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1、浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用新疆油田公司采油工艺研究院2009年11月,中国石油新疆油田公司,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,目录,一、生产需求二、国内外技术现状三、同心管射流负压冲砂工艺及配套工具四、负压冲砂系统参数优化设计五、现场应用与效果分析六、结论,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,一、生产需求,新疆准噶尔盆地西北缘稠油油藏特点是油层埋深（160700）m，渗透性好，油层压力和温度低。近几年规模化应用水平井开发，目前已有600多口浅层稠油水平井。稠油水平井主要采取筛管完井方式，因埋深浅，地层胶结疏松，原油粘度大等原因而极易出砂。已有几十口水平井因出砂停产，积砂对生产的影响日益严重
2、。,浅层稠油水平井双管抽油示意图,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,浅层稠油水平井冲砂遇到的主要难题是由于油层压力低、渗透性高、水平段长、油砂胶结强，导致冲砂液大量漏失，携砂液不能返出，沉砂床不易破碎，冲起的砂粒在水平段重新堆积。已试用多项冲砂技术都未成功。及时、彻底的清除水平井段积砂已成为制约水平井长期正常生产的瓶颈技术。国内辽河、江汉、大港、胜利等油田应用连续油管、连续冲砂工艺、井底捞砂泵、正反循环冲砂、束缚水冲砂、泡沫和聚合物冲砂等，这些技术不能完全解决浅层稠油水平井冲砂液漏失严重和油砂胶结强等问题。,二、国内外技术现状,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,三、同心管射流负压冲砂工艺及配套
3、工具,由井下管柱部分和地面部分组成，井下管柱自下而上由射流冲砂器、同心管洗压井阀、同心油管组成。地面部分由同心管转向器、双立管、进出液软管、供液泵车和循环过滤部分组成。可实现同心油管环空进液，在井底射流冲散沉砂后再抽吸混砂液从内管举升至地面。,工艺过程,同心管射流负压冲砂流程示意图,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,同心管转向器,同心管,三、同心管射流负压冲砂工艺及配套工具,配套工具,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,双立管,射流负压冲砂器,三、同心管射流负压冲砂工艺及配套工具,配套工具,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,现场作业数据监测,三、同心管射流负压冲砂工艺及配套工具,浅层稠油水平井冲
4、砂技术研究与应用,现场作业数据监测,对现场施工关键参数的监测，可加强施工安全，提高作业效率，有利于积累经验、发现规律和持续改进。同时，验证理论计算的准确性。,三、同心管射流负压冲砂工艺及配套工具,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,射流负压清砂工艺解决了因地层低压、高渗而不易建立循环的问题；冲砂液在同心管内反循环，提高携液速度，不易砂堵；优化设计搅砂喷嘴和举升喷嘴，实现水马力合理匹配，得到较高的冲洗和举升效率，外溢和漏失少；搅砂喷嘴前的迷宫节流结构，使喷嘴直径较大，减小射流对筛管和管外砂桥的冲击；每冲完一根同心管，不用拆卸同心管转向器和进、出液管，提出单根后加深同心管即可继续冲砂；同心管用普通油
5、管制成，上、卸螺纹操作与普通油管相同；管柱采用复合同心管，易于下入浅层水平段；脱油热污水作冲砂液，无污染，易回收，低成本。,三、同心管射流负压冲砂工艺及配套工具,技术特点,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,四、同心管负压冲砂系统参数优化设计,根据流体力学理论建立了同心管水平井携砂流体流动计算模型、不同结构冲砂喷嘴流动计算模型、射流举升系统计算模型，研究确立了三种模型的耦合求解方法，编制了专用计算软件。,水平井同心管负压冲砂计算软件简略框图,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,同心管负压冲砂计算软件计算界面,四、同心管负压冲砂系统参数优化设计,FHW12019,FHW12006,现场应用,浅层稠油
6、水平井冲砂技术研究与应用,返出液,五、现场应用与效果分析,同心管射流负压冲砂技术在浅层稠油水平井共应用37井次（重油公司6口井，采油一厂2口井，风城油田作业区29井次），其中2008年应用2口井，2009年应用14口井，2010年应用23井次。除FHW12028井因汽窜中途停止冲砂，其他井全部成功冲至B点。平均冲砂段长305.1m，平均冲出砂量4.27m3，最长冲砂段452.9m,最多冲出砂量8.5m3，最大井深1028m。冲砂后通井、下副管、生产正常(HW9804是5 割缝筛管完井,其他都是6 5/8冲缝筛管完井)。,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,冲砂液压力、温度监测分析,HW9804井
7、冲砂作业时（256.43m266.03m）动力液温度及压力曲线,HW9804井动力液的温度范围是：（5060），井口压力是：12MPa，与理论计算值相近。,五、现场应用与效果分析,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,冲砂液流速监测分析,HW9804井冲砂（256.43m266.03m）冲砂液流量,HW9804井冲砂液的流量范围是：（0.30.45）m3/min，与理论计算值基本吻合。,五、现场应用与效果分析,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,携砂液含砂量监测分析,五、现场应用与效果分析,HW9804井250m处携砂液含砂量曲线,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,部分水平井出砂粒径分析数据表,部分井冲出的砂粒直径大于筛管缝宽，有些大砂砾直径甚至大于基管孔径，可能是完井筛管或悬挂器损坏造成。,五、现场应用与效果分析,砂粒粒径分析,浅层稠油水平井冲砂技术研究与应用,六、结论,1.现场应用证明，同心管射流负压冲砂工艺可满足浅层稠油水平井高效冲砂的需求，解决了稠油水平井因水平段积砂而严重影响生产甚至停产的问题。2.冲砂水力参数设计计算软件可以优化工艺设计，指导现场施工。3.对冲砂效果的评价分析表明部分水平井的完井筛管可能损坏。4.应用大直径同心管和低摩阻冲砂液减小循环摩阻后，此技术可扩大应用范围，可用于较深的漏失严重的直井和稀油水平井冲砂。,
