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

石油机械

CHINAPETROLEUMMACHINERY2007年第35卷第9期

●应用技术

水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术

顾文萍陈碧波苏德胜陈黎祥

(1.江苏油田分公司试采一厂2.江苏油田分公司石油工程技术研究院)

摘要水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水平井反循环旋流连续冲

砂的,接单根过程中不停泵,可防止砂粒下沉和砂卡事故发生.该工艺的配套工具主要由井口循

环工具(高压自封封井器和新型反冲洗阀)和井下冲砂工具(水力旋流冲砂器,安全泄流阀和扶

正器)2部分组成.该项工艺在江苏油田分公司真11一平1井的首次应用获得成功,冲砂效率提

高50%,取得较好的经济和环境效益.

关键词水平井旋流连续冲砂工艺技术配套工具

传统的冲砂工艺虽然能满足直井,定向井的要

求,但难以满足水平井水平井段的冲砂要求.目前

江苏油田已钻水平井24口,水平井在采油生产过

程中,出砂问题比较突出,特别是疏松砂岩油藏出

砂更为严重,通过冲砂作业恢复油井正常生产必不

可少.由于水平井井身结构特殊,地层砂更容易进

入井筒内,并在井筒底部形成砂床,出砂严重时可

能砂堵井眼.与直井冲砂相比,水平井冲砂存在以

下问题:①冲洗液在水平井段及斜井段的携砂能力

低,地层砂易沉降,停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥,造成冲砂过程中砂卡事故的发生;②需冲洗的井段长;③砂不易被冲起和清除干净.为利于冲洗液将砂携走,需采用有效措施确保砂和杂质处于悬浮状态.旋流连续冲砂工艺技术能有效地解决目前油田冲砂作业施工中存在的易砂卡,污染环境等问题,同时能解决水平井冲砂存在的问题.反循环旋流连续冲砂效率高,使冲砂液全部排入储液池,便于回收,同时能改善工人工作条件.

工艺原理

旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水

平井反循环旋流连续冲砂的,在接单根过程中不停泵,防止砂粒下沉和砂卡管柱事故的发生,同时能保护井场环境,改善工人工作条件.水平井普通油管反循环旋流连续冲砂工艺管柱见图1.

图1水平井普通油管反循环旋

流连续冲砂工艺管柱结构示意图

l一新型反冲洗阀;2一高压自封封井器;3一油管; 4一安全泄流阀;5一扶正器;6一水力旋流冲砂器旋流连续冲砂工艺配套工具由井口循环工具和

井下冲砂工具2部分构成.井下冲砂管柱自下而上为:水力旋流冲砂器+1根~63.5mm(2英寸)

油管+0139.7mm扶正器+3.5mm油管+安全

泄流阀+3.5mm油管至井口+新型反冲洗阀.

1.井口循环工具

井口循环工具包括高压自封封井器和新型反冲

洗阀.利用该部分工具可实现水平井不停泵,反循环连续冲砂作业,使冲砂液全部排入储液池,以便回收,既能保护井场环境,又能改善工人工作条

件.施工时,冲砂油管每一根上端接一新型反冲洗

阀,它在管柱中的作用是:

$江苏油田局级科研项目"疏松砂岩完井防砂工艺研究"(JS05024)子课题;水力旋流冲砂器已申报国家实用新型专利,专利申请

号:200620075761.4.

2007年第35卷第9期顾文萍等:水平井普通油管旋流连续冲砂工艺技术一105一

(1)在入封井器前相当于油管短节,此时冲

砂液循环路线为:大四通油套环空进入,油管上升

至新型反冲洗阀通过管线流到地面储液池;

(2)进入封井器后,下部的滑动阀打开,上

端的单流阀自动关闭,反冲洗阀与封井器共同形成

循环通道,冲砂液循环路线为:大四通油套环空进

入,油管上升通过反冲洗阀的滑动阀进入封井器的

循环出口通道,通过管线接到地面储液池里.此时

管柱正好座在井口吊卡上,可实现不停泵接单根作

业,从而实现水平井连续冲砂作业.

(3)入井后(通过封井器后)滑动阀自动关

闭,在封井器以下时还是相当于油管短节.

2.井下冲砂工具

井下冲砂工具包括水力旋流冲砂器,安全泄流

阀和扶正器.该部分完成对地层砂的冲洗和安全泄

流功能.水平井旋流冲砂器的作用是在套管内形成

高速旋流,搅动水平井段内的沉砂,有效地破坏砂

床,使砂子和杂质始终处于悬浮状态,有利于冲洗

液将地层砂携走,将砂粒彻底冲洗干净.安全泄流

阀在冲洗阻力过高时起安全卸压的作用.

主要配套工具

1.新型反冲洗阀

新型反冲洗阀主要由油管接箍,压盖,弹簧,

阀球,球座,中心管,护套,矩形弹簧,0形密封

圈,滑动阀,下接头等零件组成,如图2所示.

2英寸平式油管螺纹21/2英寸平式油管螺纹

图2新型反冲洗阀

1一油管接箍;2--压盖;3一弹簧;4一阀球;5,

10～0形密封圈;6一球座;7一中心管;8一护

套;9一矩形弹簧;11～滑动阀;12一下接头

2.水力旋流冲砂器

为提高水平井连续冲砂效率,有利于冲洗液将

砂携走,需采用有效措施确保砂和杂质处于悬浮状态,为此研制开发了水力旋流冲砂器.

水力旋流冲砂器是用普通油管实现连续冲砂配

套工具的关键部件,其结构组成如图3所示.它主要由上接头,冲洗管,压紧套,自封皮碗,皮碗

座,中心管,旋转喷头限位套,旋转喷头,轴承,

引鞋,隔圈,顶丝,0形密封圈等组成.自封皮碗

内设钢丝骨架结构,耐压差高,密封可靠,既增加

了工作的可靠性,又增强了皮碗的整体联动性能, 可有效防止皮碗落井现象的发生.自封皮碗承受工作压差达到15MPa以上,自封皮碗自由状态下最大外径为127mm,受压可缩小,紧贴套管壁,能

有效地密封油套环形空间.

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图3水力旋流冲砂器

1一上接头;2--冲洗管;3一压紧套;4一自封皮碗;5一密封圈;6一皮碗座;7一中心管;8一旋转

喷头限位套;9,11,13—0彤密封圈;10一旋转