完井高效洗井技术在渤海油田调整井中的创新应用

完井高效洗井技术在渤海油田调整井中的创新应用
井眼清洁技术是水平井钻完井技术的关键之一，也是决定油井产量的重要因素。

渤海某油田综合调整于2013年开始正式实施，共布井102口井，约有2/3为水平生产井。

因此研究并总结水平井洗井工艺技术，对提效增产有着至关重要的影响。

文章从渤海某油田水平井洗井存在的难点着手，分析总结了影响水平井洗井效果的因素，并针对上述影响因素提出了相关的工艺措施，形成了包括水平井洗井方式优选、洗井管柱和洗井液优化在内的工艺技术体系。

标签：洗井；影响因素；优化；调整井
水平井钻完井技术已经成为目前石油勘探开发领域的重点进技术，但目前这一技术还不够完善，其中，水平井的井眼清洗是影响该技术运用的主要难点之一[1]。

井眼清洁的好坏直接关系到水平井后续作业的难易程度和产量高低。

渤海某油田综合调整井多采用215.9mm裸眼中下入过滤筛管的完井方式，水平段钻井结束后，在上部套管段内下入洗井管柱，对上部套管段内沉积岩屑和管壁进行清洗。

文章从渤海某油田水平井完井工艺实践出发，对水平井洗井工艺进行技术总结和研究。

1 水平井完井洗井效果影响因素[2-5]
1.1 井斜角
在近直井段内，岩屑的运移情况与垂直井中的效果基本相同。

在小斜度井段内（10～30°）一般形成不稳定的岩屑床。

在中斜度井段内（30～60°），岩屑下沉到井壁下侧的机会增多，随着井斜角的增大，环空中逐渐形成岩屑床。

开始形成的岩屑床临界井斜角为40～55°，在这一井段内，对着井斜角的增大，岩屑浓度和岩屑床厚度急剧增加，在55～60°范围内，岩屑床厚度及岩屑浓度达到最高值。

在大斜度井段内（60～90°），岩屑在下井壁处形成的岩屑床基本稳定，这一井段内的岩屑浓度一般高于近直井段及小井斜井段，但比中斜度井段低。

1.2 井眼轨迹
由于丛式井的防碰绕障需要，造成上部套管段内井眼轨迹多变，不利于岩屑的清除。

1.3 管柱偏心
在井斜较小的环空内，管柱偏心度对岩屑运移产生的影响很小。

在井斜较大时，由于管柱偏心，小间隙处的环空返速大大降低，沉积的岩屑不易被清除，随着偏心度的增加，环空中的岩屑浓度增大。

1.4 岩屑颗粒直径
岩屑颗粒直径越大，悬浮稳定性越差，越易在下井壁处形成岩屑床，从而造成洗井困难。

1.5 环空返速
环空返速的大小直接影响环空中岩屑的运移方式、状态和浓度。

环空返速低时环空中的岩屑浓度极大，环空压降也高，随着返速的增加，岩屑浓度减小，环空压降降低，当环空返速上升到一定值时，尽管岩屑浓度仍在减少，但环空压降却开始上升。

1.6 洗井液的流变性
洗井液流变性能是影响清洗效果的重要因素，为了确保清洗效果，必须选用合理的洗井液流变性参数。

2 常规洗井缺点分析与工艺优化
2.1 洗井方式
渤海湾油田以前常用管柱相对静止的洗井方式，其优点在于操作简单，但因循环位置相对固定，对岩屑床破坏力度有限，清洗效果较差。

在大斜度井段和水平井段低边，由于管柱偏心，管柱贴于下井壁，将岩屑床压住。

这种偏心环空造成下井比处于低速区，颗粒较大岩屑在此处沉积，静止循环洗井不能很好的将此部分岩屑带出井筒，降低了清洗效果，国内外研究表明，在水平井中采用旋转管柱的方式有利于清除岩屑，旋转管柱时，将下井壁沉积的岩屑推入流动的洗井液中，然后被携带出井筒。

基于以上原因分析，渤海某油田在完井过程中，将洗井管柱下到位之后，洗井的同时，接上顶驱，上下活动管柱并低速（20～30rpm）旋转，刮擦井壁并破坏岩屑床。

2.2 洗井液优选
渤海油田完井传统洗井液多采用以海水为基液所配置，海水经加重后采用二级（2μm）过滤后浊度达到30以下，然后经泥浆泵打入井筒内，返出液经过相同的过滤方法重复利用，直至返出口液体在连续半小时内浊度小于70后为达标。

由于海水的流变性较差，井筒内沉积的大颗粒状岩屑不易被携带出井筒，造成洗井效率降低。

渤海某综合调整井在实施过程中，采用“二次洗井”方式。

洗井管柱下至预定位置后，利用原始的钻井液进行大排量正循环洗井至少一个井筒容积，返出液经过高目数振动筛布（170目以上）过滤，由于钻井液优良的携砂性能，充分的将井筒中的岩屑颗粒携带出井筒，清除了岩屑床。

一次洗井结束后，改用以过滤海水为基液配置的洗井液再次洗井，此方法与传统洗井方式相同，严格对入井洗井液浊度把关。

经过实践证明，“二次洗井”法提高了洗井效果，并缩短了总的洗井
时间。

2.3 洗井管柱优化
常规洗井管柱组合多为：“钻头+套管刮管器+钻杆”的组合方式，由于刮管器的外径较大，不能够进入套管浮箍，因此钻头最大下入深度只能到浮箍顶部，这样浮箍以下套管段内的岩屑达不到一个清洗的效果，而此段为水平段，岩屑沉积风险较大，对防砂工具和管外封隔器的下入造成一定风险。

鉴于此风险，渤海某油田在完井过程中，调整管柱组合，改为“钻头+钻杆单根+刮管器+钻杆”，刮管器以下钻杆单根和钻头可以深入到浮箍以下，达到清洗管鞋附近井段的目的，根据浮鞋与顶部浮箍之间套管段的长度，可以调整刮管器下部钻杆单根的数量，使钻头尽可能下深，确保清洗干净。

2.4 井口装置清洗
井口装置内径较下部套管段大，同时内腔有不规则状台阶，岩屑在返出过程中易在井口装置内腔沉积形成泥块并粘附在内壁上，不易返出，降低洗井效率。

针对此问题，洗井结束在洗井管柱起钻至井口后，单独下入冲洗工具，大排量循环洗井液，使洗井液井经过冲洗工具从径向高速喷出，对防喷器内腔粘附的泥块和沉砂产生水力冲击，达到快速清洗干净的目的。

2.5 套管内壁刮削
上部套管段在钻井液或海水的长期浸泡之后，会在内壁形成铁锈和类似苔藓的附着物，液流的大力冲砂达不到彻底清洗的目的。

渤海油田在完井作业过程中优选出了两种类型的套管刮削器，俗称“刮管器”，该设备利用弹簧力使金属刮刀撑在套管内壁上，随着管柱的上下移动将内壁上的附着物刮削下来，同时配合碱性洗井液（一般为烧碱配置的水溶液或者利用专用套管清洗剂）使用，降低固相颗粒在套管内壁的附着力。

3 前景与展望
洗井在完井作业中是一个不可或缺的环节，洗井的结果关乎作业的安全和油井的产量，合理的洗井方式不仅能够达到清洗井筒的目的，还会提高作业时效。

渤海油田在开发过程中总结一套适用于海上油田的洗井方式，相信随着科技的进步与发展，新式的洗井设备和专用洗井液会应运而生，目前国外石油技术公司已经研制出高效洗井液，并且已投入商业使用。

综合成本与时效的考虑，优选洗井方式是一项值得继续研究的课题。

参考文献
[1]范白涛，邓建明.海上油田完井技术和理念[J].石油钻采工艺，2004（3）.
[2]薛丽娜.水平井洗井工艺技术研究[J].天然气技术，2007（4）：31-34. [3]张
好林，李根生，黄中伟，等.水平井冲砂洗井流体流速研究[J].科学技术与工程，2014，14（12）.
[4]张好林，李根生，黄中伟，等.水平井冲砂洗井技术进展评述[J].石油机械，2014（3）.
[5]马林虎.定向井和水平井中岩屑携带试验研究[J].石油钻采工艺，1989（2）.
作者简介：王波，男，工程师，毕业于西南石油大学石油工程专业，主要从事海洋石油完井技术监督工作。