负压旋流连续冲砂技术
连续油管水平气井负压冲砂工艺技术的研究
连续油管水平气井负压冲砂工艺技术的研究大牛地气田油气井出砂是砂岩油气藏开采过程中经常会遇到的问题和容易造成的危害，我们采用优良的负压冲砂工艺，通过对传统冲砂工艺的研究改进，形成了适应大牛地气田低产低渗特点的新工艺。
标签：连续油管；水平气井；负压冲砂大牛地气田大部分气井在投产之后由于地层出砂问题，而出现不同程度的井底积砂现象，对气井的正常生产和后期稳产产生了一定的影响。
大牛地气田作为低渗、低压、低产气井，在常规冲砂作业过程压井之后，对气井的产能会造成很大影响，作者提出了采用连续油管高粘度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入的负压冲砂技术，经大牛地区块气井的作业经验，作业时间短，对储层伤害小，为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新的途径。
1 技术简介负压作业就是指在作业过程中，井筒内液柱压力始终小于地层压力。
通过这一原理提出负压冲砂理论，就是用水泥车和液氮泵车在井口并联，将它们分别打出的泡沫液和气体在三通处混合后打入井内形成密度较小的泡沫，从而使井筒内液柱压力小于地层压力，做到不漏失，并且有一定的排液解赌作用。
与常规油管冲砂方式相比，连续油管负压冲砂可充分发挥连续油管连续起下、不需上卸扣、密封可靠的特点，在不压井、不动管柱的情况下实施各种管内或过管作业，有可靠的防喷功能做保证，采用低密度的氮气泡沫循环介质作负压作业，有利于保护油气层，整个保护系统密闭循环，整个施工过程连续快捷、安全可靠。
该项工艺主要优点有：（1）采用高粘液体与氮气组合作为冲砂介质，携砂能力强、摩阻小、对地层的伤害较小；（2）连续油管作业无需压井作业；（3）泡沫流体的低密度特性能够有效地防止冲砂液倒灌入地层的发生；（4）负压冲砂有助于低压气井的诱喷和排除井内积液。
2 工具组合和冲砂方式及工艺参数2.1 工具组合負压冲砂工具采用环压式与连续油管连接，结构采用4喷嘴（4.6mm）结构，分作两组：前向直喷嘴1个，松动前段砂桥；后端倾斜喷嘴3个，呈120°均匀分布并与前向错开60°，起到向后输送砂粒的作用，具体结构形状见图1。
连续冲砂作业流程
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连续负压冲砂工艺管柱研究及应用
连续负压冲砂工艺管柱研究及应用吴剑;王良;王静;张书荣【摘要】随着油气田的开发进入中后期，地层压力系数降低、亏空严重，部分井甚至出现负压倒吸现象。
在油气井生产过程中，由于地层出砂情况严重，最终导致砂埋油层，油井停产甚至报废。
对于该类油气井，由于地层漏失严重，常规的冲（捞）砂技术已经不能满足现场需求。
针对这一情况，开展了连续负压冲砂工艺技术研究，利用双级喉管喷射液体产生负压，并吸附井底埋砂，以及双层管为液体提供循环通道，从而实现了与地层隔离、减少冲砂液体漏失的目的。
经过现场试验表明，该新型冲砂工艺技术达到了设计要求，不仅完全满足漏失严重的油气井冲砂需要，而且避免了常规冲砂对地层造成伤害、储层污染的问题，具有推广价值。
%As oilfield is in the intermediary and later stage of development and recovery ratio devel-ops,formation pressure coefficient is decreased.In this case,some production wells even appear suck-back phenomenon.When these wells go to production,sands will flow out from reservoir heavily and cover the reservoir,and then oil well stops production or is abandoned.Because of the heavily leak formation,normal sand cleaning or bailing technology is not suitable for these wells. According to the situation,continuous underbalance sand cleaning technology is studied,which u-ses negative pressure to adsorb downhole sand by two-stage throat,isolate formation and decrease leakage of sand cleaning fluid by two-layer tubing.Not only is the new sand cleaning technology suit-able for the heavily leak wells,but also it can prevent formation frompollution.So the continuous under-balance sand cleaning technology is useful and can be popularized and applied in oilfield.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】5页(P88-91,92)【关键词】冲砂;负压;工艺;管柱【作者】吴剑;王良;王静;张书荣【作者单位】吐哈油田工程技术研究院，新疆鄯善 838202;吐哈油田工程技术研究院，新疆鄯善 838202;吐哈油田工程技术研究院，新疆鄯善 838202;吐哈油田井下作业公司，新疆鄯善 838202【正文语种】中文【中图分类】TE935随着油田进入开发中后期，油气井出砂问题越来越突出，油气井砂埋的现象也是非常普遍，如何针对不同类型的砂埋油气井进行冲（捞）砂已越来越重要。
负压冲砂工艺技术
二、室内研究及现场应用
1、低漏失无伤害压井液
低漏失无伤害压井液体系筛选
优点：成本低
无固相聚合物及凝胶压井液体系
缺点：适用漏失井范围小、易造成聚合物 二次堵塞
由于聚合物暂堵压井液体系具有：
泡A沫.密压度井可液调体节系；
优点：漏失小、地层损害小 缺点：井深限制、设备要求高、成本高
B.屏蔽暂堵与聚合物增粘双重作用且防漏能力强；
时间
时间
产能恢复期比一般压井液缩短5天；产量100%恢复。 油层没有受到伤害。
集团公司重点技术开发项目2006年验收
三、现场应用
2006年6月
港西16-10井冲砂漏失井 1、低漏失无伤害压井液
表明用该冲砂液后没有对油层造成伤害，产能迅速回 复，起到了很好的油层保护作用
集团公司重点技术开发项目2006年度验收
54 [min]
72
20 90
实验表明该配方在90℃～140℃时粘度保持在50%～70%以上。表明高温条件 下压井液能够保持良好的热稳定性
集团公司重点技术开发项目2006年验收
二、室内研究及现场应用
C、 配伍性评价
1、低漏失无伤害压井液
室 内
清水修 井液
卤水修井 液
（１.２０
ＮaＨＣＯ３ 型地层水
采用热洗工艺管柱：1、丢手式热洗管柱
2、单趟热洗管柱
集团公司重点技术开发项目2006年验收
二、室内研究及现场应用
２、低压低成本热洗作业不污染油层工艺研究
丢手式热洗管柱
工作原理：通过打压释放封隔器后再丢手。
优点：A、可以长期有效；
B、封隔器不随泵的抽汲运动而蠕动。
缺点： A、砂粒沉积在封隔器上，易造成大修； B、单流阀易堵。
水平井负压冲砂汇总
汇报提纲
一、概述 二、考核指标与完成情况 三、技术突破点 四、现场试验情况 五、结论 六、应用前景
辽河油田公司钻采工艺研究院
考核指标与完成情况
突破点
1.实现水平井负压冲砂， 达到国内领先水平； 2.研制开发双向喷嘴反循 环水力喷射泵，实现井 下有动力负压冲砂； 3.研制开发反循环水力喷 射泵负压冲砂管柱，实 现双流道负压冲砂，解 决水平段砂运移问题； 4.研制开发交差流道密封 器，解决动力液与含砂 液流道变换问题.
辽河油田公司钻采工艺研究院
项目概述
水平井替泥浆 对于地层压力偏低的油井（水平井），完井后用常 规冲砂方式替钻井泥浆易于造成油层污染，采用负压冲 砂替泥浆可以有效保护油层 低地层压力油井冲砂 对于低地层压力油井，目前普遍采用常规冲砂，存 在冲砂过程中井底砂回灌地层问题，造成冲砂效率低
辽河油田公司钻采工艺研究院
辽河油田公司钻采工艺研究院
项目概述
水平段冲砂困难的主要原因
⑴井底沉砂的搅动及悬浮 竖直井段冲砂，冲砂笔尖推进的方向垂直于井底 砂面，井底砂可以被充分搅动起来，悬浮于冲砂液中。 但对于大斜度井及水平井，用常规冲砂方式冲砂时， 冲砂笔尖推进的方向趋于与井底砂面平行，冲砂液流 不能直接垂直作用于井底砂面，井底沉砂不能被充分 搅动起来并悬浮于冲砂液中，造成砂冲不出来
汇报提纲
一、概述 二、考核指标与完成情况 三、技术突破点 四、现场试验情况 五、结论 六、应用前景
辽河油田公司钻采工艺研究院
应用前景
水平井采油技术是油田开发的一项重要技术，尤其 是油田开发中后期，可以有效提高采收率。水平井负压 冲砂工艺技术的研究有望突破出砂水平井水平段沉砂 （泥浆）清除这一瓶径技术，解决严重制约水平井采油 技术在出砂区块应用的关键问题，对于出砂水平井采油
负压旋流连续冲砂技术
阜新石油工具厂
二O一三年十二月二日
汇报内容
第一部分 项目概况 第二部分 水平井连续反冲砂技术
第三部分 负压旋流冲砂装置技术
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一、研究背景
在砂岩油藏的开采、生产过程中，由于液体不断从地层流出 ，使地层砂进入井筒，部分砂随井内液体进入泵筒，加剧了抽油 泵磨损，从而使抽油泵漏失，甚至造成卡泵；部分砂在井下沉积 ，砂埋油层，使油井减产，严重者造成油井停产，要恢复生产解 放油层就需要将井筒内的沉砂清理出井筒，目前采用循环水冲砂 或捞砂的办法较为普遍，即在井筒内下入冲砂管柱或捞砂泵（捞 砂管柱），冲砂液体通过高压泵车注入井内，建立油套循环，冲 洗井内沉砂，用冲砂液将砂子携带出井外，降低砂面，使油井回 复生产。
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水平井连续反冲砂技术
三：操作规程
（一）地面安装： 1、将工艺套管上部分与自封器连接好。 2、在地面将第一根特种接头内部安装好堵塞器，作好标记，其余特种接头下端接一 根2 7/8TBG油管。 3、大四通上装好洗井管线 （二）下管柱： 1、用2 7/8TBG油管连接旋流冲砂器，下放管柱至砂段以上20—30m时停止下放，若 在下放过程中遇积砂时，立即停止下放管柱，起出一根2 7/8TBG油管。 2、将工艺套管下部分内下入一根2 7/8TBG油管，2 7/8TBG油管上端安装吊卡，工 艺套管下部分上端安装临时吊卡，两吊卡用钢丝绳连接，用作业车大钩挂油管吊卡， 连接好油管，再将油管与工艺套管下入井内。 3、将工艺套管上部分及自封器，内下入一根2 7/8TBG油管，2 7/8TBG油管上端安 装吊卡，座在自封器上端，吊卡与自封器吊耳用钢丝绳连接。 4、连接好自封器和大四通，自封器排水接头安装好排水管线。
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连续油管旋转冲砂技术在水平井中的应用
工程中节约成本。 3) 膨胀载荷与膨胀工具的结构有直接关系.
通过对几种套管膨胀过程模拟仿真, 当膨胀工具半 锥角为 10~ 15 时, 膨胀载荷最小, 建议在设计膨胀 工具时, 膨胀工具半锥角在该区域取值。
参考文献: [ 1] 李光胜, 杨文斌, 何雅丽, 等. 膨胀 管技术在 下 4 421 井
的应用[ J] . 钻采工艺, 2009, 32( 2) : 17 19. [ 2] 赵金洲, 赵金海, 杨海波, 等. 胜利油田水平井完井技 术
71
Abstract: T he conv ent ional met ho d o f horizont al w ells fo r sand w ashing oper at ion, high risks, and is not ef fect ive. Sand thro ug h t he mechanism of hedging t heor y, suppo rt ing t he f ormat ion o f a coiled t ubing str ing ro t at ing sand w ashing pro cess, t he labo rato ry exper im ent s and f ield operat io ns inspect ion, st udy of t he for matio n of t he coiled t ubing rot ary sand w ashing t echnolog y t o so lve the displacement of g round equipment, the case of small red horizont al sect ion sand issue and realiza t ion o f t he self int o the w at er, speed rot ation, t urbulent carry ing sand, deep plugging, solv e the grit sand w ashing o perat io n o f hor izontal w ells, carry ing sand, drill press pass, sand plug st ring of technical problems, made goo d econo mic and social benef it s. Key words: ho rizontal w el ls; coiled t ubing; rot ating sand w ashing
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。
浅析高压高产深井中连续油管冲砂技术的运用杨相杰岳彩峰兰国宏李鹏飞
浅析高压高产深井中连续油管冲砂技术的运用杨相杰岳彩峰兰国宏李鹏飞发布时间：2021-12-26T03:28:31.860Z 来源：基层建设2021年第27期作者：杨相杰岳彩峰兰国宏李鹏飞[导读] 高压高产深井生产受复杂地质条件影响，常出现地层出砂与压裂砂堵问题，造成油气井砂堵，进而影响油气产量，严重时会导致油气井关井，对油田生产极为不利。
同时，传统的机械捞砂河南省濮阳市中原油田股份有限公司采油气工程中心河南省濮阳市 457001摘要：高压高产深井生产受复杂地质条件影响，常出现地层出砂与压裂砂堵问题，造成油气井砂堵，进而影响油气产量，严重时会导致油气井关井，对油田生产极为不利。
同时，传统的机械捞砂、水力冲砂技术存在工艺局限性，积砂清除效果不显著。
基于此，为保证高压高产深井生产活动的顺利开展，本文以连续油管冲砂技术为切入点，重点阐述高压高产深井中连续油管冲砂技术的运用情况，以供参考。
关键词：高压高产深井；连续油管冲砂技术；运用策略一、连续油管冲砂技术概述1、技术优势在早期高压高产深井项目中，普遍采取机械捞砂和水力冲砂技术作为清砂方式，这类方式的操作流程较为繁琐，要求提前开展压井操作和搭配使用修井平台，无法在短时间内解决油气井砂堵问题、恢复井体正常生产，同时，还有可能引发其他问题出现。
以水力冲砂为例，传统的水力冲砂技术采取油管循环冲砂方法，提前开展压井作业，在接单根前进行充分循环处理，随后逐根加深，作业时间较长，且作业期间始终保持为正压状态，容易出现冲砂液倒灌地层、冲砂失败、井口返液、因停泵接单根造成砂卡的问题。
在这一项目背景下，连续油管冲砂技术有着减少地层伤害、工序简单、周期短、突发情况处理迅速的优势，因而逐渐取代了传统清砂技术，得到广泛应用。
例如，从减少地层伤害角度来看，连续油管冲砂采取低密度循环介质负压作业的方法，在作业期间并不会对油气层造成破坏。
从工序角度来看，此项技术具有在不压井与不动管柱情况下直接开展管内、过管作业的技术条件。
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。
辽河油田连续冲砂技术浅析
一、技术背景随着辽河油田的长期注汽热采，地层胶结物的胶结力变差，以及各种工艺措施的影响，油层出砂越来越严重，需要对井底的砂子进行冲砂处理；此外，作业过程中为保证下步措施的顺利实施，前期也需要采用一定的处理方式，进行冲砂洗井，清理井筒。
常规的水力冲砂分为正循环、反循环两种类型。
正冲砂适用多数井况，冲击力强，安全性高，缺点是砂子在环空的上返速度慢，易卡管柱。
反冲砂携砂能力强，上返速度快，返砂时间短，不会造成卡管柱，适合水平井等冲砂操作。
在有些情况下，将正、反循环冲砂结合应用，能取得更好的效果。
辽河油田近年来加大水平井开发力度。
经过27年发展，目前拥有水平井1500口左右，油井开井约1000口。
随着水平井采油的增加，修井作业日益增多。
这些井由于长期注汽开采，特别是曙采、特油区块，地层出砂严重，且多数井存在漏失，冲砂施工时，常规冲砂技术难以奏效，还易造成砂卡事故，必须使用连续冲砂技术。
二、技术难点1.水平井沉砂特点水平井井眼在油层中水平延伸相当长一段距离，呈现上翘式结构。
当油层出砂后，就会跟随液流进入到水平井段。
大一点的砂粒最先沉积在水平段形成砂床，小一点的砂粒随着油液流动，当进入到水平井的直井段后，由于油液流动的面积增大，导致流速降低，一些砂粒就会继续沉降和积压，形成砂堆。
2.常规冲砂存在的问题水平井冲砂过程中，一是冲砂管柱下放、上提过程中容易遇阻，地面显示交替载荷变化大，难以判断井下状况；二是停泵接单根过程中，砂子上返易在井斜大的部位重新堆积，造成砂卡堵的现象；三是冲砂管柱进入水平段后，冲砂液易在流动阻力小的上部形成循环通道，下部砂床难以清理干净；四是地层压力较低的水平井，油层裸露面积又大，冲砂液携砂漏入地层，难以将砂子带出井筒。
三、连续冲砂技术为了解决分支井、水平井等冲砂难题，特别是避免接单根过程中停泵造成砂卡事故，辽河油田近年来不断探索和完善连续冲砂技术。
连续冲砂工艺一般通过连续冲砂装置来实现，该装置要具有地面井口转换和井下冲砂液变向功能。
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阜新石油工具厂
由于油井长时间生产造成地层亏空，冲砂时冲砂液进入
地层造成油层污染，同时排出液较少严重影响了冲砂效果， 而捞砂工艺在大量积砂井中一次捞砂量有限使捞砂效率降低
、作业周期加长、劳动量曾大等。由此提出负压旋流冲砂工
艺技术，既能达到冲砂清理出井筒内积砂、恢复生产，又提 高了冲砂效率、节约成本，提高经济效益。 随着油田的发展，老井、新井压裂逐年增加，由于受地 层胶结疏松、气侵、水侵的影响，出砂井每年都在增多，清 理井筒内积砂、恢复生产成为目前急需解决的问题。
水平井连续反冲砂技术
二：设计思路 及原理
设计思路：在无连续油管下的直井、 水平井连续反冲砂，其实现思路是按 图所示连接管柱下井，到位后最上一 根油管下端连接特种接头，特种接头 内腔由堵塞器形成密封使在连接油管 时不停泵实现连续冲砂，特种接头与 工艺套管之间有转换通道，当特种接 头下至工艺套管以外后堵塞器被释放 上行至上一级特种接头内形成油管内 密封，每接一根油管+特种接头时堵 塞器循环上行一次。
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水平井连续反冲砂技术
三：操作规程
三）连续冲砂： 第一根特种接头与工艺套管内的2 7/8TBG油管连接，开始洗井，在
冲砂过程中不停泵，洗通后，下放管柱，反复连接特种接头及油管，下放
管柱，直至洗井到位后，停止下管柱，继续洗井，直至返出液和洗井液水 质基本一致，停止反洗井。 四）起管柱： 洗井停止时，立即开始起管柱，在管柱没出水平段时不能停止起管柱， 将管柱起出，再拆除工艺套管。
3、技术特征 （1）掩没式射流泵喷嘴和喉管比例为1：2.4，为高效射流泵。 （2）喷嘴采用了硬质合金材质，耐磨、抗冲刷，延长了使用寿命。 （3）截流皮碗外径Ø124mm-0.4,上端挂胶件内设有抬肩，起管 柱时不卡井。 （4）旋流头为六头螺旋槽，能有效带动叶轮旋转可绞（打）碎井 下胶结物等。 （5）掩没式射流泵喉管、扩散管及喷嘴内表面光洁度为0.8，大 大提高了泵效，延长了使用寿命。
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水平井连续反冲砂技术
二：设计思路 及原理
原理：工艺套管和生产套管之间的环 腔为洗井进液通道，工艺套管和油管 之间的环腔为洗井液出液通道；特种 接头下端和工艺套管之间有密封盘根 ，上端内腔有堵塞器密封最上一根油 管内腔，中间有出液口使洗井混合液 通过工艺套管和油管的环腔返出井外 ；自封器和油管外壁形成密封使返出 液不污染井场、同时为顺利连接油管 起到保护作用。
三、考核指标
负压旋流冲砂成功率100%；负压旋流冲砂装置返排率＞70%；起下管柱 不卡井成功率100%；
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汇报内容
第一部分 项目概况 第二部分 水平井连续反冲砂技术
第三部分 负压旋流冲砂装置技术
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水平井连续反冲砂技术
一、管柱组成
该管柱由临时吊卡、 井口自封器、工艺套管 、特种接头、堵塞器及 旋流冲砂器构成。（该 配置是在无连续油管情 况下实现连续冲砂，如 使用连续油管临时吊卡 、工艺套管、特种接头 、堵塞器可不使用） 阜新石油工具厂
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水平井连续反冲砂技术
三：操作规程
（一）地面安装： 1、将工艺套管上部分与自封器连接好。 2、在地面将第一根特种接头内部安装好堵塞器，作好标记，其余特种接头下端接一 根2 7/8TBG油管。 3、大四通上装好洗井管线 （二）下管柱： 1、用2 7/8TBG油管连接旋流冲砂器，下放管柱至砂段以上20—30m时停止下放，若 在下放过程中遇积砂时，立即停止下放管柱，起出一根2 7/8TBG油管。 2、将工艺套管下部分内下入一根2 7/8TBG油管，2 7/8TBG油管上端安装吊卡，工 艺套管下部分上端安装临时吊卡，两吊卡用钢丝绳连接，用作业车大钩挂油管吊卡， 连接好油管，再将油管与工艺套管下入井内。 3、将工艺套管上部分及自封器，内下入一根2 7/8TBG油管，2 7/8TBG油管上端安 装吊卡，座在自封器上端，吊卡与自封器吊耳用钢丝绳连接。 4、连接好自封器和大四通，自封器排水接头安装好排水管线。
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出砂原因： 1.地层胶结疏松：地层胶结在生产过程中流体流动的剪切破坏和清洗炮眼 的拉伸破坏克服了沙粒之间的聚合力（岩石强度），使油井出砂。
2.气侵的影响：如上有气顶、下有丰富底水的油藏在油井生产过程中，气
体对出砂量有很大影响，随着油层压力的下降，气泡不断长大，当气泡通过 孔隙喉道时，由于油气界面变形，引起阻力增大，给砂粒间接性的提供了动 力，使出砂量增加。 3.水侵的影响：如有比较丰富的底边水，水侵使粘土膨胀，渗透率降低， 破坏油流的连续性，产生水锁效应，增加流油阻力，从而使地层容易出砂。 以上出砂原因无法避免，目前最有效的办法就是完井时下入完井防
进入旋流头产生高速旋流带动叶轮高速旋转使井下混合物形成湍流经抽吸作用进入
管内排出井外。旋流头设计为六头螺旋机构带动叶轮高速旋转并使冲砂液形成湍流， 截流皮碗内腔进液通道设计为2mm（宽）x72mm（长）x32(数量)的通道，解决了 皮碗在起管柱时的卡井现象，同时满足冲砂需要的排
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负压旋流冲砂装置技术
喉管 喷嘴 旋流头 叶轮
负压区一
负压区二
喷嘴
旋流头
叶轮
负压旋流冲砂装置技术
2、预期效果： 装置随管柱起下顺利，返排能力强 。
3、技术参数
指标 最大刚体外径 喷嘴 喉管 冲砂压力 内腔过流面积 打捞扣型
表1 装置技术参数
参数
110mm 4mm 9.6mm ≤20MPa 1590mm2 2 7/8母扣
砂管，当完井防砂管不能适应该油藏时，最有效的工艺就是清理出井筒内积
砂，而已经投产多年的老井，唯一的办法就是清理井筒内积砂。为了能有效、 经济的清理井筒内积砂，提出了负压旋流冲砂装置。
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二、研究内容
1、在无连续油管情况下实现连续冲砂的研究 2、负压旋流冲砂装置（淹没式射流泵及湍流旋转头）的研究；
负压旋流冲砂装置技术
三、负压旋流冲砂装置研究
1、装置结构 负压旋流冲砂装置主要由：掩没式射流泵、截流皮碗、旋流头 、叶轮等组成
掩没式射流泵 截流皮碗
旋流头
叶轮
喉管
喷嘴
旋流头
负压区一
负压区二
结构剖视图
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负压旋流冲砂装置技术
结构组成：掩没式射流泵机构、截流皮碗、旋流头、叶轮等机构。采用 掩没式射流泵对井下液砂混合物进行有效抽吸，材质为热处理优质合金钢 ，喷嘴采用了硬质合金材质，截流皮碗外径略小于套管内径（Ø124mm） 大量液体经截流皮碗截流通过旋流头形成旋流带动叶轮形成高速旋转使井
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水平井连续反冲砂技术
四：技术参数
（三）特种接头： 1、最大刚体外径：φ95㎜ 2、最小内通径：φ60㎜ 3、密封压力：25MPa 4、节流压力：1MPa 5、工作压差：15MPa 6、工作温度：-45—120℃ 7、连接扣型：2 7/8TBG （四）堵塞器 1、最大钢体外径：φ58㎜ 2、密封压力：15MPa
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负压旋流冲砂装置技术
5、室内试验
（1）试验目的
通过室内模拟井筒试验，验证装置的旋转、 返排等性能指标是否符合要求。 （2）试验内容 将装置置于室内模拟套管内，通过地面 设备注水打压，验证其性能： （1）旋转：环空注水加压； （2）起下是否顺利：多次上提下放 （3）90摄氏度、20MPa下的强度试验
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汇报内容
第一部分 项目概况 第二部分 水平井连续反冲砂技术
第三部分 负压旋流冲砂装置技术
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负压旋流冲砂装置技术
一、负压旋流冲砂装置概况
1、根据研究思路，研制了负压旋流冲砂装置，完成了室内及现场试验； 2、加工制造负压旋流冲砂装置，进行了现场下井应用；
负压旋流冲砂装置3D图
实物照片
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负压旋流冲砂装置技术
二、研究思路
在研究之初，根据以往试验使用的情况和井下工具
的特定，提出了三种方案，最后在多次技术交流后，领导和
技术人员与工程师确定了产品的技术方向。 方案一：冲砂设备中心管内腔缩径，在冲砂时因截流
形成负压区对工具一下液体形成抽吸，问题是井下混合液无
法形成湍流，而且缩径形成的负压抽吸能力有限。 方案二：冲砂设备中心管内腔缩径，外部采用了截流
碎随同冲砂液携带出井外，一小部分冲砂液通过掩没式射流泵喷嘴
高速射流、经喉管在其两端形成负压区对井下液砂混合物形成抽吸， 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 法形成湍流问题。 经过反复评审、论证，和争取相关领导和技术专家的意见，最 终确定了掩没式射流泵+截流皮碗+旋流头的技术方案，并提出了相 关的细节问题。
下混合液体形成湍流。
喉管
喷嘴
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装置原理：该装置下到井下砂面以上0-1米处，井口进行反冲砂作业，冲砂液经 截流皮碗的作用（截流皮外和套管内壁形成初密封效果），一小部分冲砂液进入喷 嘴形成高速射流在负压区一处形成负压，高速流束经喉管至扩散管处形成负压区二， 两负压区产生的负压对井下混合液体形成抽吸。同时大部分冲砂液经截流皮碗内腔
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负压旋流冲砂装置技术
现场施工照片
工具下井前外表及关键部件检验
起出后检测
连接管柱
管柱下井
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结论：
1、在对国内外冲砂技术广泛调研的基础上，结合生产实际，开 展技术攻关，提出了以负压旋流冲砂为主的技术思路。
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（3）理论计算
掩没式射流泵作用下的返吐能力计算：以Ø 124mm套管为例
Q进 Svh 5869 1 5869 9 vh 12.566 vh 1398 1.0017vh 12.566 10 1398 10 S S 2 2 2 v v ; v v ; S 5869 mm , S 12.566 mm ， S 1398 mm 1 2 返1 返2 S返1 S返 2 Q返 100% 100.17% Q进 Q返 S返1v1h S返 2v2 h