CN117662037A - 一种带压防喷反循环冲砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带压防喷反循环冲砂方法，采用连续油管作业钻磨掉待施工井井内可钻桥塞；在井口安装带压作业装备；在待施工井内带压下入通井管柱并实施通井；油套环空压力控制采用带压作业装备；管柱下井力的控制采用带压作业装备；在待施工井内带压下入冲砂管柱；油套环空压力控制采用带压作业装备；管柱下井力的控制采用带压作业装备；连接打压管线和打压设备；打压，反冲砂阀换向，打开冲砂通道；连接冲砂管线与设备；启动泵车，反循环冲砂作业；油套环空压力控制采用带压作业装备；接第1个单根；启动冲砂泵车，持续冲砂；接第2个单根。本发明具有保护地层能量，减少油水处理量，稳定油井产量，实现综合效益最大化。

Description

一种带压防喷反循环冲砂方法

技术领域

本发明涉及石油工业采油工程修井作业技术领域，尤其涉及一种带压防喷反循环冲砂方法。

背景技术

油水井出砂是常见的井筒问题，油井出砂常常会引起砂埋油层，影响产量。磨蚀凡尔及泵筒，导致泵漏失，影响抽油泵的寿命；水井出砂常常会引起注水通道堵塞，注不进。测调试不成功，影响正常配注。因此，冲砂作业是最常见的小修作业之一。由马继震主编的由石油工业出版社出版的《修井作业》一书上，介绍冲砂方法一般有两种，正循环冲砂和反循环冲砂。正循环冲砂工艺具有排量低、冲力大、上返速度慢、砂卡事故高等特点，常用于直井冲砂作业；反循环冲砂工艺具有排量大、冲力小、上返速度快，砂卡事故低等特点，常用于水平井冲砂作业。但是近年来，由于非常规油藏水平井开发的深入，涌现出一批井口压力高的水平井，针对这些水平井冲砂作业，常规冲砂工艺很难适用，需要带压防喷反循环冲砂方法。因此，在冲砂管柱下入及起出作业过程中，如何防喷是解决的根本技术问题。

本创新成果应用前，对于高压水平井的冲砂作业，采用泄压的作业方式，将井口压力泄至1MPa以内，方可进行冲砂作业。但是，该种作业冲砂过程中油层逐渐裸漏，存在压力瞬间升高的风险，易引发井喷事故。而水平井冲砂工艺常采用反循环冲砂方法，因为反循环冲砂工艺具有冲砂排量大，上返速度快、携砂能力强等特点，能够降低砂卡事故的发生。

带压防喷正循环冲砂作业现场也有应用。例如由王峰等人编制的由石油工业出版社出版的《带压作业技术与装备》一书上，介绍该种方法是在冲砂笔尖与油管之间，连接一个单流阀，在下井和起出过程中起到防喷作业。其原理是套管压力高于油管压力，单流阀处于关闭状态。当由油管打入冲砂液时，油管压力高于井筒压力，单流阀打开，实现冲砂作业。该冲砂方法，存在冲砂液上返速度慢，接单根过程砂子沉降，容易造成砂卡事故。特别是在水平井上应用更易造成砂卡事故。因此水平井冲砂作业不建议应用该种方法。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种带压防喷反循环冲砂方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种带压防喷反循环冲砂方法，包括以下步骤：

步骤1，采用连续油管作业钻磨掉待施工井井内可钻桥塞；

步骤2，在井口安装带压作业装备；带压作业装备从下至上：安全防喷器组、半封闸板防喷器一、平衡泄压系统、环型防喷器、半封闸板防喷器二、液缸、固定卡瓦、游动卡瓦、作业平台；

步骤3，在待施工井内带压下入通井管柱并实施通井；通井管柱从下至上为丝堵、通井规、油管；

步骤4，在步骤3油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器实现油套管环空密封下入通井管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统配合作业实现油套管环空密封下入通井管柱；

步骤5，在步骤3管柱下井力的控制采用带压作业装备；油管重量小于井筒内上顶力时，利用液缸、固定卡瓦、游动卡瓦配合作业下入通井管柱；油管重量大于井筒内上顶力时，利用作业机的大钩下入通井管柱；通井至砂面位置，遇阻后起出通井管柱；

步骤6，在待施工井内带压下入冲砂管柱；冲砂管柱从下至上为冲砂笔尖、反冲砂阀、油管；反冲砂阀与冲砂笔尖、油管之间螺纹连接；

步骤7，在步骤6油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器实现油套环空密封下入冲砂管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统配合作业实现油套环空密封下入冲砂管柱；

步骤8，在步骤6管柱下井力的控制采用带压作业装备；油管重量小于井筒内上顶力时，利用液缸、固定卡瓦、游动卡瓦配合作业下入冲砂管柱；油管重量大于井筒内上顶力时，利用作业机的大钩下入冲砂管柱；冲砂管柱探至砂面位置，遇阻后起上提1根油管；

步骤9，连接打压管线和打压设备；采用高压软管线二将地面的泵车与罐车连接好，采用高压软管线一将压力表二、阀门一、泵车与水龙头连接好；水龙头下端连接旋塞阀；旋塞阀下端与井口油管连接；

步骤10，打压，反冲砂阀换向，打开冲砂通道；凡尔座内的打压凡尔克服弹簧预紧力推动密封凡尔下行，密封凡尔由滑钉引导沿滑槽下行至换向机构下始点，停止打压，在弹簧弹力的作用下，密封凡尔换向至短槽上始点，冲砂通道打开；泵车压力(MPa)＝井口套管压力(MPa)+井筒液柱压力(MPa)+反冲砂阀换向压差(MPa)；反冲砂阀换向压差5MPa；打压后，关闭井口旋塞阀；

步骤11，连接冲砂管线与设备；采用高压软管线一将井口油管与冲砂泵车连接好；采用高压软管线二将井口大四通的压力表一、侧向阀与阀门二、冲砂泵车连接好；

步骤12，启动泵车，反循环冲砂作业；泵车压力(MPa)＝井口套管压力(MPa)+井筒液柱压力(MPa)+(3-6MPa)；冲砂排量0.3-0.6m3/min；

步骤13，在步骤12油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器实现油套环空密封下入冲砂管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统配合作业实现油套环空密封下入冲砂管柱；

步骤14，接第1个单根；冲砂进迟1根油管后，采用固定卡瓦固定井口油管；关闭泵车；关闭第1个旋塞阀；拆下水龙头，连接第2根油管；在第2根油管与水龙头之间连接第2个旋塞阀；

步骤15，启动冲砂泵车，持续冲砂；启动冲砂泵车前，打开第1个旋塞阀；按照步骤12-13操作；

步骤16，接第2个单根；冲砂进迟第2根油管后，连接第3根油管和第3个旋塞阀；按照步骤14-15操作；

步骤17，按照上述操作直至完成冲砂作业；进口液性与出口液性相一致，判断冲砂结束；

步骤18，关闭反冲砂阀；关闭井口旋塞阀，采用高压软管线一将泵车与井口旋塞阀连接好；启动泵车打压，凡尔座内的打压凡尔克服弹簧预紧力推动密封凡尔下行，密封凡尔由滑钉引导沿滑槽下行至换向机构下始点，停止打压，在弹簧弹力的作用下，密封凡尔换向至长槽上始点，冲砂通道关闭；

步骤19，带压起出冲砂管柱；油管重量大于井筒内上顶力时，利用修井机大钩起出冲砂管柱；油管重量小于井筒内上顶力时，利用液缸、固定卡瓦、游动卡瓦配合作业起出冲砂管柱。

本发明采用反冲砂阀，相当于井下开关，在冲砂管柱下井与起出过程中，反冲砂阀处于关闭状态，实现带压作业；在冲砂作业过程中，反冲砂阀处于打开状态，实现带压反循环冲砂作业。反循环冲砂方法更适合于水平井冲砂作业，具有排量大、上返速度快、携砂能力强、砂卡事故率低等优点。带压作业具有保护地层能量，减少油水处理量，稳定油井产量，实现综合效益最大化。

附图说明

图1是带压防喷反循环冲砂管柱下入和起出示意图；

图2是反冲砂阀打开作业示意图；

图3是带压反循环冲砂作业示意图；

图4是反冲砂阀下井和起出原理示意图；

图5是反冲砂阀工作原理示意图；

图6是换向轨道示意图。

其中，1、冲砂笔尖，2、反冲砂阀，3、油管，4、大四通，5、安全防喷器组，6、半封闸板防喷器一，7、平衡泄压系统；8、环型防喷器；9、半封闸板防喷器二；10、液缸，11、固定卡瓦，12、游动卡瓦，13、作业平台，14、作业机，15、大钩，16、水龙头，17、旋塞阀，18、压力表一，19、侧向阀，20、高压软管线一，21、压力表二，22、阀门一，23、泵车，24、高压软管线二，25、罐车，26、阀门二，27、冲砂泵车，28、打压凡尔，29、凡尔座，30、密封凡尔，31、滑钉，32、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图1-6对本发明的具体实施方式作进一步说明。

一种带压防喷反循环冲砂方法，包含有以下步骤，

步骤1，采用连续油管3作业钻磨掉待施工井井内可钻桥塞；钻磨可钻桥塞2-3个，需要循环洗井，防止卡钻；钻磨可钻桥塞暂停作业时，需将连续油管3提至直井段，防止卡钻；

步骤2，在井口安装带压作业装备；带压作业装备从下至上：安全防喷器组5(半封闸板，全封闸板)、半封闸板防喷器一6、平衡泄压系统7、环型防喷器8、半封闸板防喷器二9、液缸10、固定卡瓦11、游动卡瓦12、作业平台13；带压作业装备工作压力21MPa；

步骤3，在待施工井内带压下入通井管柱并实施通井；通井管柱从下至上为丝堵、外径为118mm通井规、外径为73mm油管3；丝堵实现油管3内防喷；丝堵工作压力21MPa；

步骤4，在步骤3油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器8实现油套环空密封下入通井管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统7配合作业实现油套环空密封下入通井管柱；

步骤5，在步骤3管柱下井力的控制采用带压作业装备；油管3重量小于井筒内上顶力时，利用液缸10、固定卡瓦11、游动卡瓦12配合作业下入通井管柱；油管3重量大于井筒内上顶力时，利用作业机14的大钩15下入通井管柱；通井至砂面位置，遇阻后起出通井管柱；

步骤6，在待施工井内带压下入冲砂管柱；冲砂管柱从下至上为外径为73mm冲砂笔尖1、外径为100mm反冲砂阀2、外径为73mm油管3；反冲砂阀2与冲砂笔尖1、油管3之间螺纹连接；反冲砂阀3下井时处于关闭状态(见图4)，实现油管3内防喷；反冲砂阀2工作压力21MPa；

步骤7，在步骤6油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器8实现油套环空密封下入冲砂管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统7配合作业实现油套环空密封下入冲砂管柱；

步骤8，在步骤6管柱下井力的控制采用带压作业装备；油管3重量小于井筒内上顶力时，利用液缸10、固定卡瓦11、游动卡瓦12配合作业下入冲砂管柱；油管3重量大于井筒内上顶力时，利用作业机14的大钩15下入冲砂管柱；冲砂管柱探至砂面位置，遇阻后起上提1根油管3；

步骤9，连接打压管线和打压设备；采用高压软管线二24将地面的泵车23与罐车25连接好，采用高压软管线一20将压力表二21、阀门一22、泵车23与水龙头16连接好；水龙头16下端连接旋塞阀17；旋塞阀17下端与井口油管3连接；

步骤10，打压，反冲砂阀2换向，打开冲砂通道；凡尔座29内的打压凡尔28克服弹簧32预紧力推动密封凡尔30(初始位置长槽上始点，见图6)下行，密封凡尔30由滑钉31引导沿滑槽下行至换向机构下始点(见图6)，停止打压，在弹簧32弹力的作用下，密封凡尔30换向至短槽上始点(见图6)，冲砂通道打开(见图5)；泵车压力(MPa)＝井口套管压力(MPa)+井筒液柱压力(MPa)+反冲砂阀换向压差(MPa)；反冲砂阀换向压差5MPa；打压后关闭井口旋塞阀17；

步骤11，连接冲砂管线与设备；高压软管线一20将井口油管与冲砂泵车27连接好；在井口高压软管线二24将大四通4的压力表一18、侧向阀19与阀门二26、冲砂泵车27连接好；

步骤12，启动冲砂泵车27进行反循环冲砂作业；泵车压力(MPa)＝井口套管压力(MPa)+井筒液柱压力(MPa)+(3-6MPa)；冲砂排量0.3-0.6m³/min；

步骤13，在步骤12油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器8实现油套管环空密封下入冲砂管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统7配合作业实现油套环空密封下入冲砂管柱；

步骤14，接第1个单根；冲砂进迟1根油管3后，采用固定卡瓦11固定油管3；关闭冲砂泵车27；关闭第1个旋塞阀17；拆下水龙头16，连接第2根油管3；在第2根油管3与水龙头16之间连接第2个旋塞阀17；

步骤15，启动冲砂泵车27，持续冲砂；启动冲砂泵车27前，打开第1个旋塞阀17；按照步骤12-13操作；

步骤16，接第2个单根；冲砂进迟第2根油管3后，连接第3根油管3和第3个旋塞阀17；按照步骤14-15操作；

步骤17，按照上述操作直至完成冲砂作业；进口液性与出口液性相一致，判断冲砂结束；

步骤18，关闭反冲砂阀2；关闭井口旋塞阀17，采用高压软管线一20将泵车23与井口旋塞阀17连接好；启动泵车23打压，凡尔座29内的打压凡尔28克服弹簧32预紧力推动密封凡尔30(位置短槽上始点，见图6)下行，密封凡尔30由滑钉31引导沿滑槽下行至换向机构下始点(见图6)，停止打压，在弹簧32弹力的作用下，密封凡尔30换向至长槽上始点(见图6)，冲砂通道关有关闭(见图4)；

步骤19，带压起出冲砂管柱；油管3重量大于井筒内上顶力时，利用作业机14的大钩15起出冲砂管柱；油管3重量小于井筒内上顶力时，利用液缸10、固定卡瓦11、游动卡瓦12配合作业起出冲砂管柱。

本发明能够在冲砂管柱下入和起出作业过程中实现油管内防喷和环空带压密封，有效解决高压水平井冲砂作业难题，进一步提高冲砂作业效率，实现安全作业。该方法可拓展至CCUS技术应用中，针对注CO₂高压井，可采用该方法进行冲砂作业，确保施工高效与安全

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采用连续油管作业钻磨掉待施工井井内可钻桥塞；

步骤2，在井口安装带压作业装备；带压作业装备从下至上：安全防喷器组、半封闸板防喷器一、平衡泄压系统、环型防喷器、半封闸板防喷器二、液缸、固定卡瓦、游动卡瓦、作业平台；

步骤3，在待施工井内带压下入通井管柱并实施通井；通井管柱从下至上为丝堵、通井规、油管；

步骤4，在步骤3油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器实现油套管环空密封下入通井管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统配合作业实现油套管环空密封下入通井管柱；

步骤5，在步骤3管柱下井力的控制采用带压作业装备；油管重量小于井筒内上顶力时，利用液缸、固定卡瓦、游动卡瓦配合作业下入通井管柱；油管重量大于井筒内上顶力时，利用作业机的大钩下入通井管柱；通井至砂面位置，遇阻后起出通井管柱；

步骤6，在待施工井内带压下入冲砂管柱；冲砂管柱从下至上为冲砂笔尖、反冲砂阀、油管；反冲砂阀与冲砂笔尖、油管之间螺纹连接；

步骤7，在步骤6油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器实现油套环空密封下入冲砂管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统配合作业实现油套环空密封下入冲砂管柱；

步骤8，在步骤6管柱下井力的控制采用带压作业装备；油管重量小于井筒内上顶力时，利用液缸、固定卡瓦、游动卡瓦配合作业下入冲砂管柱；油管重量大于井筒内上顶力时，利用作业机的大钩下入冲砂管柱；冲砂管柱探至砂面位置，遇阻后起上提1根油管；

步骤9，连接打压管线和打压设备；采用高压软管线二将地面的泵车与罐车连接好，采用高压软管线一将压力表二、阀门一、泵车与水龙头连接好；水龙头下端连接旋塞阀；旋塞阀下端与井口油管连接；

步骤10，打压，反冲砂阀换向，打开冲砂通道；凡尔座内的打压凡尔克服弹簧预紧力推动密封凡尔下行，密封凡尔由滑钉引导沿滑槽下行至换向机构下始点，停止打压，在弹簧弹力的作用下，密封凡尔换向至短槽上始点，冲砂通道打开；泵车压力(MPa)＝井口套管压力(MPa)+井筒液柱压力(MPa)+反冲砂阀换向压差(MPa)；反冲砂阀换向压差5MPa；打压后，关闭井口旋塞阀；

步骤11，连接冲砂管线与设备；采用高压软管线一将井口油管与冲砂泵车连接好；采用高压软管线二将井口大四通的压力表一、侧向阀与阀门二、冲砂泵车连接好；

步骤12，启动泵车，反循环冲砂作业；泵车压力(MPa)＝井口套管压力(MPa)+井筒液柱压力(MPa)+(3-6MPa)；冲砂排量0.3-0.6m³/min；

步骤13，在步骤12油套环空压力控制采用带压作业装备；井口压力低于10MPa时，采用环型防喷器实现油套环空密封下入冲砂管柱；井口压力在10MPa-21MPa范围时，采用上、下半封闸板防喷器交替作业，平衡泄压系统配合作业实现油套环空密封下入冲砂管柱；

步骤14，接第1个单根；冲砂进迟1根油管后，采用固定卡瓦固定井口油管；关闭泵车；关闭第1个旋塞阀；拆下水龙头，连接第2根油管；在第2根油管与水龙头之间连接第2个旋塞阀；

步骤15，启动冲砂泵车，持续冲砂；启动冲砂泵车前，打开第1个旋塞阀；按照步骤12-13操作；

步骤16，接第2个单根；冲砂进迟第2根油管后，连接第3根油管和第3个旋塞阀；按照步骤14-15操作；

步骤17，按照上述操作直至完成冲砂作业；进口液性与出口液性相一致，判断冲砂结束；

步骤18，关闭反冲砂阀；关闭井口旋塞阀，采用高压软管线一将泵车与井口旋塞阀连接好；启动泵车打压，凡尔座内的打压凡尔克服弹簧预紧力推动密封凡尔下行，密封凡尔由滑钉引导沿滑槽下行至换向机构下始点，停止打压，在弹簧弹力的作用下，密封凡尔换向至长槽上始点，冲砂通道关闭；

步骤19，带压起出冲砂管柱；油管重量大于井筒内上顶力时，利用修井机大钩起出冲砂管柱；油管重量小于井筒内上顶力时，利用液缸、固定卡瓦、游动卡瓦配合作业起出冲砂管柱。

2.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤1中，钻磨可钻桥塞2-3个，需要循环洗井，防止卡钻。

3.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤1中，钻磨可钻桥塞暂停作业时，需将连续油管3提至直井段，防止卡钻。

4.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤2中，安全防喷器组的下部为半封闸板，上部为全封闸板。

5.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤3中，通井规的外径为118mm。

6.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤3中，油管的外径为73mm。

7.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤6中，冲砂笔尖的外径为73mm。

8.根据权利要求1所述的带压防喷反循环冲砂方法，其特征在于，所述的步骤6中，反冲砂阀的外径为100mm。