工序的返工不仅导致维修成本增加，还大幅延长占井周期。
因此，有必要对井筒清洗技术深入研究，探索适应不同工况条件下的井筒清洗方法及技术措施，为油井维修提供稳定良好的工作环境。
关键词：油水井；不同工况条件；生产维修；井筒清洗油水井生产或维修期间，需要通过井筒清洗以清除井筒或管柱内的沉砂、结垢、油污、结蜡等影响生产或维修作业的杂物，采油生产维护清洗施工更多，在修井作业前，将洗井液经井筒或管柱内泵入，从而把井筒内的物质 ( 液相、固相、气相 ) 携带至地面，以提高井筒或管柱清洁度，或改变井筒内的介质性质，使其达到作业施工要求。
1 油、水井井筒清洗方式及特点1.1 井筒清洗方式及特点（1）正循环洗井。
清洗液沿油管向下流动，不断清洗油管内壁上的蜡、垢，在流出油、套管环形空间后以较快的流速冲刷井底，并沿油、套管环形空间继续冲洗套管内壁，被冲洗下的油污及蜡质成分上返到地面循环池内。
该方法由于清洗液流速高，冲洗能力强，对油管内壁结垢、结蜡有较好的冲洗效果。
但从油、套管环形空间上返速度慢，冲洗效果不理想，同时，对装有单流阀的管柱无法使用。
目前该工艺措施在自喷井油管清蜡作业中应用较为广泛。
（2）反循环清洗。
清洗液沿油、套管环形空间进入，将油污、结蜡等冲散，并沿油管返出地面。
该方法在井液置换过程中速度较快，被采油生产井大量应用。
冲砂工艺技术讲解
一、概
1、地质因素：
述
（一）井筒沉砂原因
（1）地层胶结疏松时，地层流体在生产压差作用下向井眼方向渗流，
致使岩石颗粒间的胶结力不断消弱，地层结构破坏引起出砂。流体密
度粘度越高、含气量越大，流动阻力越大，就越容易出砂。地层疏松
与否主要取决于岩石颗粒间胶结力的强弱，胶结强度与胶结物的种类、
数量及胶结方式有关。容易出砂的地层主要是接触胶结，胶结物数量
大而产生漏失，严重时会无法进行循环，因此常采用气化液冲
砂（又称混气冲砂）。 （3）气化液的液体可采用原油或清水。气化液冲砂的实质在 于降低冲砂液的密度，从而降低液柱对井底产生的回压，以减 少或防止漏失。气化液是技术
4、气化液冲砂： （4）气化液冲砂时，压风机与水泥车并联。要先开水泥车， 后开压风机，使泵不受气体影响，保证上水正常。压风机出口 与水泥车之间要装单流阀，以防液体倒流。接单根前要先停压
四、特殊井冲砂技术
（一）水平井冲砂技术： 1、冲砂特点
1）油层砂粒更易进入井筒，形成长井段的“砂床”，严重时砂 堵井眼。 2）井内管柱贴近井壁低边，管柱受“钟摆力”和摩擦面积大的 双重作用，管柱摩阻大。 3）冲起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉积。
4）修井液环空流速偏差很大，井眼低边的流速很低，携砂能力
一、概
地层出砂规律
述
1、未胶结地层：未胶结地层中没有有效的胶结物，地层的聚集主 要依靠很小的流体束缚力及周围环境圈闭的压实力。这类地层一旦 开井投产便立即开始长时间连续出砂，且地层产出液含砂量基本保 持稳定。尽管累积出砂量越来越大，但套管周围不会出现地层空穴， 只是地层越来越疏松。 2、弱胶结地层：弱胶结地层胶结物数量少，胶结力弱，地层强度 较低。油水井投产后，炮孔附近地层砂砾逐渐剥落，进而发展形成 洞穴。如不及早加以控制，极易造成油层砂埋、油管砂堵及渗透率 降低、产量下降。这类地层产出液含砂量变化较大，甚至每天都不 一样，时多时少。 随着产层压力递减，作用在承载骨架颗粒上的负荷逐渐增加， 出砂情况会日趋严重。任其发展，有可能造成地层坍塌、盖层下沉、 套管损坏、油水井报废的严重后果。
油井冲砂作业技术措施
技术应用与研究当油井出砂的时候，由于砂石颗粒的影响，导致油井的产量下降，无法达到高效开采的效果。
有必要实施油井的冲砂作业，提高油井水力冲砂作业施工的质量，通过水力冲砂作业，解决油井出砂的技术难点问题。
优化油井的水力冲砂作业技术措施，保证油井的水力冲砂质量，为油井增产提供依据。
一、油井出砂的原因及危害油井的出砂一般是由于疏松地层的影响，也可以是由于油井的生产压差控制的不合理，采出液流中携带砂石颗粒，在井筒上升的过程中，导致砂石颗粒沉降在井下，引起油井出砂，无法正常生产。
由于地层的出砂以及井下作业施工中的井下积砂等，都会引起油井中形成砂柱，影响到油井的正常生产。
应用常规的的冲砂作业施工程序，对油层的伤害极大，需要优化油井的水力冲砂作业施工程序，保证油层的冲砂作业质量达标，才能及时恢复油井的正常生产运行状态，达到油田开发的经济效益指标。
油井出砂后，给油井的开采带来巨大的难度。
油层中出砂，会堵塞油层的孔隙通道。
降低油流的渗透能力，严重的情况导致油层的坍塌，会引起套管的损坏，增加修井作业的频次，相应地增加油田生产管理的成本。
油井出油中携带大量的地层砂，会加剧采油生产设备的磨损，增加采油生产设备的维护保养成本，降低机械设备的使用年限，给油田生产带来不利的影响。
对油井产油中的携砂的分离技术的研究和应用，增加了油田油气集输分离处理的难度，需要合理控制油井的出砂状况，才能避免出砂给油田生产带来的严重危害。
二、油井冲砂作业技术措施针对油井出砂的状况，实施动态分析，确定油井出砂的部位，采取最有效的冲砂作业施工程序，提高油井水力冲砂作业的效果，清除砂石给油井生产带来的不利影响。
１．油井水力冲砂的作业施工程序。
分析油井出砂的情况，对油井的生产运行参数进行解释和分析，确定油井出砂的部位，实施最佳的水力冲砂的作业施工程序，保证清砂的效果。
做好油层冲砂的各项准备工作，作业机安装于井场，并对冲砂泵机组进行调试，确定最佳的冲砂液，为了保证冲砂作业的施工效果达标，进行作业施工前的用品的维护保养，保证机械设备处于正常使用的状态，各种物料的质量达到标准。
井下作业冲砂工艺技术
2020年4月
井下特种作业公司试油测试大队
提纲
一、前言 二、冲砂工艺介绍 三、正循环冲砂介绍 四、反循环冲砂介绍 五、正、反循环冲砂 六、冲砂水力介绍 七、冲砂施工步骤及注意事项 八、特殊井冲砂 九、稠油井冲砂
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一、前 言
• 冲砂的原因： • 1、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
井下特种作业公司试油测试大队
冲管冲砂：
所谓冲管冲砂，就是用小直径的管子下入油管内冲砂，如 小直径连续油管，以清除砂堵。其优点是操作轻便，不拆井口， 不动油管，可以冲砂至人工井底。
其他冲砂方式还有泡沫冲砂、连续装置冲砂等。
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冲砂液
冲砂液指的是进行冲砂时所采用的液体。通常采用的冲 砂液有油、水、乳化液等。为了防止污染油层，在液中可以 加入表面活性剂。一般油井用原油或水做冲砂工作液，水井 用清水（或盐水）做冲砂工作液，低压井用混气水做冲砂工 作液。选择冲砂液有一定的标准。 （1）具有一定的粘度，以保证有良好的携砂性能。 （2）具有一定的密度，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，不损害油层。
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一、前 言
（一）井筒沉砂原因
1、地质因素：
（1）地层胶结疏松时，地层流体在生产压差作用下向井眼方向渗流， 致使岩石颗粒间的胶结力不断消弱，地层结构破坏引起出砂。流体密 度粘度越高、含气量越大，流动阻力越大，就越容易出砂。地层疏松 与否主要取决于岩石颗粒间胶结力的强弱，胶结强度与胶结物的种类、 数量及胶结方式有关。容易出砂的地层主要是接触胶结，胶结物数量 少，而且泥质较多。
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。
冲砂
9）冲砂至井底（灰面）或设计深度后，应保持0.4m3/min以上的排量继续循环，当出口含砂量小于０.２％时为冲砂合格。然后上提管柱２0m以上，沉降４h后复探砂面，记录深度。
10）冲砂深度必须达到设计要求。
11）绞车、井口、泵车各岗位密切配合，根据泵压、出口排量来控制下放速度。
V液———冲砂时冲砂工作液上返速度，m/min；
V降———砂粒在静止冲砂工作液中的自由下沉速度，m/min。
V实———保持砂子上升所需要的最低液流速度，m/min。
冲砂时泵车的最小排量为：
Q泵=2AV降
式中：Q泵-----泵车排量，m3/min；
A———冲砂工作液上返流动截面积，m2/min；
V降——砂粒在静止冲砂工作液中的自由下沉速度，m/min。
冲至人工井底深度后，上提1～2m，用清水大排量冲洗井筒2周。
6）探人工井底
冲砂结束后，下放油管实探人工井底，连探三次管柱悬重下降10～20kN，与人工井底深度误差在0.3～0.5m，为实探人工井底深度。
7）冲砂施工中如果发现地层严重漏失，冲砂液不能返出地面时，应立即停止冲砂，将管柱提至原始砂面以上，并反复活动管柱。
3）冲砂
当管柱下到砂面以上3m时开泵循环，观察出口排量正常后缓慢下放管柱冲砂。冲砂时要尽量提高排量，保证把冲起的沉砂带到地面。
4）接单根
当余出井控装置以上的油管全部冲入井内后，要大排量打入井筒容积2倍的冲砂工作液，保证把井筒内冲起的砂子全部带到地面。停泵，提出连接水龙头的油管卸下，接着下入一单根油管。连接带有水龙头的油管，提起1～2m，开泵循环，待出口排量正常后缓慢下放管柱冲砂。如此一根接一根冲到人工井底。
沉井在砂地中的施工工法(2)
沉井在砂地中的施工工法沉井在砂地中的施工工法一、前言沉井是一种常见的地下工程结构，广泛应用于建筑、桥梁、地铁、管道等工程中。
而在砂地中进行沉井施工，由于砂土的特性和易于流动的性质，施工过程相对复杂。
本文将对沉井在砂地中的施工工法进行详细介绍，并以实际工程为例，来说明其应用价值和效果.二、工法特点沉井在砂地中的施工工法具有以下几个特点：1. 施工过程中需要充分考虑砂土的流动性和侵蚀性。
砂土的颗粒间空隙大，流动性强，且易被水侵蚀，因此在施工过程中需要采取相应措施来防止土体流失和地下水突出。
2. 需要采用适当的支护结构，确保沉井在施工过程中的稳定性。
由于砂土的松散性较大，施工过程中需要进行支护，以防止井筒塌陷和变形。
3. 还需要考虑沉井的排水和排砂问题，以免井底积水或堆积过多砂土影响施工效果和质量。
三、适应范围沉井在砂地中的施工工法适用于以下情况：1. 地下水位较高，砂土较松散的地区。
2. 需要进行深层施工的地区，如地铁施工、桥梁基础施工等。
3. 需要进行大规模施工的地区，以提高工作效率和施工质量。
四、工艺原理沉井在砂地中的施工工法主要依靠以下原理进行施工，以达到稳定施工和保障井筒质量的目的：1. 通过注浆技术，加固砂土层，提高井筒内部的稳定性。
2. 利用水泥浆填充砂土的孔隙，减小砂土的流动性，提高井筒周围土体的侵蚀性。
3. 设置合理的支护结构，以防止井筒塌陷和变形。
5、施工工艺沉井在砂地中的施工工艺分为以下几个阶段：1. 地面准备工作：清理施工现场，规划井筒的位置和尺寸。
2. 井筒预制与沉入：根据设计要求，预制好井筒，然后利用起重机将井筒沉入砂地中。
3. 支护结构施工：根据井筒的位置和状态，设置合适的支护结构，以保证井筒的稳定性。
4. 注浆加固：在井筒周围进行注浆加固，提高井筒内部的稳定性。
5. 排水与排砂：设置合适的排水装置，将井底的积水排出，同时及时清除井底的砂土。
6、劳动组织沉井在砂地中的施工需要组织一定的劳动力，包括挖土、运输、安装设备等工作。
004井下作业技术(油井)(冲砂、填砂)课件-004-3
一、冲砂方式和冲砂液的选择
2、冲砂液有钻井液（泥浆）、清水、原油、 乳化液、气化液。中原油田主要选用泥浆和 清水。 究竟选择那种冲砂方式和 冲砂液要视现场情况而定。
5一、探砂面各种冲液、冲砂方式优缺点对比方式 正冲 反冲 正反冲 冲涮 能力 相对 较强 相对 较弱 相对 较强 相对 较强 相对较强 必须过硬的井口封井设施。 井口有冲砂管汇，正冲返洗 相对较弱 简单，正冲，成本高
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一、填砂填砂准备
一、填砂填砂准备
1、下填砂管柱触探井底或灰面，落实原井底 深度。 2、按照方案提供井底或灰面深度和要求完成 的砂面深度，预计出砂量，按1.2倍备砂。 3、于井底或灰面以上2~3米，清水彻底洗井 1.5周，保持井筒清洁、干净。上提油管至本 次预计填砂面以上30~50米。
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二、填砂
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三、冲砂安全操作注意事项
1、冲砂水龙带承压能力≮30Mpa。必系保险绳， 防止断脱、爆裂。 2、先洗井后，至砂面2-5米处开泵循环冲砂， 冲砂过程必须注意观察排量、压力、悬重的变 化，及时调整施工参数。还要注意观察井的喷、 漏情况。防止管柱阻、卡、蹩泵。 3、单根冲完时，冲洗循环时间≮5min，接单 根要快，≯1.5min。
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三、冲砂安全操作注意事项
4、连续冲砂5单根后，必须循环洗井1.2周，再进入 第二个冲砂周期，避免油套压差太大，造成接单根困 难。为了防止油管溢流太大，冲砂管柱上部可以接一 个单流阀。 5、冲砂完毕，彻底洗井1.5周或出口含砂量≤0.2％。 6、冲砂中途若发生提升设备故障，及时大排量反洗 井至全部砂子返出地面；若循环设备发生故障，迅速 提油管柱至原砂面以上30米。
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二、填砂
2、填砂结束，由于油套压差作用，套管很 可能存在溢流，且俞来俞小，3-5 min 自然 停止。 3、填砂后起管10-15根，立即关井候沉 8~12h。 目前用于填砂砂子粒径一般Φ0.5~0.8mm， 下沉速度4.62~3.18 m/min,排量100L/min± 时，套管环空上返速度18.57~16.25 m/min。
井下作业技术(油井)(冲砂、填砂)0043ppt课件
一、冲砂方式和冲砂液的选择
2、冲砂液有钻井液（泥浆）、清水、原油、 乳化液、气化液。中原油田主要选用泥浆和 清水。 究竟选择那种冲砂方式和 冲砂液要视现场情况而定。
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一、探砂面
各种冲砂液、冲砂方式优缺点对比
方式 正冲 反冲 正反冲 冲涮 能力 相对 较强 相对 较弱 相对 较强 相对 较强 相对较强 必须过硬的井口封井设施。 井口有冲砂管汇，正冲返洗 相对较弱 简单，m 11.90 10.30 7.300 1.850 1.550 1.190 1.040 0.760 0.510
密度 2.65 的石英砂在清水中自由沉降速度
在水中下降 平均颗粒 速度 m/s 6.400 5.500 4.600 0.370 0.300 0.230 0.200 0.156 0.126 0.2890 0.2600 0.2400 0.0410 0.0340 0.0285 0.0244 0.0172 0.0120 大小 mm 3.500 2.800 2.300 0.116 0.112 0.080 0.055 0.032 0.001 在水中下降 速度 m/s 0.2090 0.1910 0.167 0.0085 0.0070 0.0042 0.0021 0.0007 0.0001 速度 m/s 0.3930 0.3610 0.3030 0.1470 0.1270 0.1050 0.0940 0.0770 0.0530 大小 mm
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二、冲砂常见问题的解决方法
3、暂堵漏失层后，再冲砂。砂子一般在口袋里， 有的井漏失属于上部地层或套管漏失。对漏失井 段堵漏后冲砂。如大修井经常先堵后冲。
4、冲砂时排量的要求 冲砂排量尽可能的大， 400型、700型水泥车在正常施工时排量均在350450 L/ min，能满足冲砂要求。实际施工中，不 能低于300 L/ min。
石油工程技术 井下作业 冲砂操作规程
冲砂操作规程1主题内容与适用范围本规程规定了油气水井冲砂操作的内容与要求。
本规程适用于油气田冲砂作业。
2引用标准SY/T5587.5-93油水井常规修井作业油水井探砂面、冲砂作业规程SY/T5587.7-93油水井常规修井作业洗井作业规程3程序内容3.1施工准备3.1.1冲砂方式的确定3.1.1.1正循环冲砂：作业中通常多采用反循环冲砂，对于进行了增产措施、井底沉砂沉结密实、，或压裂液不完全破胶，无法进行反循环冲砂的井，一般先采用正循环冲砂。
对于井内地层出砂、修井措施（如压裂）后出砂、套管破损及漏失的井一般都采用正循环冲砂。
正循环冲砂冲洗能力较强，容易冲开井底沉砂，但携砂能力较小。
3.1.1.2反循环冲砂：适用于冲砂管柱与套管环空间隙过小或复杂事故处理需要。
反循环冲砂冲洗能力小，但携砂能力较强。
3.1.1.3冲砂液的用量以井筒容积的2～3倍计算，漏失量大的井根据现场漏失情况确定冲砂液的用量。
3.1.1.4接正冲或反冲管线，试压至20～25MPa，5min不刺不漏为合格。
3.2施工程序3.2.1循环：上提管脚至砂面3m以上2～3m，开泵循环洗井脱气，待井筒平稳后，方可缓慢下放管柱冲砂。
3.2.2冲砂：冲砂时尽可能提高排量，并且下放速度υ≤0.3m/s，禁止猛放。
3.2.3冲砂过程应观察出口出砂情况，每冲完一单根后，洗井时间不得小于15min。
3.2.4接好单根后开泵循环，待出口返液后再下放继续冲砂，连续冲砂超过5个单根后，要洗井一周方可继续下冲。
3.2.5直径139.7mm以上套管，可采取正反冲砂的方式，并配以大排量。
改反冲砂前正冲应不小于30min,再将管柱上提6～8m，反循环正常后方可下放。
3.2.6稠油井冲砂可用原油冲砂，或先替油洗井后冲砂，或不替油冲砂、冲砂后用原油彻底洗井。
3.2.7洗井：冲砂至井底（塞面）或设计深度后，应保持400L/min以上的排量继续循环，参照《洗井操作规程》洗井。
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。
采油井出砂原因及防砂技术
（3）合理生产压差 防砂井存在人工井壁结构破坏而重新大量出
砂可能。防砂后，要先保持防砂前生产压差，定 期取样分析，观察油井出砂情况，经一段时间证 明油井不出砂，油层本身又具有潜力时可适当放 大生产压差，增加采油量。
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
• 1、拉伸破坏机理
随内外压差增大， 流体流向井内的流速也 增大，对岩石的拖曳力 增大，岩石承受拉伸力 也增大，当该力超过岩 石抗拉伸强度时，岩石 就会遭受拉伸破坏。
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
• 2、剪切破坏
上覆岩层压力由孔 隙压力与骨架应力共同 平衡。随开采进行，油 藏压力逐渐降低，施加 在岩石骨架上的压力越 来越大，当该力超过岩 石的抗剪切应力，岩石 就会被剪切破坏。
谢谢
后 ②水泥砂浆人工井壁
期
油
防 砂
水泥 + 石英砂 + 水
③树脂核桃壳人工井壁
出砂部位 固化剂
早
油
期
防 酚醛树脂 + 粉碎的核桃壳颗粒 + 柴油
砂
中性水
④树脂砂浆人工井壁
后期防砂
酚醛树脂 + 石英砂 + 柴油
防砂方法与技术
3、焦化防砂的机理
• （1）物理方法固砂
原油中重质部分尤其沥青，在低温下可凝固成半固态物质，不再溶于原油， 可以将疏松砂岩胶结在一起，形成具有一定渗透性的挡砂屏障。
出砂机理与预测
一、地层出砂机理
• 3、精细颗粒的影响 地层中存在诸如粘土之类精细颗粒，会随产出液一起
油水井井下作业填砂施工技术应用与质量控制
油水井井下作业填砂施工技术应用与质量控制摘要：填砂施工指的是在油水井井下修井的施工中，砂子在地面通过水的携带经过油管输送到油井内，经过一段时间，砂子沉淀在井筒内，从而达到封隔油层的目的。
填砂施工的目的就是暂时封隔油层保护目的层，且不污染油层，操作简单容易，施工投入小。
本文介绍了填砂施工施工技术的基本步骤原则和、填砂施工的质量控制方法以及安全注意事项。
关键词：油水井；井下作业；填砂施工；技术应用；质量控制1 油水井填砂施工技术的基本步骤在进行油水井填砂施工前先要充分做好各步工序的准备工作，并充分了解需要进行填砂施工的油田井的井身结构、井斜状况等，保证井口无溢流。
（1）前期准备：我们现在所填砂子为河砂，杂质较多，所以在填砂施工前应对砂子进行筛选，剔除砂子中的大块鹅卵石以及土块。
另外填砂漏斗最好焊上滤网，填砂过程中能筛选掉大块杂质避免堵油管。
（2）下管柱下带外径不大于95mm工具探井底；（3）上提管柱2-3m，用大于井筒容积1.5的洗井液彻底洗井至进出口水质一致，确保证砂面的准确洗井后重新探井底；（4）上提油管至设计砂面以上100-150米后，水泥车最小排量送水（以填砂漏斗不溢水为宜），缓慢倒砂，填砂施工中密切关注套管出水情况，如果出现套管突然没有溢流或者溢流变小时，应停止填砂，活动管柱或者循环洗井，待循环正常或者套管溢流量正常后继续填砂施工，填完砂后井口用清水冲洗干净，水泥车停止送水，结束填砂施工；（5）上提管柱至安全位置（提出上部油层或漏点，有四寸套则提出四寸套悬挂器以上，若无油层则上提至所填砂柱高度的2倍以上）活动沉砂（前2小时一直活动，2小时以后以每半小时活动一次为宜活动管柱时间不少于10分钟）；（6）活动沉砂24小时，水泥车到位后连接好循环管线，缓慢下放管柱探砂面，下放管柱过程中每下放1米，然后上提2米，确认管柱无遇卡显示后下入所提出的2米油管，然后按照下放1米上提2米的步骤执行，若提前有遇阻显示后悬重恢复正常（较薄砂桥）则应停止下放，起出管柱至沉砂位置迅速接好循环管线循环洗井一周后继续活动沉砂；若管柱下到预计砂面没有遇阻显示应立即停止下放迅速连好洗井管线洗井。
油田井下作业沉砂卡钻的分析与预防
油田井下作业沉砂卡钻的分析与预防在井下作業过程中的卡钻，主要有沉砂卡钻、封隔器卡钻、水泥卡钻、套管变形卡钻、小件落物卡钻和砂桥卡钻等几种，本文主要讨论的是沉砂卡钻以及沉砂卡钻的处理和预防工作。
清河油田油层主要分布在新生界古近系沙河街组，主要岩性为灰绿泥岩与粉砂岩、细砂岩、含砾砂岩互层夹炭质页岩，地层含砂较多，在生产和作业过程中出砂较为严重，所以导致井下作业在下入较大直径工具施工过程中，容易发生沉砂卡钻。
标签：井下作业；卡钻；解卡；Pipe Sticking卡钻是井下作业过程中的一种常见事故。
卡钻的预兆可以从扭矩、起下钻阻力及泵压的变化来判断。
如果油气井发生卡钻，必须立即停止所有作业进行解卡处理，若处理不及时，轻则延误施工时间，严重时甚至导致井眼报废，造成极大损失。
对于卡钻，首先要以预防为主，但一旦发生，必须设法尽快予以解除。
一、卡钻的定义在井下作业过程中，钻具在井下既不能转动又不能上下活动而被卡死的现象称为卡钻（Pipe Sticking）。
若采用的工程、钻具和钻井液不当，以及对井筒情况不明或井下复杂情况和事故处理不当的时候，就容易发生卡钻。
二、卡钻实例分析2011年10月10日，山东省清河油田某修井队，在角12-斜284井冲钻磨铣过程中，发现管柱遇卡，上提下放操作无效，多次活动无效后确定卡钻，向上级干部汇报，后又反洗井7Mpa不升，多次蹩压解卡无效。
活动解卡2小时，上提负荷30KN解卡无效。
最后倒扣起出油管，多次套铣打捞，将钻具捞出。
这次事故增加了大量作业工序，延误了作业周期，造成一定的经济损失。
在井下作业过程中的卡钻，主要有沉砂卡钻、封隔器卡钻、水泥卡钻、套管变形卡钻、小件落物卡钻和砂桥卡钻等几种。
其中沉砂卡钻最为常见，并且多数时候是发生在使用螺杆钻钻水泥塞或涂料砂进行正冲钻的情况下，以上实例就是发生沉砂卡钻，原因分析为：第一，油田井下作业队大多数选用的洗井液为清水，清水的黏度小、切力小，其悬浮携带脏物的能力差，稍一停顿水泥屑或砂屑等就会沉下来，停泵时间越长，沉砂就越多，严重时可能造成下沉的水泥屑或砂屑等堵死环空，埋住螺杆钻头与部分钻柱，形成卡钻；第二，在使用螺杆钻钻水泥塞或涂料砂的情况下，螺杆钻直径一般比钻柱直径大，钻具与钻柱之间形成一定梯度，洗井液在上行过程中，在这个梯度处会形成一定的涡流，当泵的排量突降，这个涡流内携带的泥砂就会立即下沉埋住钻头，这种情况在井内有小套管钻井时表现更明显，而此时若井筒环空内的泥砂未全部返出井筒，下沉后就容易形成卡钻；第三，设备问题，在连续钻进过程中，如果水泥车发生故障导致出口排量突然变小，在油套环空中未能及时返出地面的泥砂颗粒就会下沉，如果停泵时间过长，不及时将管柱上提活动，泥砂堆积过多就容易造成沉砂卡钻。
石油工程技术 井下作业 斜井、水平井冲砂工艺技术
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。
井筒清砂工艺技术的应用
前言：清除井筒积砂是油水井维护作业过程中一种常见的工艺。
目前各油田常用的井筒清砂方式主要是水力冲砂。
随着油田的开发逐渐进入中后期，油气水的开发期的不断延续，井况发生了各种变化，低压低产井、漏失井、水敏井、套变井在油田开采中持续增多，给井筒内清除积砂的作业带来了很多技术难点，对于这些异常井，如果采用常规的水力冲砂方式，很难达到作业目的，不能维持异常井的正常生产，因此，必须采取新工艺，满足井筒清砂工艺技术的现场应用。
一、出砂的危害及井筒清砂的必要性油气水井出砂是油田开采过程中的一种常见现象，不对砂害进行有效治理，油、气井就不能进行持续开采。
出砂的危害主要有以下几个方面：1、减产或停产作业；2、地面和井下设备磨蚀；3、造成井下砂卡事故；4、套管损坏、油气井报废；5、地层砂出井筒对环境造成污染。
事实上，地层出砂没有明显的深度界限，对于砂岩油藏，一般来说，地层应力超过地层强度就有可能出砂。
油气层自然压力下降，胶结破坏、不恰当的开采速度、设计不合理的酸化作业和不科学的生产管理等等，都可能造成地层出砂。
油井出砂，如果井内的流体不能将出砂全部带至地面，井内砂子逐渐沉积，砂柱增高，将会堵塞出油通道，增加流动阻力，使油井减产或停产，危害极大。
因此，采取既能有效清除井筒积砂，又能最大限度保护油气层的措施，成为维持油气水持续、正常生产的重要工作之一。
二、井筒清砂技术与防砂技术相辅相成井筒清砂是为了维护油气水井正常生产而不得已采取的一种技术措施，因为地层出砂后必然要堵塞油流通道。
若地层出砂，紧靠井筒清砂工艺很难保证油气水井正常生产，为了有效保障正常生产，在开发过程中采取了不同的防砂技术，有效地抑制地层出砂问题，现有的防砂技术已经是非常成熟的工艺技术，然而，防砂技术也不能完全、绝对的根治地层出砂问题，由于防砂技术成本比较高，一般只对产量高、出砂严重的井进行防砂，绝大多数油气水都未进行防砂施工。
这样，就要采取有效的井筒清砂工艺技术，防治结合。
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二、存在问题和危害
二） 地层出砂带来的危害
1、地层出砂影响油井正常生产或停产 地层出砂造成卡泵,迫使油井停产。出 砂也会造成设备磨蚀堵塞。
二、存在问题和危害
2、地层出砂堆积在井筒,砂面不断上升,造成 油井停产,甚至井下管柱、工具卡阻。 3、低压漏失井及水平井段沉砂处理难度大, 作业费用高。 4、储层出砂影响油井正常生产,造成较大的 经济损失。
五、低压井漏失井冲砂技术
4、抗滤失压井液特点： 1)无游离液体,无固相, 易于泵送； 2)粘度可调； 3)具有暂堵性能,有效防止漏失; 4)工艺简单,施工方便,安全环保。
五、低压井漏失井冲砂技术
5、抗滤失压井液性能指标： 密 度：1.05～1.1g/cm3, 粘度范围：30～100mp, 适用温度：常温～140℃ 常温存放：30天不变质。
七、项目费用构成
由于每口井沉砂情况不一样， 捞砂量也不一样，所以报价很难一 概而论，甲方要求按单井报价，而 且甲方能够接受的价格大约为10万 元左右，请有关部门商讨如何报价？
敬请各位领导/专家批评指正
谢谢大家！
四、水平井负压捞砂技术
二）水平井负压捞砂管柱示意图
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四、水平井负压捞砂技术
设计特点： 1、捞砂效率高，且不会造成油层污染。 2、无需泵车、罐车和冲砂液体。 3、现场操作简单，施工安全。
五、低压井漏失井冲砂技术
1、抗滤失压井液冲砂。
为解决这一问题，通过反复研 究和现场试验,采用抗滤失压井液， 冲砂能有效的将沉砂携出。
六、提供服务的内容
水平井负压捞砂技术 1、提供水平井/直井负压捞砂方案设计； 2、提供水平井/直井负压捞砂全套工具； 3、水平井/直井负压捞砂施工技术指导； 4、工具清洗、保养。
六、提供服务的内容
抗滤失压井液冲砂技术 1、根据施工井问题和静动态资料,进行分 析和室内实验,提供可行的施工方案 2、提供抗滤失压井液,并进行室内实验和 检测 3、负责压井液配制及现场使用技术指导
二、存在问题和危害
2）不合理的生产制度诱使地层出 砂。为提高产量,不合理地加大生产 参数，或无控制地放喷生产,引起地 层出砂。
二、存在问题和危害
3）由于频繁作业，外来流体引 起地层胶结力下降，造成骨架破 坏，可能引起出砂。
二、存在问题和危害
4）注水或注蒸汽开采也可能导致出砂 5）不合理的完井方式可能造成地层出砂。 完井时未采取有效地防砂措施或防砂措施不 当,可能导致严重出砂。 对于已开发井出砂,未及时采取有效的防砂 措施,致使出砂加剧。
一、项目来源
在曙工处科技发展部的指导下，目 前已完成了项目前期调研、水平井捞砂 工具设计、施工工艺设计等工作,下一步 拟进行现场施工试验，评价使用效果， 并不断地进行完善捞砂工艺技术，以进 一步提高施工效果。
二、存在问题和危害
一） 地层出砂原因分析
1、客观因素
1）基岩强度低,胶结疏松, 开发引起岩石 骨架破坏而出砂，又因出砂引起进一步 破坏,导致出砂加剧。
二、存在问题和危害
水平井井筒沉砂示意图
三、井筒沉砂处理技术现状
一）直井负压捞砂技术
三、井筒沉砂处理技术现状
优 点： 1、形成负压，对地层无污染； 2、节约泵车、水罐车费用； 3、可实现钻铣砂床，捞砂效率高； 4、井内流体不循环出地面，保护环境； 局限性： 1、井斜大于30°无法使用； 2、抽砂泵必须沉入动液面以下工作； 3、不适于稠油量的敏感矿物, 在液流冲刷作用下，胶结物遭到破 坏而大量出砂。
二、存在问题和危害
3）对于边水、底水发育或高水饱油藏, 出水后出砂程度进一步加剧。 4）由于储层的非均质性，采出速度和 采出程度大的层段极易出砂。
二、存在问题和危害
2、后期诱发因素
1）地层能量逐步下降,原始平衡遭到 破坏, 井底及近井负压诱使砂粒流入 井筒，也可能产出大量的骨架砂。
安东石油技术(集团)有限公司
井筒沉砂处理技术 立项汇报
2020年4月15日星期 三
汇报内容
一、项目来源途径 二、存在问题及危害 三、沉砂处理技术现状 四、水平井沉砂处理技术 五、低压、漏失井冲砂技术 六、安东提供的技术服务内容 七、项目费用构成
一、项目来源
通过对曙工处科技发展部和相关部门的调研 和交流，目前水平井普遍存在地层出砂，严重影 响了正常生产，为了有效地处理井筒沉砂，由曙 工处提出水平井井筒沉砂处理的技术要求和目标 任务，我们进行了详细研究，开发了水平井负压 捞砂技术、低压漏失井冲砂技术，可以有效地解 决井筒沉砂问题。
五、低压井漏失井冲砂技术
2、抗滤失压井液配合负压捞砂技术。 采用负压捞砂工艺时,若井内液面太
低或无液，可从环空灌入抗滤失压井液, 抗滤失压井液配合负压捞砂,可有效地处 理井底沉砂。
五、低压井漏失井冲砂技术
3、抗滤失压井液简介
抗滤失压井液是一种适合于低压 油气井的新型保护液。能有效地防止 了体系滤失而保护储层。