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由于油層膠結(jié)疏松或油井工作制度不合理,以及措施不當(dāng)造成油井出砂。出砂會導(dǎo)致油井減產(chǎn)、停產(chǎn),甚至損壞井下設(shè)備造成砂卡事故。對于地層漏失或水敏井施工常選機(jī)械撈砂法。
1 抽砂泵失效分析
機(jī)械撈砂不用通過循環(huán)就可以將井內(nèi)沉砂清除。目前廣泛使用的是油管傳輸抽砂泵撈砂。
目前抽砂泵抽砂主要應(yīng)用在井深2500m以下的井清砂,2500m以上的井施工難度大應(yīng)用較少。根據(jù)應(yīng)用情況來看,抽砂施工失效表現(xiàn)形式有:①抽砂管柱卡;②抽砂泵彎曲;③單次抽砂進(jìn)尺少等。施工中單次抽砂進(jìn)尺少問題尤為突出。根據(jù)近兩年抽砂井統(tǒng)計,一次抽砂進(jìn)尺一般在30m左右。分析其影響因素主要有抽砂泵、沉砂管、沉沒度、操作延誤、砂橋、套損等。
1.1抽砂泵失效原因分析
(1)沉砂管漏失。抽砂時,井液直接從沉砂管漏失處吸入,造成短路,無法攜帶井底沉砂。
?。?)泵上出液口堵。出液口為抽砂泵內(nèi)井液的循環(huán)至油套環(huán)空的通道,一旦被堵住,形不成液流循環(huán),抽砂失敗。
?。?)活塞與泵筒間隙大。目前使用的活塞環(huán)形高效抽砂泵采用活塞與泵筒無間隙配合,保證抽吸壓力。抽砂泵長期工作磨損快,后期抽吸力下降,從而影響抽砂效果。
?。?)底球閥卡堵。底球閥打開時,攜砂液進(jìn)入沉砂管,關(guān)閉時砂子沉積在沉砂管內(nèi)。抽出的油泥砂等將球堵或卡住,造成抽砂失敗。
?。?)負(fù)沉沒度。液面低,抽砂泵內(nèi)外未形成壓差,砂漿密度大,進(jìn)入球座以上困難。
?。?)操作延誤。在換單根,上行沖程短、沖次慢等砂子沉積堵塞,造成抽吸無法繼續(xù)進(jìn)行;
(7)井內(nèi)落物。由于井內(nèi)碎膠皮、鐵塊等小件落物影響底球閥正常工作,造成抽砂失敗。
?。?)砂橋。油氣井長期生產(chǎn),由于井筒內(nèi)結(jié)垢、地層無規(guī)律吐砂形成砂橋,在抽砂過程中會造成中斷,攜入沉砂管內(nèi)的沉砂完全沉積造成抽砂不能繼續(xù)。
造成一次抽砂失效的原因可能是一種,也可能是多種,在施工時根據(jù)各井原因采取措施來避免抽砂泵失效。
1.2現(xiàn)場井例分析
?。?)臨61井檢泵
該井進(jìn)行檢泵作業(yè),并落實砂面。油層1854.0-1904.8m、井底1950m,泵掛深度1200m,動液面756m。起出生產(chǎn)管柱,尾管沉砂8m,探砂面深度為1899m,砂埋油層3m。該井在起生產(chǎn)管柱前洗井時漏失嚴(yán)重,出口始終未能返液,決定用抽砂泵抽砂。抽砂時加重30KN,沖程為6m,沖次4/min,抽下5m后無顯示,立即加下管2根至1919m遇阻繼續(xù)抽砂,此時發(fā)現(xiàn)無進(jìn)尺,試在下放管柱時加壓至40KN后抽下6m,上行程提管柱時管柱出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象,為防止砂卡管柱,增加抽砂沖次到5/min,并增加上提高度至8m,加壓由40KN降至30KN,經(jīng)過多個沖程活動抽砂正常,直至抽砂到1942m后無進(jìn)尺。
原因分析:①該井有砂橋,導(dǎo)致抽砂中途間斷影響抽砂效果;②抽砂時,上行程高度低、沖次低,油套環(huán)空砂子沉積易造成卡鉆。
經(jīng)驗總結(jié):探至砂面加壓10-20KN,快抽無明顯進(jìn)尺時可考慮改變負(fù)荷搗碎砂子形成砂漿;上行程應(yīng)比抽砂泵沖程略大,但不能超過10m,防止卡管柱。
?。?)臨41-X30井檢泵
該井2013.3.21檢泵,探砂面位置2382.12m,使用抽砂泵抽砂,通井機(jī)為動力,油管帶動抽砂泵,抽砂時加重30KN,沖程為6m,沖次為5/min抽砂20m后無進(jìn)尺。
原因分析:經(jīng)查地質(zhì)資料并結(jié)合作業(yè)井史發(fā)現(xiàn)該井在抽砂深度井斜超過40°,抽砂泵球座關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致抽砂不能有效進(jìn)行。
經(jīng)驗總結(jié):在選擇使用抽砂泵前要認(rèn)真查看地質(zhì)資料及近幾次作業(yè)情況,落實井況(井斜、套損、落物等),確保抽砂泵能夠正常進(jìn)行。
2 應(yīng)對措施
2.1井況及抽砂泵管柱的匹配篩選
(1)施工前認(rèn)真查看地質(zhì)工藝方案,落實井筒及歷次出砂清砂情況,對于低壓漏失、水敏、井深小于2500m套管無異常的直井,優(yōu)先考慮抽砂泵抽砂。抽砂φ139.7mm套管砂柱不超過100m,φ177.8mm套管砂柱不超過50m。抽砂施工井深2500m內(nèi),采用Ф70抽砂泵,井深超過2500m,受作業(yè)機(jī)功率限制時抽次低,應(yīng)采用Ф83抽砂泵。
?。?)合理確定沉砂管長度。沉砂管太長儲砂能力強(qiáng),撈砂多,但受井的限制,壓差小,撈砂效率低;長度太短,壓差大,撈砂效率高,但儲砂不夠,砂子易進(jìn)入泵筒,造成泵的損壞。目前常使用的抽砂泵其撈砂高度可達(dá)到沉砂管內(nèi)100-200m,據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗,接裝300-400m沉砂管既能保證撈砂順利進(jìn)行,又能保證沉砂效果,如沉砂太多可分次抽砂以滿足要求。
?。?)認(rèn)真檢查沉砂油管。沉砂油管必須選用清潔,無裂縫、穿孔、刺漏等的合格油管,逐根用通徑規(guī)過管保證通暢便于抽汲砂液及沉砂,沉砂油管上扣時按規(guī)定扭矩上緊油管。
2.2操作參數(shù)優(yōu)選及注意事項
(1)抽汲沖程6m、沖次控制在4/min-5/min。抽砂過程中,搗砂器負(fù)荷保持在40-60KN,上行程不大于10m.
?。?)抽砂時要保證抽汲速度。速度過慢,沉砂管內(nèi)砂子易沉積堵死底球閥根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗φ70mm抽砂泵抽汲速度不小于20m/min;φ83mm抽砂泵抽汲速度不小于15m/min;每抽十次,搗砂器得離砂面1m一次,防止砂卡。
(3)抽砂施工時各崗配合要密切,快速接換單根,中途間歇時間不要超過2分鐘,沉積時間過長會堵塞底球閥導(dǎo)致抽砂泵失效。
?。?)抽砂泵使用前認(rèn)真檢查,使用后及時清潔保養(yǎng)并及時入庫存放,進(jìn)一步檢查維護(hù)保養(yǎng)。
3 建議
?。?)起沉砂管前備一方鐵池、回收漏斗及連接管線,用來回收沉砂管內(nèi)的砂漿避免污染施工現(xiàn)場。
?。?)建議將泄液孔換成擋砂裝置,避免時間長砂漿返至油管環(huán)空。