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摘 要 东北油气分公司七棵树油田SW8井区出现了井底积砂现象，为了解决井底积砂的问题，提出了采用连续油管冲砂技术对SW井区进行冲砂作业。通过冲砂思路的分析研究，设计了冲砂过程中所需的设备，并对工艺参数进行了分析计算，在此基础上对SW8P6井进行了冲砂作业，冲砂结果表明，冲砂效果明显，达到了预期的要求。
关键词 连续油管；冲砂；水平井
中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-094-02
出砂作为油气水井生产过程中最常见的问题，若井筒中产生一定的积砂，砂粒的运动将会给抽油泵及其它设备的正常运行带来很大的安全隐患，甚至造成抽油设备提前失效，同时当积砂达到一定程度时，大量的砂粒将会阻碍井底流体的流动，从而影响油气田的生产作业。因此，为了消除砂粒对油气开采的影响，冲砂作为油气田修井过程中重要的清砂手段已得到广泛的应用。
1 SW8P6井简介
SW8P6井为部署在七棵树油田SW8井区的一口3靶点水平井，为提高该井单井产量和改善SW8井区低渗透油藏开发效果，对该井已经实施过分段压裂技术进行改造。
前期总计进行了三级压裂，其中在第二级出现压力异常升高，注氮反排，未完全将砂排完，接着进行了第三极投球作业出现砂卡，不知球目前在井下位置，通过对悬挂的3-1/2油管进行松扣试提拉，确认油管处没有出现砂卡。第二级进行注氮反排，总计注氮14.3方，排出压裂液体33.3方，砂1.5方。但在未知砂是否排完的时，进行了第三级压裂投球作业，导致砂卡。
2 冲砂设计
为了给后续压裂提供条件，给第三段小球顺利进入球座提供保障，需对水平井段沉砂进行清洗，同时冲砂过程需达到冲砂彻底，不能损伤滑套，且为了利于下一步能正常实施分级压裂，不能打开滑套。要达到上述要求，需针对SW8P6井的实际特点进行设计相应的专用工具并进行相应的参数匹配。
2.1 冲砂工具管柱设计
根据连续管冲砂工况要求，需要设计专用的冲砂工具管柱，且工具外径不得超过38 mm。为确保工具能顺利通过滑套的高台阶，对连续管进行弯曲处理，使连续管末端与工具连接后，能抬高10 mm，起到扶正器功能。
根据式（1）及式（2）进行计算，可以得出制造弯管机的弯曲模。
2.2 专用冲砂喷嘴设计
为了达到良好的冲砂的效果，需设计专用的冲砂喷嘴，喷嘴与连续油管采用焊接方式进行连接。采用4喷嘴结构，分作两组：前向直喷嘴1个，松动前端的砂桥；后向倾斜喷嘴3个，120°对称布置并与前向错开60°，起到向后输砂的作用。表1为针对1.5"连续油管设计的焊接式冲砂喷嘴连接结构形式及相关几何尺寸。
图2 喷嘴结构示意图
2.3 送作参数匹配
合理送作参数是保证冲砂效果的重要保障。采用基液冲砂，降低摩阻，提高携砂性能；正循环排量0.3 m3/min-0.45 m3/min，喷嘴射流速度80 m/s-114 m/s，在确保冲得动的前提下，避免因速度过高损伤滑套；环空上返速度大于0.9 mm陶粒沉降末速的11倍，确保返得出；控制施工压力35 MPa以内，便于地面设备的配套。
2.4 送进程序设计
合理设计送进程序。控制水平段内的送进速度（ROP），避免因返出液的砂浓度过大，造成二次砂堵，自2214.13 m开始，每级滑套进行一次回拖送进的往复作业；控制送进与回拖的力量，防止打开滑套。
2.5 井口连接形式设计
图3为针对1. 5"连续油管设计的井口连接形式，主要包括连续油管（注入头+防喷盒+防喷器）、转换法兰、井口阀门与大四通等。
图3 井口连接形式示意图
3 主要参数设计计算
3.1 连续油管参数
连续油管参数设计为：1.5〞×0.134〞CT80连续管，长度3000 m（连续管内容积2.30 m3）；屈服拉力204.6 KN，许用拉力163.7 KN；2500 m管重71.7 KN，浮重62.6 KN；2500 m井深允许的最大工具载荷约92 KN。
3.2 正循环冲砂参数
根据连续油管冲砂工艺要求，对正循环冲砂参数进行了相应的计算，计算结果如表2所示。为了达到较好的冲砂效果，在施工压力允许的情况下，尽可能提高排量，水平段冲砂送进速度在设备允许的条件下，通常为5 m/min-6 m/min。
4 冲砂效果分析
通过对SW8P6井进行连续油管技术冲砂作业，在作业排量为0.45 m3/min，射流速度为114 m/s工况下，现场作业人员在排液口收集测得返出砂量约为0.8 m3，冲砂作业效果明显，很好的解决了SW8P6井底积砂现象。
5 结论
通过利用连续油管冲砂技术对SW8P6井进行冲砂作业表明，该技术能很好地解决SW区块油气田地层压力低，常规冲砂困难的技术难题，取得了良好的社会和经济效益，应用前景广阔。
参考文献
[1]李秋燕，刘铁军，梁宇庭，等.连续油管技术在冲砂作业中应用效果[J].石油矿场机械，2012，41（6）：84-87.
[2]付刚旦，王晓荣，赵粉霞，等.低压低产气井连续油管冲砂试验及分析[J].钻采工艺，2006，29（6）：59-61.
[3]杨德冰，陈建国，张文龙，等.连续油管冲砂参数优化[J].科技咨询，2010（10）：41.
[4]汪国庆，周承富，吕选鹏，等.连续油管旋转冲砂技术在水平井中的应用[J].石油矿场机械，2012，40（5）：70-73.
作者简介
张炎（1981-），男，汉族，湖北蕲春人，2005年毕业于长江大学，主要从事石油机械产品设计科研工作。
关键词 连续油管；冲砂；水平井
中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-094-02
出砂作为油气水井生产过程中最常见的问题，若井筒中产生一定的积砂，砂粒的运动将会给抽油泵及其它设备的正常运行带来很大的安全隐患，甚至造成抽油设备提前失效，同时当积砂达到一定程度时，大量的砂粒将会阻碍井底流体的流动，从而影响油气田的生产作业。因此，为了消除砂粒对油气开采的影响，冲砂作为油气田修井过程中重要的清砂手段已得到广泛的应用。
1 SW8P6井简介
SW8P6井为部署在七棵树油田SW8井区的一口3靶点水平井，为提高该井单井产量和改善SW8井区低渗透油藏开发效果，对该井已经实施过分段压裂技术进行改造。
前期总计进行了三级压裂，其中在第二级出现压力异常升高，注氮反排，未完全将砂排完，接着进行了第三极投球作业出现砂卡，不知球目前在井下位置，通过对悬挂的3-1/2油管进行松扣试提拉，确认油管处没有出现砂卡。第二级进行注氮反排，总计注氮14.3方，排出压裂液体33.3方，砂1.5方。但在未知砂是否排完的时，进行了第三级压裂投球作业，导致砂卡。
2 冲砂设计
为了给后续压裂提供条件，给第三段小球顺利进入球座提供保障，需对水平井段沉砂进行清洗，同时冲砂过程需达到冲砂彻底，不能损伤滑套，且为了利于下一步能正常实施分级压裂，不能打开滑套。要达到上述要求，需针对SW8P6井的实际特点进行设计相应的专用工具并进行相应的参数匹配。
2.1 冲砂工具管柱设计
根据连续管冲砂工况要求，需要设计专用的冲砂工具管柱，且工具外径不得超过38 mm。为确保工具能顺利通过滑套的高台阶，对连续管进行弯曲处理，使连续管末端与工具连接后，能抬高10 mm，起到扶正器功能。
根据式（1）及式（2）进行计算，可以得出制造弯管机的弯曲模。
2.2 专用冲砂喷嘴设计
为了达到良好的冲砂的效果，需设计专用的冲砂喷嘴，喷嘴与连续油管采用焊接方式进行连接。采用4喷嘴结构，分作两组：前向直喷嘴1个，松动前端的砂桥；后向倾斜喷嘴3个，120°对称布置并与前向错开60°，起到向后输砂的作用。表1为针对1.5"连续油管设计的焊接式冲砂喷嘴连接结构形式及相关几何尺寸。
图2 喷嘴结构示意图
2.3 送作参数匹配
合理送作参数是保证冲砂效果的重要保障。采用基液冲砂，降低摩阻，提高携砂性能；正循环排量0.3 m3/min-0.45 m3/min，喷嘴射流速度80 m/s-114 m/s，在确保冲得动的前提下，避免因速度过高损伤滑套；环空上返速度大于0.9 mm陶粒沉降末速的11倍，确保返得出；控制施工压力35 MPa以内，便于地面设备的配套。
2.4 送进程序设计
合理设计送进程序。控制水平段内的送进速度（ROP），避免因返出液的砂浓度过大，造成二次砂堵，自2214.13 m开始，每级滑套进行一次回拖送进的往复作业；控制送进与回拖的力量，防止打开滑套。
2.5 井口连接形式设计
图3为针对1. 5"连续油管设计的井口连接形式，主要包括连续油管（注入头+防喷盒+防喷器）、转换法兰、井口阀门与大四通等。
图3 井口连接形式示意图
3 主要参数设计计算
3.1 连续油管参数
连续油管参数设计为：1.5〞×0.134〞CT80连续管，长度3000 m（连续管内容积2.30 m3）；屈服拉力204.6 KN，许用拉力163.7 KN；2500 m管重71.7 KN，浮重62.6 KN；2500 m井深允许的最大工具载荷约92 KN。
3.2 正循环冲砂参数
根据连续油管冲砂工艺要求，对正循环冲砂参数进行了相应的计算，计算结果如表2所示。为了达到较好的冲砂效果，在施工压力允许的情况下，尽可能提高排量，水平段冲砂送进速度在设备允许的条件下，通常为5 m/min-6 m/min。
4 冲砂效果分析
通过对SW8P6井进行连续油管技术冲砂作业，在作业排量为0.45 m3/min，射流速度为114 m/s工况下，现场作业人员在排液口收集测得返出砂量约为0.8 m3，冲砂作业效果明显，很好的解决了SW8P6井底积砂现象。
5 结论
通过利用连续油管冲砂技术对SW8P6井进行冲砂作业表明，该技术能很好地解决SW区块油气田地层压力低，常规冲砂困难的技术难题，取得了良好的社会和经济效益，应用前景广阔。
参考文献
[1]李秋燕，刘铁军，梁宇庭，等.连续油管技术在冲砂作业中应用效果[J].石油矿场机械，2012，41（6）：84-87.
[2]付刚旦，王晓荣，赵粉霞，等.低压低产气井连续油管冲砂试验及分析[J].钻采工艺，2006，29（6）：59-61.
[3]杨德冰，陈建国，张文龙，等.连续油管冲砂参数优化[J].科技咨询，2010（10）：41.
[4]汪国庆，周承富，吕选鹏，等.连续油管旋转冲砂技术在水平井中的应用[J].石油矿场机械，2012，40（5）：70-73.
作者简介
张炎（1981-），男，汉族，湖北蕲春人，2005年毕业于长江大学，主要从事石油机械产品设计科研工作。