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摘要：水平井出砂是水平井修井施工的主要原因之一，由于水平井的特殊井身结构，地层出砂后容易形成砂床，不易冲洗，且对冲砂的工艺及操作有特殊要求。本文结合南272-平254井的冲砂实例谈谈对水平井冲砂的几点认识。
关键词：水平井；冲砂；工艺；认识
1 引言
常规的冲砂方法就是将油管下到砂面以上几米后，开泵冲砂，冲完一个单根后停泵，接下一个单根，再开泵冲砂。这样一根接一根地向井下冲，直至冲到人工井底。这种施工方法从油田开发至今一直沿用，其优点是操作简单快捷，成本低。但这种常规的冲砂方法有个缺点，即在冲砂过程中一个单根到底后接下一个单根是需要停泵，停泵时冲离井底的砂子会向下沉积，沉积的砂会造成油管的悬重增加，严重时会造成砂卡事故。而由于水平井井身结构特殊，地层砂更容易进入井筒内并在井筒底部形成砂床，出砂严重时可能砂堵井眼。
第七采油厂开采区块多属于低渗透油藏，为解决产量逐年递减与油田持续稳产之间的矛盾，将越来越多地应用水平井开采技术。目前第七采油厂水平井开发以敖南油田水平井区为主，近两年随着对薄差储层开发力度的加大，又陆续在外围台肇油田部署了几十口水平井。由于水平井投产成本较高，一旦发生砂卡将造成较大损失，因此水平井冲砂作业将成为油田生产中的一种必要手段。而我厂的井下作业队伍对水平井冲砂工艺还没有形成系统的理论知识及实践经验，外委专业队伍作业成本费用大，因此，对水平井冲砂工艺进行深入研究很有必要。
2 水平井冲砂存在的问题
（1）冲洗液在水平井段及斜井段的携砂能力低，地层砂易沉降，停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥，发生冲砂过程中砂卡事故。
（2）需冲洗的井段长，不可预测因素多。
（3）砂不易被冲起和清除干净。为利于冲洗液将砂携走，需采用有效措施确保砂和杂质处于悬浮状态。
3 南272-平254井冲砂实例
3.1 井况介绍
南272-平254井位于敖包塔作业区敖416-67区块，投产日期2009年12月，目的层位葡I层，初期日产油5.5t，目前日产油4.3t。其井身结构示意图如图1，井眼轨道剖面示意图如图2。
图1南272-平254井身结构示意图
图2南272-平254井眼轨道剖面示意图
从图2中可以看出造斜点深度1040.0m，完钻垂深1285.1m，完钻井深1860.0m。造斜段长349.76m，水平增量217.0m，垂直增量230.06m；水平段AC段长424.84m，水平增量424.31m，垂直增量9.8m。根据施工设计得知，套管外径139.7mm，套管壁厚7.72mm，人工井底为1848.52m，井口为偏心井口，射孔井段1354m-1765m。
3.2 施工过程
本次施工主要配合厂家下入环空找水仪，冲砂前厂家要求先刮蜡，按设计深度下118mm刮蜡器，刮蜡至1500m无遇阻，水泥车反替清水36m3，深度1500m，温度70℃，泵压3.1MPa，比重1.0，进、出口排量为36m3/h，出口进土油池，替出稠油约1.0m3，其余为混水，出口见清水时停泵，替净，起出管柱检查正常。
为防止造斜段砂卡，现场采用反循环冲砂方式，冲砂管柱前端设计为喇叭口状，开口直径为φ100mm，冲砂动力源为作业大队400型水泥车，冲砂管柱下放到设计要求冲砂深度1500m时无遇阻，反冲砂清水72m3，深度1500m，温度65℃，比重1.0，泵压3.6MPa，进、出口排量36m3/h，边冲边下放管柱，进尺100m无遇阻，冲砂至1600m，冲出少量混水，出口见清水时停泵，比重1.0。起出管柱发现全井油管内壁均匀地附着压裂砂（如图3），管柱顶端和尾部10根附着压裂砂较少，并且这些砂附着在油管内壁很难清理干净。
3.3 效果分析
（1）由于管柱下到预计深度依然没有遇阻，此时只能说明井段内没有砂柱，但是不能断定水平段内无砂，通过冲砂效果来看在井筒内壁沉着一层薄薄的砂床。砂床的厚度无法直接确定，但通过管柱受力分析和拉力表读数情况可以初步判断套管内砂床情况。水平井下入冲砂管柱受力分析情况见图4。
图3油管内壁附着地层砂粒实物图
图4水平井冲砂管柱受力分析图
管柱下放过程中，直井段只受重力G和拉力F1的作用（全井不考虑管柱受到的浮力）；管柱进入造斜段时，除了受重力G和拉力F1的作用，还受套管内壁带来的摩擦力f和支撑力N；管柱进入水平段后，由于支撑力N和重力G可视作定量，水平段部分管柱受到的重力和其受到套管内壁的支撑力相互平衡，可以不做考虑，此时只需分析套管内壁及砂床作用在油管上的阻力和大钩的拉力。而水平段的阻力除了套管内壁和管柱的滑动摩擦力f还有砂床作用在管柱前端的一个阻力f1，在套管内壁和油管外壁光滑的情况下，滑动摩擦力基本不变，而砂床的高度决定了管柱下入的深度，因此可以通过拉力表的读数和下入深度的关系来判断砂床的高度。具体分以下三种情况：
A．水平段内无砂柱或有薄薄的一层砂床，砂床随着油管进入，堆积的砂不足以将下入的油管阻住，可以直接下到人工井底，此时的拉力表读数先是线性增长，再是一段弧线，接着是基本不变的水平线，最后是到达人工井底突变为零；
B．水平段内无砂柱但有一定厚度的砂床，随着油管下入，砂床破坏逐渐在管柱顶端堆积将下入的油管阻住，此时的拉力表读数先是线性增长，再是一段弧线，接着是一小段水平线，最后是缓慢下降变为零；
C．水平段内（或造斜段）有砂柱或砂床厚度较大，砂床（柱）直接将下入的油管阻住，此时的拉力表读数先是线性增长，再是一段弧线，然后迅速下降变为零。
（2）冲砂后油管内壁附着的是压裂砂，经查实上次压裂总结为树脂砂。油管内壁有一层薄薄的油膜，此种压裂砂遇热水发粘，易粘付在油管内壁，因此用锅炉车刺洗不干净；用冷水刺洗，油管内壁的油膜依然粘附着压裂砂，清洗不干净。
4 结论及认识
4.1结论
（1）反循环冲砂会导致油管内壁附着压裂砂，且不易冲洗干净；
（2）水平井在水平段的砂面很难探实，砂床的厚度难以确定；
（3）通过下冲砂管柱过程中的拉力表负荷变化可以判断砂床的大致厚度。
4.2认识
（1）由于水平井井段长，正冲砂排量小，携砂能力低，很容易在造斜段形成砂床，造成砂埋管柱；所以一般采用反冲砂方式，排量大，携砂能力强，且管柱不易被砂埋；
（2）水平井探砂面时，如果造斜段没有砂柱，管柱进入水平段要认真观察进入的距离和拉力表的指针变化情况，发现拉力表读数下降较快时要停止下放管柱，防止油管遇砂柱受力弯曲；
（3）起下冲砂管柱时要打好背钳，防止下部油管倒扣脱开掉入井内，增加施工难度；
（4）在以后的水平井其他项目施工过程中，如水平井打捞，应注意打捞工具的选择及分析打捞工具在造斜段的位置，时刻观察拉力表的读数情况，根据拉力表的读数分析落物是否捞上；
（5）可以通过改进冲砂液的性能来防止压裂砂附着油管内壁；也可以设计一种带有旋转转头的专用工具刺洗油管内壁的压裂砂，此种工具同样可以应用于清理摩擦焊油管内壁的铁锈。
参考文献
[1]王丽梅．水平井修井技术．北京：石油工业出版社，2012
[2]张红霞．地层出砂机理及出砂预测[J]．中国科技信息，2005年第16期
作者简介
赵强，男，1987年出生，现任大庆油田有限責任公司第七采油厂作业大队作业二队技术员，学士。