水平井负压冲砂工艺技术的研究与应用
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。
浅谈水力冲砂洗井工艺技术及应用
技术应用与研究一、实施背景１．出砂井数逐年增加。
随着油田开采程度的逐渐加深，出砂现象越来越严重，出砂油井不断增加，目前已经严重影响正常生产，并且在出砂油井数量、出砂程度两个方面均呈现上升趋势，冲砂洗井是保障出砂油井正常生产的重要举措。
２．高含水井井筒状况复杂。
大路沟作业区开井２５４口， 其中含水在５０％以下３２口、５０％－６０％的有２６口、６０％－７０％的有１８口、７０％以上的有１７８口；腐蚀严重井７２口、结垢严重井３４口；从以上数据可以看出，高含水井占有较大的比例。
３．井筒环境变差。
高含水油井存在井筒腐蚀、结垢问题，在长期开发过程中会有大量垢片、铁锈等介质落入井底，造成井筒环境变差。
同时，频繁作业以及井筒加药造成套管内壁黏附许多附着物，容易落井引起井筒环境差。
从液面测量波形中反应出液面波形不平整、杂波多，说明油井井筒较脏，该类油井在我区共有５２口，占总油井数的２０％。
举例验证如下：二、冲砂洗井工艺特点及现场应用（一）冲砂洗井工艺技术原理１．冲砂的原理：用泵车向井内泵入高速流动的液体将井内的砂子冲散，并利用液体循环上返的携带能力，将冲散的砂子带到地面的工艺方法。
２．探砂面：用冲砂管柱探砂面，遇阻后，负荷下降２０－３０ＫＮ，连续探３次，深度一致，确定砂面位置，通过砂面位置计算出可能的砂柱高度。
３．冲砂方式的选择：１）正冲砂：冲砂工作液从油管进入，沿冲砂管向下流动，在流出冲砂管口时以较高的流速冲散井底沉砂，冲散的砂子与冲砂工作液混合后，沿冲砂管与套管环形空间返至地面。
２）反冲砂：冲砂液由套管和冲砂管的环形空间进入，冲起并携带泥砂沿冲砂管上返到地面。
４．洗井水力计算：为保证将井底脏物带出地面的水力条件是： Ｖｔ＞２Ｖｄ－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（１）式中Ｖｔ为洗井液返回地面上升速度，Ｖｄ为井底脏物在静止洗井液中的自由下沉速度，由地面试验测得。
由（１）式得，保证脏物返回地面最小速度： Ｖｍｉｎ＝２Ｖｄ－（２）洗井时所需最低流量：Ｑｍｉｎ＝ＡＦＶｍｉｎ －－－－－（３）式中ＡＦ洗井液上返过流面积。
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。
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。
水平井冲砂技术的改进
水平井冲砂技术可能会对地层造成一定的破坏，导致地层渗透率下降；同时， 该技术对于一些复杂的地质条件和特殊类型的砂石可能效果不佳。
03
水平井冲砂技术的改进方案
冲砂工具的改进
总结词
提高冲砂效率
详细描述
改进冲砂工具，如采用新型喷嘴设计，提高水 力冲砂的能量和效率，减少冲砂时间和成本。
总结词
延长工具使用寿命
总结词：降低风险
详细描述：优化冲砂程序的安全措施， 如加强现场监控和管理，确保作业安 全和稳定。
总结词：提高作业质量
详细描述：加强冲砂程序的质量控制， 如采用标准化作业流程和验收标准， 提高作业质量和规范性。
04
改进后水平井冲砂技术的应用
提高冲砂效率
优化冲砂液配方
采用新型冲砂液，提高冲砂液的悬浮 和携带能力，减少砂粒在井底的沉积。
探索新型冲砂工具
研究更高效、环保的冲砂液体系，以满足 不同井况和地层条件的需求。
研发更高效、可靠的冲砂工具，提高冲砂 作业的安全性和效率。
加强现场应用研究
推动技术标准化和推广
加强改进后水平井冲砂技术在现场的应用 研究，不断完善和优化技术方案。
推动水平井冲砂技术的标准化进程，促进 技术的推广和应用，为石油和天然气工业 的发展做出更大的贡献。
连接管柱
将冲砂工具与管材连接，确保 密封良好。
泵送液
通过泵车将冲洗液泵入管柱， 冲洗液在到达冲砂工具后，将
砂石等杂质冲离井底。
返排
将冲洗液和冲出的杂质通过管 柱返排至地面，完成冲砂作业
。
水平井冲砂技术的优缺点
优点
水平井冲砂技术能够有效地清除水平井中的砂石和其他杂质，提高油井的产能 和寿命；同时，该技术操作简便，成本较低，适用于大规模的石油开采作业。
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。
水平井负压冲砂工艺技术的研究与应用
水平井负压冲砂工艺技术的研究与应用作者：陈兰明李玮梁俊恒来源：《科技资讯》 2011年第32期陈兰明李玮梁俊恒(吐哈油田分公司井下作业公司新疆鄯善 838200)摘要:目前水平井采油技术是油田开发的一项重要工艺技术,而影响该技术发展是水平井冲砂问题能否有效解决。
针对出砂水平井井底沉砂清除的技术难题,提出水平井负压冲砂工艺技术方案,通过现场实施,该技术可有效实现水平井负压冲砂、负压替泥浆,为水平井采油技术的实施提供技术支持,对于水平井采油将具有重要意义。
关键词:负压冲砂技术水平井应用研究中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0071-01水平井采油技术是油田开发的一项重要工艺技术,可以有效提高采收率,实施效果显著[1]。
目前油井出砂现象普遍,水平井技术的应用不可避免地要涉及砂的问题。
出砂水平井采油是一个新的技术领域。
1 水平井采油主要问题常规冲砂作业对于直井段和小斜度井段是有效的。
水平井井底沉砂必然沉积于水平井段,对于大斜度井段和水平井段冲砂,目前技术现状仍以常规冲砂方式为主,为了增加冲砂液的携砂能力,采用高成本的稀油冲砂,仍然达不到预期的效果,无法将井底沉砂彻底清理干净,其直接后果是井底有效沉砂空间不足,频繁出现砂埋油层,造成检泵周期缩短,油井频繁作业。
水平段冲砂困难的主要原因为:(1)井底沉砂的搅动及悬浮。
竖直井段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。
(2)井底砂的水平运移。
各种井斜角情况下都有重力影响存在,相关试验及资料表明,井斜角在0～30°之间,液流中的砂粒有足够长的沉降距离,而且砂和井壁的摩擦力也非常小。
因此当液流流速高于砂粒的沉降速度就可将之携出。
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水平井负压冲砂工艺技术的研究与应用
摘要:目前水平井采油技术是油田开发的一项重要工艺技术,而影响该技术发展是水平井冲砂问题能否有效解决。
针对出砂水平井井底沉砂清除的技术难题,提出水平井负压冲砂工艺技术方案,通过现场实施,该技术可有效实现水平井负压冲砂、负压替泥浆,为水平井采油技术的实施提供技术支持,对于水平井采油将具有重要意义。
关键词:负压冲砂技术水平井应用研究
水平井采油技术是油田开发的一项重要工艺技术,可以有效提高采收率,实施效果显著[1]。
目前油井出砂现象普遍,水平井技术的应用不可避免地要涉及砂的问题。
出砂水平井采油是一个新的技术领域。
1 水平井采油主要问题
常规冲砂作业对于直井段和小斜度井段是有效的。
水平井井底沉砂必然沉积于水平井段,对于大斜度井段和水平井段冲砂,目前技术现状仍以常规冲砂方式为主,为了增加冲砂液的携砂能力,采用高成本的稀油冲砂,仍然达不到预期的效果,无法将井底沉砂彻底清理干净,其直接后果是井底有效沉砂空间不足,频繁出现砂埋油层,造成检泵周期缩短,油井频繁作业。
水平段冲砂困难的主要原因为:
(1)井底沉砂的搅动及悬浮。
竖直井段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。
(2)井底砂的水平运移。
各种井斜角情况下都有重力影响存在,相关试验及资料表明,井斜角在0～30°之间,液流中的砂粒有足够长的沉降距离,而且砂和井壁的摩擦力也非常小。
因此当液流流速高于砂粒的沉降速度就可将之携出。
随着井斜角增加,砂粒沉降到井壁的距离在缩短,而且砂和井壁的摩擦力也在增加,给砂的运移带来困难。
(3)地层压力普遍较低,现有的常规冲砂方式属于带压冲砂,存在冲砂液回灌地层的问题,严重的冲砂液无法返回地面,尤其是热采水平井,对油层造成伤害。
2 系统构成及工作原理[2-3]
2.1 水平井反循环水力喷射泵负压冲砂
地面采用常规冲砂设备,管柱采用同心双管冲砂管柱,井下采用反循环水力喷射泵（带冲砂喷嘴）,冲砂、排砂相结合,主要解决井底沉砂水平运移及低地层压力油井沉砂回注油层问题,实现水平井负压冲砂、负压替泥浆。
水平井负压冲砂示意图如图1所示。
动力液由双管环空输入井下后分为两部分:一部分经冲砂喷嘴以100m/s以上的流速正向喷出,射流在井筒内充分扩散,使水平段沉砂充分悬浮于冲砂液中;另一部分经水力喷射泵喷嘴驱动井下喷射泵工作将高含砂液排出,并在井底形成负压。
乏动力液与高含砂液的混合液
由同心管柱的内层管柱内输出井筒,内层管柱内液体在井下喷射泵驱动下高速流动,流速可达2m/s以上,可以彻底解决水平井段砂运移的问题。
2.2 双向喷嘴反循环水力喷射泵
井下反循环水力喷射泵设双向喷嘴,动力液由双管环空输入井下后分为两部分:一部分经冲砂喷嘴以高流速正向喷出,射流在井筒内呈扇形扩散,使水平段沉砂充分悬浮于冲砂液中;另一部分经水力喷射泵喷嘴驱动井下喷射泵工作,将高含砂液排出,并在井底形成负压。
2.3 反循环水力喷射泵负压冲砂管柱
井下采用同心双管冲砂管柱,设交叉流道密封器,整个管分为上部竖直井段部分和下部水平井段部分,由交叉流道密封器实现流道转换。
在水平井段部分乏动力液与高含砂液的混合液由同心管柱的内层管输出,混合液在喷射泵驱动下在圆柱形管内高速流动,流速可达2m/s 以上,可以彻底解决水平段砂运移的问题;在竖直井段部分高压冲砂动力液由冲砂管内输入井下,高含砂混合液由冲砂管和衬管之间的环空输出,实现与地面常规冲砂流程的对接,由交叉流道密封器在衬管内的滑动实现冲砂管柱水平井段部分在井筒中的移动。
3 现场应用情况及效果评价
水平井负压冲砂技术累计现场应用7井次。
该项技术的研究有望突破出砂水平井水平段沉砂及泥浆清除这一瓶颈技术,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,并可以拓展应用到低地层压力水平井、常规井替泥浆,及低地层压力油井冲砂,解决一系列长期困扰油田生产的技术难题,具有显著的经济效益。
4 结语
(1)水平井反循环水力喷射泵负压冲砂工艺技术可以实现水平井水平段冲砂和负压冲砂。
(2)井下双向喷嘴反循环水力喷射泵,依靠冲砂喷嘴的扇形高速液体射流有效解决了水平段沉砂搅动和悬浮问题,并实现了井下有动力负压冲砂。
(3)同心双管反循环水力喷射泵负压冲砂管柱及交差流道密封器,实现了管柱移动中动力液与携砂液流道转换,并依靠改变携砂液的流动状态有效解决了水平段砂运移问题。
(4)水平井负压冲砂技术有待于与连续冲砂技术相结合,以取得更好的实施效果。
参考文献
[1]王百,吕亿明,韩二涛,等.水平井生产测试管柱防垢工艺[J].石油
矿场机械,2010,39(9):74～77.
[2]王常斌.机械采油工艺原理[M].北京:石油工业出版社,1998.
[3]万仁溥,罗英俊.采油技术手册[K].北京:石油工业出版社,1993.。