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摘要：立足油田清洁生产，对修井冲砂工艺、工具和配套技术进行优化，应用后效果显著。
关键词：油田； 清洁生产 ；修井工艺
目前, 油田已进入特高含水开发后期, 地层胶结日趋疏松, 受油井工作制度和工艺措施等因素影响, 地层出砂日趋严重, 冲砂工作量逐年增大, 年冲砂施工700余井次, 占修井施工总数的25%以上, 冲砂的一次成功率较低。优化冲砂工艺, 延长油井免修期, 实施清洁生产, 已经成为提高修井综合效益的必由之路。
1冲砂工艺现状分析
油田地层压降大, 单井大排量提液与单层注采不平衡, 出现了生产主力层亏空现象。目前平均动液面566 m, 地层压力较开采初期下降5~6MPa, 注采比仅为0.95, 其中年冲砂的700余口井中, 漏失井占48%。由于地层漏失, 使冲起的悬浮砂连同冲砂液漏进地层, 井筒内的砂无法带至地面, 导致了严重后果: 一是作业开井生产后,冲进地层的游离砂又回抽到井筒内, 使开井初期出砂量增加, 造成抽油泵砂卡、 活塞磨损, 砂埋油层不供液的现象提前出现, 严重影响了油井免修期; 二是冲砂液漏入地层, 造成了不同程度的油层损害; 三是悬浮砂中途漏失, 易发生井下砂卡事故, 导致重复修井施工。
目前, 冲砂方式主要有水力冲砂和机械捞砂两种方法。其中, 水力冲砂包括净化水循环冲砂、化学堵漏冲砂及负压泡沫冲砂等; 机械捞砂包括油管捞砂和钢丝绳捞砂。多年来油田一直沿用常规的水力冲砂, 由于对不同井况的施工缺乏适应性研究, 冲砂成功率较低, 影响了油田开发效果。受工艺本身和现场施工等因素影响, 产生的砂、油、 污水造成了严重的环境污染。
2清洁生产工艺的优化
针对胜坨油田冲砂施工特点, 引入清洁生产管理理念, 对各种冲砂工艺进行适应性研究, 以提高修井一次成功率, 降低作业成本, 实现修井冲砂作业清洁生产。
2.1清洁生产工艺的选择
水力冲砂是传统工艺，应用具有一定局限性，需要对其适应性进行深入研究。研究表明: 净化水循环冲砂工艺适用于地层能量高、 不漏失或轻微漏失的井, 该工艺虽然操作简单, 但油水污染严重, 尤其不适用于地层严重漏失井。化学堵漏冲砂技术适用于一般漏失井, 使用范围约占可冲砂井的35%。化学堵剂的成分是以高分子聚合物增体系为主, 辅以可油溶的固体颗粒或单项压力封闭剂。增粘剂用于降低冲砂液的渗透能力, 固体颗粒在地层中起充填、 桥堵、塞堵、涂敷作用, 将漏失层暂时封堵; 另一种是屏蔽型暂堵剂, 该堵剂借鉴钻井屏蔽暂堵技术, 其独特的流动增堵建墙能力和再堵性, 对空隙和裂缝较大的漏失层有独到的堵漏效果。化学堵漏冲砂使用了化学药剂, 施工作业成本较高, 同时对油层产生了一定程度的污染实践认为：提高水力冲砂成功率的关键是前期选井, 要因地制宜, 对症下药；如果工艺路线选择的不准确, 极易造成油层污染和地面污染, 施工的成功率很难保证。机械捞砂工艺是推荐的清洁生产工艺。该工艺克服了水力冲砂适应性差等缺点, 直接将地层砂从井底取出, 有效避免了水循环产生的各类污染, 应用范围十分广泛。目前, 捞砂方式分为油管输送和钢丝输送两种形式, 其主要装置是捞砂泵,由上部接头、泄油孔、外筒、柱塞、固定球阀、挡砂器和底阀组成。工作原理是靠抽砂泵柱塞的上下往复运动实现抽吸作用, 将井筒内的液体和砂子抽入沉砂管, 液体从泄油孔排出, 砂子沉于沉砂管中, 提出沉砂管实现捞砂目的。该技术的主要优点: 一是工序简单、污染少、使用范围广, 操作具有连续性; 二是成本低、施工周期短, 单井节约直接成本7000元, 施工周期缩短4~6个小时；三是成功率高, 达到 93.3%。
2.2冲砂工具的优化
井况是制约修井冲砂质量的另一关键因素,工具选择必须因地制宜。一般采用φ52mm×φ150mm×φ38mm组合冲砂管柱, 解决套管缩径井冲砂施工; 采用异型笔尖避免工具砂堵，增强冲刺力；采用异型铣锥处理套管内胶皮阻卡问题;采用四棱刮刀处理井筒内杂物。
2.3配套应用技术
为确保冲砂施工质量,应建立单井井史档案,对地层漏失、井况做准确描述,为冲砂工艺的选择提供可靠依据。工艺配套建议采用连续冲砂装置,提高冲砂时效; 推广使用油管验漏装置, 确保管柱密封; 施工时应使用冲砂自封封井器和冲砂单流阀, 确保井口施工安全、便捷；使用水砂分离器和冲砂专用罐, 确保冲砂质量。在设备选型方面, 应改造钢丝绳捞砂动力设备, 简化操作过程, 提高设备的现场应用性。
3效益评价
修井冲砂工艺的优化应用, 减轻了现场操作人员的劳动强度, 降低了冲砂事故发生几率, 有效地避免了多次施工污染, 提高了修井综合效益, 实现了施工清洁生产。胜坨油田实施一年来, 节约特车劳务 127.89×104元, 节约暂堵剂费用 47.25×104元, 节省作业费 150×104元, 节约作业劳务费用31.75×104元, 减少作业占产增效67.05×10万元。年创综合效益约423.94×104元。
4结论
a) 提高了修井作业质量, 延长了油井免修期, 降低了作业成本, 实现了清洁生产, 推广后见到了显著的经济效益和环境效益。
b) 提高了修井冲砂施工一次成功率, 减少了冲砂工作液进入地层, 有效避免了油层损害。
c) 对缩径、 弯曲、 落物及大井斜等井况复杂的油井, 冲砂成功率还不高, 还需进一步开发有针对性的冲砂工艺技术。
关键词：油田； 清洁生产 ；修井工艺
目前, 油田已进入特高含水开发后期, 地层胶结日趋疏松, 受油井工作制度和工艺措施等因素影响, 地层出砂日趋严重, 冲砂工作量逐年增大, 年冲砂施工700余井次, 占修井施工总数的25%以上, 冲砂的一次成功率较低。优化冲砂工艺, 延长油井免修期, 实施清洁生产, 已经成为提高修井综合效益的必由之路。
1冲砂工艺现状分析
油田地层压降大, 单井大排量提液与单层注采不平衡, 出现了生产主力层亏空现象。目前平均动液面566 m, 地层压力较开采初期下降5~6MPa, 注采比仅为0.95, 其中年冲砂的700余口井中, 漏失井占48%。由于地层漏失, 使冲起的悬浮砂连同冲砂液漏进地层, 井筒内的砂无法带至地面, 导致了严重后果: 一是作业开井生产后,冲进地层的游离砂又回抽到井筒内, 使开井初期出砂量增加, 造成抽油泵砂卡、 活塞磨损, 砂埋油层不供液的现象提前出现, 严重影响了油井免修期; 二是冲砂液漏入地层, 造成了不同程度的油层损害; 三是悬浮砂中途漏失, 易发生井下砂卡事故, 导致重复修井施工。
目前, 冲砂方式主要有水力冲砂和机械捞砂两种方法。其中, 水力冲砂包括净化水循环冲砂、化学堵漏冲砂及负压泡沫冲砂等; 机械捞砂包括油管捞砂和钢丝绳捞砂。多年来油田一直沿用常规的水力冲砂, 由于对不同井况的施工缺乏适应性研究, 冲砂成功率较低, 影响了油田开发效果。受工艺本身和现场施工等因素影响, 产生的砂、油、 污水造成了严重的环境污染。
2清洁生产工艺的优化
针对胜坨油田冲砂施工特点, 引入清洁生产管理理念, 对各种冲砂工艺进行适应性研究, 以提高修井一次成功率, 降低作业成本, 实现修井冲砂作业清洁生产。
2.1清洁生产工艺的选择
水力冲砂是传统工艺，应用具有一定局限性，需要对其适应性进行深入研究。研究表明: 净化水循环冲砂工艺适用于地层能量高、 不漏失或轻微漏失的井, 该工艺虽然操作简单, 但油水污染严重, 尤其不适用于地层严重漏失井。化学堵漏冲砂技术适用于一般漏失井, 使用范围约占可冲砂井的35%。化学堵剂的成分是以高分子聚合物增体系为主, 辅以可油溶的固体颗粒或单项压力封闭剂。增粘剂用于降低冲砂液的渗透能力, 固体颗粒在地层中起充填、 桥堵、塞堵、涂敷作用, 将漏失层暂时封堵; 另一种是屏蔽型暂堵剂, 该堵剂借鉴钻井屏蔽暂堵技术, 其独特的流动增堵建墙能力和再堵性, 对空隙和裂缝较大的漏失层有独到的堵漏效果。化学堵漏冲砂使用了化学药剂, 施工作业成本较高, 同时对油层产生了一定程度的污染实践认为：提高水力冲砂成功率的关键是前期选井, 要因地制宜, 对症下药；如果工艺路线选择的不准确, 极易造成油层污染和地面污染, 施工的成功率很难保证。机械捞砂工艺是推荐的清洁生产工艺。该工艺克服了水力冲砂适应性差等缺点, 直接将地层砂从井底取出, 有效避免了水循环产生的各类污染, 应用范围十分广泛。目前, 捞砂方式分为油管输送和钢丝输送两种形式, 其主要装置是捞砂泵,由上部接头、泄油孔、外筒、柱塞、固定球阀、挡砂器和底阀组成。工作原理是靠抽砂泵柱塞的上下往复运动实现抽吸作用, 将井筒内的液体和砂子抽入沉砂管, 液体从泄油孔排出, 砂子沉于沉砂管中, 提出沉砂管实现捞砂目的。该技术的主要优点: 一是工序简单、污染少、使用范围广, 操作具有连续性; 二是成本低、施工周期短, 单井节约直接成本7000元, 施工周期缩短4~6个小时；三是成功率高, 达到 93.3%。
2.2冲砂工具的优化
井况是制约修井冲砂质量的另一关键因素,工具选择必须因地制宜。一般采用φ52mm×φ150mm×φ38mm组合冲砂管柱, 解决套管缩径井冲砂施工; 采用异型笔尖避免工具砂堵，增强冲刺力；采用异型铣锥处理套管内胶皮阻卡问题;采用四棱刮刀处理井筒内杂物。
2.3配套应用技术
为确保冲砂施工质量,应建立单井井史档案,对地层漏失、井况做准确描述,为冲砂工艺的选择提供可靠依据。工艺配套建议采用连续冲砂装置,提高冲砂时效; 推广使用油管验漏装置, 确保管柱密封; 施工时应使用冲砂自封封井器和冲砂单流阀, 确保井口施工安全、便捷；使用水砂分离器和冲砂专用罐, 确保冲砂质量。在设备选型方面, 应改造钢丝绳捞砂动力设备, 简化操作过程, 提高设备的现场应用性。
3效益评价
修井冲砂工艺的优化应用, 减轻了现场操作人员的劳动强度, 降低了冲砂事故发生几率, 有效地避免了多次施工污染, 提高了修井综合效益, 实现了施工清洁生产。胜坨油田实施一年来, 节约特车劳务 127.89×104元, 节约暂堵剂费用 47.25×104元, 节省作业费 150×104元, 节约作业劳务费用31.75×104元, 减少作业占产增效67.05×10万元。年创综合效益约423.94×104元。
4结论
a) 提高了修井作业质量, 延长了油井免修期, 降低了作业成本, 实现了清洁生产, 推广后见到了显著的经济效益和环境效益。
b) 提高了修井冲砂施工一次成功率, 减少了冲砂工作液进入地层, 有效避免了油层损害。
c) 对缩径、 弯曲、 落物及大井斜等井况复杂的油井, 冲砂成功率还不高, 还需进一步开发有针对性的冲砂工艺技术。