摘要：目前水平井已成为原油开采的主要手段，但出砂是影响水平井开采的一个重要原因，尤其是稠油水平井频繁出砂，砂柱往往高达800～1500m，每次检泵后都要进行测砂面作业，以便进行冲砂作业，所以开展水平井冲砂技术研究就尤为重要。本文介绍了水平井连续冲砂装置，分析了水平井连续冲砂装置与传统工艺的区别，介绍了水平井磨钻的工艺技术和工具结构特点。现场应用表明，所介绍的冲砂技术应用效果好，能满足水平井冲砂要求。
关键词：水平井；连续冲砂；冲砂技术；磨钻
1.水平井冲砂的技术应用
1.1 冲砂工艺设计
水平井冲砂工艺受多种因素制约，应以安全快速、不损害油气层、有利于砂屑运移为目标。在冲砂前应充分了解地层出砂的粒径，从而选择合适的冲砂方式。通过计算得到正冲与反冲可以携带的最大砂粒粒径。
根据经验公式，当冲砂液流上升的速度大于 3倍砂子下沉的速度时，沉砂才能冲出到地面。由此可以得到，理想状态下正冲砂最大携带砂子粒径可大 <7.3 mm，反冲冲出的砂子粒径更大。但是实际冲砂时考虑冲砂速度、地层漏失、冲砂管内径、泵车排量损失等多方因素，尽量选择较大排量冲砂，来保证冲砂效果。因此我们掌握以下原则：①出细砂井尽量直接采用一泵车正冲；②砂子粒径在 <5 mm 以上时采用双泵车正冲；③出砂粒径在 <8 mm 以上直接采用双泵车反冲。
1.2水平井连续冲砂装置的原理
LXCS连续冲砂工具由主体部分，中间管柱部分以及井口密封装置三个主要部分组成
为了实现在冲砂过程中不停泵，在冲砂管柱和井眼套管之间增加了一层中间管柱，连续冲砂工具的主体部分与冲砂管柱相连，下入到中间管柱内，而冲砂头接在冲砂管柱的最下部，在井口大四通上面装有井口密封装置。此密封装置在下钻冲砂时起到密封作用，由于连续冲砂工具的主体部分是在中间管柱内向下移动的，另外，为了防止上提冲砂管柱时遇卡，设计了防卡接头安装在中间管柱的底部。同时，连续冲砂工具的主体部分以下的冲砂管柱要选用倒角油管，可进一步防止上提遇卡。冲完一根接一根，不用倒闸门，不用停泵。
1.3连续冲砂装置的应用
**井进行投产后一个月产量下降，进行检泵，起出油管检查检泵原因，尾管被砂子堵实，活塞无法抽出泵筒（具体如下图所示），探砂面至2275.39m。
使用水平井连续冲砂装置进行冲砂存在问题
（1）：在使用过程中井口方面胶皮内径较小，油管外径为73mm，接箍外径为89mm，胶皮内径约为68mm，油管下不过去。
（2）：使用水平井连续冲砂装置，从2275.39m冲至3053.17m，钻具为70个，每根油管使用一个，接钻具时间长，次数多，不但容易发生卡钻现象而且浪费时间浪费人力。
（3）：水平井连续冲砂装置扣型为U8扣，我们进行水平井作业时使用N80外加厚油管，扣型为U10扣，每一个钻具要使用两个变径短节，使用麻烦，与实际的工作不相符。
1.4传统工艺
1.钻具结构：倒角接箍+倒角外加厚油管至井口。结构简单。为了减少油管壁外接箍与套管及完井筛管的刚性刮削作用，延长水平井的寿命周期，对油管接箍进行改进，加大导斜面面积，并使倒角的角度大于45°，在一定程度上降低了管柱上下行程中的载荷差。
2.冲砂周期：在**井施工过程中9月18日开始冲砂，从2275.39m冲至2655.31m，冲砂进尺379.92m。9月19日：从2655.31m冲至3053.17m，冲砂进尺397.86m。冲砂周期快，每天冲砂进尺在370m以上。
3.不存在接钻具，使用变扣等条件，接单根时间快，不容易发生卡钻现象。
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4．总结形成上提下放冲击垢桥冲砂法。
水平井冲砂过程中存在的风险
1.发生卡钻事故，由于倒单根时间过慢或排量小容易使砂子冲不上地面，导致卡钻。
2.发生井喷事故，由于砂子埋住射孔段，所以在冲出砂子时，冲开射孔段，发生井喷。
水平井的磨钻
1、水平井磨钻的技术难点：
1）、在磨钻施工中，由于井筒较脏或磨出的垢末较小，在经地面过滤器未过滤或部分未过滤而进入井筒进入螺杆钻使螺杆钻不转。所以判断螺杆钻是否正常工作尤为困难。
2）、磨钻施工中加压情况困难，加压稍大会产生损坏套管情况，加压稍小会产生磨钻无进尺或进尺极小。
3）、磨钻途中停泵换单根时会出现卡钻等现象。
2、水平井磨钻在**1井的使用经验：
1.**1井具体数据：
磨钻钻具结构：Φ114mm平底磨鞋+螺杆钻具一套+伸缩节+油管至井口。
从1644.03m磨至1644.46m磨钻，加压30KN，磨钻无进尺，累计进尺132.46m，油管不反转，用活性水15m3正循环冲洗螺杆钻，加压30KN，磨钻无进尺，油管不反转，起螺杆钻具一套+Φ116mm平底磨鞋一个，检查磨鞋底部突起部位及边沿有明显磨痕。
从1644.46m磨至1802.03m。
认识：1.磨钻位置从1512.00m磨至1644.46m，由于是水平井磨钻，井斜角度在43.33到54.54度之间，根据磨鞋上的磨痕和返出物还有磨钻进尺分析认为磨鞋已经在套管壁上。
更换磨钻钻具：Φ114mm平底磨鞋+螺杆钻具一套+油管扶正器+油管至井口。
2.在磨钻过程中有两次是在施工过程中螺杆钻不转，用活性水清洗螺杆钻后螺杆钻磨钻正常，分析认为由于该井井筒较脏，磨出的垢末较小，返出物为黑水，取样一瓶经12h沉淀后有2-3cm的黑色垢末，磨钻时液体经沉淀池而未沉淀，由于垢末较细在地面过滤器未过滤或部分未过滤而进入井筒进入螺杆钻使螺杆钻不转，用清水冲洗后螺杆钻正常工作。认识到在水平井大斜度磨钻过程中要随时注意水泥车压力，拉力变化情况，返出物以及磨钻进尺状况。
3.此距离属于大斜度井段从1644.46m磨至1802.03m，斜度为54.54度-89.60度。在磨钻过程中磨钻施工结束后上提管柱过程中有卡钻现象，经活动解卡上提至1775m以上后无卡钻现象，此现象发现2次，初步怀疑在该位置套管变形。在下通井钻过程中下至1775m以上100m限速下放，随时注意拉力表变化情况，拉力下降24KN后迅速上提，卡钻。在0-330KN范围内活动解卡9h无效，由于管柱不能上提也不能下放，末根方余3.5m，无法坐井口，只能采用正循环洗井，用水泥车正循环洗井压力升至18MPa，证明油套不通，采用边正循环打压正挤，边活动解卡，解卡1h后解卡成功。认识到在前面施工中遇到的问题不处理随时都有可能导致下步作业施工中的事故，所以在遇到问题时及时分析原因，及时处理。原本设计封隔器位置在1715.00m，与上级部门和作业区联系重新确定封隔器位置为1670.00m。
结论：在未来的油田开发过程中，水平井越来越占有主导地位，而水平井出砂是影响油井产量的一个重要因素，通过近两年来水平井冲砂的现场应用，认为传统的冲砂方式有一定的优势，但是不符合水平井的发展趋势，而水平井连续冲砂装置会成为以后水平井冲砂的主要工具，而我们应用的水平井连续冲砂装置在使用过程中还不如传统冲砂工艺，水平井连续冲砂装置每根油管使用一个钻具，接钻具时间长，次数多，容易发生卡钻现象，而且钻具扣型与工具油管扣型不符，需要进一步改进。
水平井磨钻还处于初期的探索阶段，现场使用过程中还面临很多困难和技术难点，需要我们不断的总结经验来解决现场的困难和技术难点，而我们这次的水平井磨钻为今后的水平井磨钻施工，尤其是在大斜度井段施工提供了有利的依据。
论文作者:魏志彦
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：冲砂论文; 水平论文; 管柱论文; 油管论文; 螺杆论文; 进尺论文; 砂子论文; 《基层建设》2020年第1期论文;