油田開發(fā)進入中后期忿族,一些區(qū)塊受長期注水或注氣開采以及油井不合理的生產(chǎn)制度的影響抖锥,儲層骨架受到破壞而造成油層出砂硼砰,出砂后的地層呈虧空狀態(tài),虧空不斷擴大會導(dǎo)致油層坍塌蜡娶,出砂進一步加劇混卵。 油井出砂量達到砂埋生產(chǎn)層時,就會造成油井減產(chǎn)或停產(chǎn)窖张。
而通常情況采用的水力沖砂在地層壓力低或油層漏失嚴重的油井幕随,只會導(dǎo)致砂子隨沖砂液再次進入油層,生產(chǎn)時再次產(chǎn)出進入套管內(nèi)的惡性循環(huán)宿接,而且大量的沖砂液進入油層會導(dǎo)致油層污染赘淮,尤其對于水敏油藏,嚴重時會導(dǎo)致油井不出油睦霎。 大量的沖砂液進入油層梢卸,油井正常生產(chǎn)后往往幾天都排不凈,也嚴重影響了油井的生產(chǎn)時率副女。低壓漏失井撈砂技術(shù)研究是在成熟的負壓撈砂工藝基礎(chǔ)上蛤高,對配套工具及撈砂工藝進行優(yōu)化設(shè)計,以提高油井的撈砂效率碑幅,在此基礎(chǔ)上進行改進以適應(yīng)直井襟齿、斜井與水平井撈砂工藝的要求。
一枕赵、撈砂工藝管柱
1、管柱結(jié)構(gòu)
設(shè)計了 3 種撈砂工藝管柱位隶,管柱主要由泵上閥體拷窜、撈砂泵、濾砂裝置涧黄、沉砂管顿肺、下閥體授滓、砂鏟等部分組成; 其主要是以泵作為產(chǎn)生抽汲形成液流的部件。 管柱圖如圖 1 所示躯肌。
2衙熔、工藝原理
用抽油管連接上閥體、撈砂泵月帝、濾砂裝置躏惋、沉砂管、底閥體嚷辅、砂鏟等工具下入至砂面位置簿姨,往復(fù)上提下放油管,砂子通過砂鏟被攜帶到沉砂管內(nèi),重復(fù)以上過程扁位,砂子不斷被吸入到沉砂管內(nèi)准潭,逐漸下入單根油管,撈砂至人工井底域仇,提出油管刑然,地面清理砂子,完成撈砂作業(yè)殉簸。
3闰集、技術(shù)指標 針對 ?139.7 mm 套管采用常規(guī)撈砂泵設(shè)計參數(shù): 撈砂泵柱塞直徑 70 mm; 撈砂泵筒最大外徑108 mm般卑; 撈砂泵行程 3 m武鲁; 工具端部連接螺紋 73mm; 最低攜砂速度 0.2 m/s蝠检。
二沐鼠、關(guān)鍵部件設(shè)計
1、撈砂動筒泵
由于撈砂泵的類型較多叹谁,設(shè)計方面就顯得十分重要饲梭。 為了滿足吉林油田低壓油井的工藝要求,采用動筒泵(圖 2)作為撈砂泵焰檩,并采用皮碗式軟柱塞設(shè)計(圖 3)憔涉,在現(xiàn)場施工過程中,既有效形成了密封環(huán)形空間析苫,并且避免了出現(xiàn)砂卡現(xiàn)象兜叨,也不影響下行程速度。
2衩侥、底閥體
底閥體(圖 4)主要采用彈簧復(fù)位国旷,防止底閥失效。
3茫死、砂鏟
設(shè)計了兩種砂鏟跪但,當施工井出砂時間較長易形成較大砂塊時,為避免砂塊把底閥卡住峦萎,造成底閥失效屡久,應(yīng)采用擋板式砂鏟; 在正常井或水平井爱榔,為保證球閥的快速關(guān)閉涂身,應(yīng)采用球閥式砂鏟,在直井也可以采用擋板式砂鏟搓蚪,但在水平井不建議采用擋板式砂鏟蛤售,因為擋板的開啟,在水平井段重力作用下砂子的堆積易造成底閥失效。 砂錐式砂鏟作為多級閥體撈砂工藝管柱的專用工具悴能,目前只能與之配套使用揣钦。
1、擋板式砂鏟
擋板式砂鏟中擋板的設(shè)計可有效避免卡住較大砂塊漠酿,造成底閥不關(guān)閉冯凹,使撈砂失效。
2炒嘲、球閥式砂鏟
球閥式砂鏟(圖 5)利用彈簧強制復(fù)位宇姚,可有效關(guān)閉底閥。
三夫凸、撈砂參數(shù)優(yōu)化設(shè)計
為保證有較快液流速度浑劳,需要合理控制作業(yè)機上提、下放速度夭拌,在設(shè)備功率許可情況下魔熏,盡可能把作業(yè)機的上提、下放速度控制在最大鸽扁; 同時如要建立起有效的循環(huán)也需要有較大的泵沉沒度蒜绽,如果泵在液面以上,有效的舉升只能形成相對壓差為一個大氣壓的舉升高度桶现,因此把泵的沉沒度確定在 50 m以上躲雅,在條件允許的情況下泵的沉沒度越大越好,如果液面較低骡和,會造成泵無法正常實現(xiàn)抽汲相赁,這時需要利用管線或泵車進行倒灌,產(chǎn)生一定的泵沉沒度即横,泵內(nèi)負壓越大,作業(yè)機上提速度越快裆赵,井底沉砂進入砂鏟底部閥體的液流流速越快东囚,越容易把砂吸入到沉砂管內(nèi)。 另一方面泵內(nèi)產(chǎn)生的負壓會對下部油管有一個較強吸力战授。
根據(jù)井底沉砂的體積來確定沉砂管的數(shù)量页藻,在井況許可情況下,盡可能采用內(nèi)通徑即容積較大的油管作為沉砂管植兰,這樣可減少沉砂管長度份帐,沉砂管長度較長意味著泵吸入口與砂鏟尖之間的距離較遠,從而影響對底部砂液的吸力楣导,影響撈砂效果废境。 以?139.7 mm 套管為例,用 ?73 mm 油管作為沉砂管,其相應(yīng)的比例為 1:4噩凹,在此基礎(chǔ)上再多加 40 m 油管巴元,來確保砂子不會進入到泵筒內(nèi),造成卡泵驮宴。
泵徑大小決定了泵排量大小逮刨,在撈砂工藝中泵排量越大越好,這樣可產(chǎn)生較快的液流速度堵泽,因此選擇大的撈砂泵修己,根據(jù)吉林油田實際生產(chǎn)情況,目前采用內(nèi)徑為 70 mm 的泵迎罗。
四睬愤、施工注意事項
(1)撈砂泵必須在液面以下工作。
(2)必須保證沉砂管密封佳谦。
(3)砂鏟快接觸到砂面時戴涝,按探砂面操作規(guī)程探砂面。
(4)盡快完成井口接單根油管的操作钻蔑。
(5)撈砂泵使用 5 次后啥刻,拆開泵筒檢查橡膠活塞。
(6)撈砂泵在設(shè)計時咪笑,嚴禁應(yīng)用在大于 30° 的斜井段和水平井段可帽。
(7)如果施工過程中遇卡,上提懸重不得大于500 kN窗怒。
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