CN1587634A - 压气循环清砂工艺及配套装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于修井作业清除井下沉积泥砂的工艺方法，主要是利用压缩空气为动力，建立冲砂液循环系统，使沉积在井底的泥砂，随冲砂液循环被携带到地面的工艺。其特征在于：所采用的清砂管柱从上至下依次连接为水龙头、双层注气接头、双层管、混气器、油管。压缩空气通过高压进气软管、双层注气接头、双层管和混气器，并进入油管内。建立冲砂液循环，将井底沉砂抽汲、携带到地面，达到井下清砂的目的。有益效果是：连续清除井底沉砂。有一种有效的清砂方法。有降低了冲砂液密度，减轻了冲砂液对地层的压力，防止出油通道堵塞，减少对油层的污染。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种应用于采油与注采的油气井修井作业的工艺方法，特别是涉及一种用于清除井下沉积泥砂的工艺方法，主要是利用压缩空气为动力，建立冲砂液循环系统，使井下沉积在井底的泥砂，随冲砂液循环被携带到砂筒内和地面的工艺，以及为完成该工艺所使用配套设备组合方案。该方法依靠冲砂液循环完全清除井下沉砂，解决采油生产中的难题，而成为一种具有实用性和进步性的新方案，适应于油气田修井作业广泛推广应用。
本发明背景技术
在石油开采中，注采的油气井，出砂危害极大。造成砂卡管柱、砂埋油、气、水层，影响井的正常作业，甚至造成油、气井停产，注采无法进行。长期以来，工程技术人员在防砂、清砂工作上采用了许多方法。在防砂方面采用砾石填充、化学药剂、人造井壁等方法阻止泥砂进入井内，比较有效地降低了出砂。实际上，还是不能完全阻止出砂，仍然有地层中的泥砂进入井内，并沉淀积存在井底，长期沉积对井造成危害。这就要实施清砂工艺，清除井底沉砂。清砂的技术方案也很多，应用比较广泛的办法是水力清砂，用管柱导入高压冲砂液至井下，冲散沉砂，冲砂液携带泥砂从管柱与井壁之间环空返回地面达到清砂目的。但是，对于地层压力低的地层，冲砂液严重漏失，堵塞产油通道，污染油层，使油气井产量降低或不能生产油气；注水井无法注水驱动油气，并且，当油井投产后，漏失到地层中的泥砂再次回到井内，严重影响冲砂施工效果。近期在清砂技术领域，也有较好的技术方案。比较典型的例如中国专利99223123抽吸式油水井捞砂装置；中国专利01250778井下电动吸砂捞砂器；中国专利02132448真空式管捞砂工艺技术及其井下工具。这些清砂方法清除井下沉砂有一定效果，但不能连续一次清除井底沉砂，有的井沉砂多，沉砂井段长，有的井沉砂长达数百米。采用捞砂工具需要反复起下井下工具，才能完成一口井的清砂任务，延长了作业时间，增加了劳动强度。
本发明内容
本发明的目的是：克服捞砂工具不能一次完全清除井下沉砂，需要反复起下捞砂工具，延长作业时间，增加劳动强度的不足，提供一种压气循环清砂工艺及配套装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用的地面设备有普通修井作业机和常规作业工具，另外地面设备还包括有空气压缩机，其风量在每分钟1-20立方米之间，空气压力在10兆帕以下。所采用的清砂管柱从上至下依次为水龙头、双层注气接头、双层管、混气器、油管。清砂管柱的连接方式螺纹连接。其中水龙头、水龙带为普通修井作业机所属部分。双层管的长度为10-1000米之间。油管长度为油井深度减去双层管的长度。双层注气接头连接高压进气软管并通过高压进气软管与空气压缩机连接。水龙头连接水龙带并通过水龙带连接沉砂罐，油井内的冲砂液可以从水龙头经水龙带流入沉砂罐。沉砂罐上有水管，可以将冲砂液导入油井内。双层管的外管两端有连接螺纹，内管固定在外管内，内管与外管之间有通道，内管两端有连接密封件。混气器的外管两端有连接螺纹，其内壁分布有通孔，通孔直径在0.5-5毫米之间，压缩空气通过通孔，均匀进入双层管内，与冲砂液充分混合。
本发明压气循环清砂工艺技术的实施步骤如下：
1、将油管下入井内，其长度为油管长度为油井深度减去双层管的长度，使清砂管柱下完后，油管下部接近砂面。
2、油管上部连接混气器，下入井内。
3、混气器的上部连接双层管，下入井内。双层管长度为10-1000米。
4、双层管上部连接双层注气接头。 双层注气接头并连接高压进气软管、空气压缩机。
5、双层注气接头并与水龙头、水龙带连接。
6、沉砂罐内装满冲砂液， 并通过水管将冲砂液导入套管与清砂管柱之间的环空。
7、启动空气压缩机，压缩空气通过高压进气软管、双层注气接头、双层管和混气器进入油管内。压缩空气的压强为0.5-10兆帕之间，流量为1-20立方米每分钟。压缩空气与油管内的冲砂液混合，混气器上部油管内的冲砂液密度降低。清砂管柱外部的冲砂液密度高于混气器上部冲砂液密度。清砂管柱外部冲砂液在压差的作用下，流入套管内并向上流动。冲砂液经过双层管、水龙头、水龙带到达沉砂罐。压缩空气通过混气器不断进入油管，冲砂液不断循环。
8、下放水龙头和清砂管柱，使油管下部插入砂面。 井底沉砂被循环冲砂液抽汲、携带到沉砂罐。经沉淀罐沉淀后，砂留在沉砂罐底部，冲砂液经水管返回井内。缓慢下放清砂管柱，油管下口所到之处沉砂全部被抽汲、携带出。连接、加长油管，使清砂管柱一直下放到井底，完成全井清砂任务，起出清砂管柱。
本发明的有益效果是：空气压缩机连续往双层管内压气，建立冲砂液循环携带砂到地面，连续清除井下全部沉砂。由于冲砂液携带砂的能力强，循环压差大，利用抽汲方法，直接将砂抽到地面。压气循环清砂工艺方法的实施，改变了油井清砂工艺的传统做法，是一个有效的清砂方法。本发明还收到了意想不到的效果：利用注入压缩空气方式降低了冲砂液密度，减轻了冲砂液对地层的压力，消除循环压力，克服冲砂液向地层的渗透，并将地层中存在的砂也抽汲出来，减少了清砂过程对油层的污染。这一特点对保护油层，增加石油产量有非常重要意义。
附图说明
申请附图是本发明的工艺流程示意图，也是设备安装、井下管柱结构组合示意图。虚线箭头所指示的方向是压缩空气通过的路线；实线箭头所指示的方向是冲砂液所通过的路线。
附图中，1.双层注气接头，2.高压进气软管，3.空气压缩机，4.双层管，5.混气器，6.油管，7.套管，8.砂，9.冲砂液，10.沉砂罐，11.水管，12.水龙带，13.水龙头。
具体实施方式
实施例：如附图，一口井底深3000米，砂面深2500米，有500米井段的沉砂。油层深度在2500至2700井段。可以看出，200米的油层全部被砂掩埋。石油从地层渗透到并内比较困难，产量降低，必须采取清砂措施，才能恢复本井正常采油生产。
采用压气循环清砂工艺进行清砂。地面设备有XJ-50C车装修井作业机，修井作业机配备有水龙头(13)、水龙带(12)。常规作业工具，有修井井架等。地面设备有空气压缩机(3)一台，型号为WF-5/40-B，采用风量为每分钟5立方米，最高压力是4兆帕。所采用的清砂管柱从上至下依次为水龙头(13)，双层注气接头(1)、双层管(4)、混气器(5)、油管(6)，连接方式全部为螺纹连接，放入井内。下放清砂管柱的工作是一般现场操作人员可以完成。本次使用10根双层管(4)，是由每根长度为10米的双层管(4)连接而成的，连接后其长度为1000米。清砂作业前需要准备油管(6)总长度为2000米，油管(6)内径为62毫米。将清砂管柱底部下至2500米，即距砂面上部3米。双层注气接头(1)上连接高压进气软管(2)，并与空气压缩机(3)连接。水龙头(13)连接水龙带(12)并连接沉砂罐(10)。沉砂罐(10)壁上有水管(11)，水管(11)的出水口在套管(7)与双层管(4)之间环空。沉砂罐(10)内备有冲砂液(9)，冲砂液(9)可以通过水管(11)流入油井内。常用的冲砂液(9)有泥浆、水或乳化液。本次采用的冲砂液(9)为乳化液，具有很好的携砂能力。完成准备工作。
注气循环开始。开空气压缩机(3)，气压为4兆帕，气量为5立方米每分钟。压缩空气通过高压进气软管(2)、双层注气接头(1)、双层管(4)和混气器(5)进入油管(6)内。压缩空气与油管(6)内的冲砂液(9)混合，混气器(5)上部的冲砂液(9)密度降低。根据连通器原理，清砂管柱外部冲砂液(9)在压差的作用下，从油管(6)底部进入油管(6)内并向上流动，形成一个冲砂液(9)循环。流动循环的冲砂液(9)抽汲、携带井底沉砂，经过油管(6)、双层管(4)、水龙头(13)、水龙带(12)到达沉砂罐(10)沉淀。沉淀后，砂(8)留在沉砂罐(10)底部。在沉砂罐(10)内，冲砂液(9)所含的空气从冲砂液(9)中游离出来。冲砂液(9)经水管(11)返回井内。压缩空气不断从混气器(5)进入油管(6)，冲砂液(9)不断循环将砂(8)带到地面。
上部沉砂清除后，缓慢下放清砂管柱，油管(6)下口所到之处，沉砂立即被冲砂液(9)携带走。加长清砂管柱并一直下放到井底，即3000米深处，完成全井清砂任务，起出清砂管柱。
Claims (2)
1、一种应用于油田油井、注采井修井作业清除井底沉砂的压气循环清砂工艺方法，首先将油管(6)下入井内，油管(6)长度为油井深度减去双层管的长度，其特征在于：
1)油管(6)上部连接混气器(5)，下入井内；
2)混气器(5)的上部连接双层管(4)，下入井内，双层管(4)长度为10-1000米；
3)双层管(4)上部连接双层注气接头(1)，双层注气接头(1)并连接高压进气软管(2)、空气压缩机(3)；
4)双层注气接头(1)上部接水龙头(13)、水龙带(12)；
5)沉砂罐(10)内装入冲砂液(9)，并通过水管(11)将冲砂液(9)导入套管(7)与清砂管柱之间的环空；
6)开空气压缩机(3)，压缩空气的压强为0.5-10兆帕之间，流量为1-20立方米每分钟之间，压缩空气通过高压进气软管(2)、双层注气接头(1)、双层管(4)和混气器(5)，并进入油管(6)内；
7)下放水龙头(13)和清砂管柱，使油管(6)下部插入砂面，砂(8)被循环冲砂液(9)携带到沉砂罐(10)，连接、加长油管(6)，使下放清砂管柱至井底，井内沉砂被全部清除。
2、一种清除井底沉砂的压气循环清砂工艺方法所采用的配套装置有修井作业机，水龙头(13)连接水龙带(12)，并通过水龙带(12)连接沉砂罐(10)，沉砂罐(10)有水管(11)连接井口，地面设备还有空气压缩机(3)、高压进气软管(2)，其特征在于：所采用的清砂管柱从上至下依次连接为水龙头(13)、双层注气接头(1)、双层管(4)、混气器(5)、油管(6)，双层管(4)的长度为10-1000米之间，双层注气接头(1)连接高压进气软管(2)并通过高压进气软管(2)与空气压缩机(3)连接，双层管(4)的外管两端有连接螺纹，内管固定在外管内，内管与外管之间有通道，内管两端有连接密封件，混气器(5)的外管两端有连接螺纹，其内壁分布有通孔，通孔直径在0.5-5毫米之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |