捞砂泵捞砂工艺技术研究与应用

捞砂泵捞砂工艺技术研究与应用

循环水冲砂法在钻井生产过程中，液体继续从该层流出，使该层砂进入井底，并沉积在井中。砂埋油层使钻井减少，严重危及钻井押韵。要恢复生产解放油层就需要将井底沉砂清理出井筒。目前,井底沉砂都是用循环水冲砂的办法,即在井筒内下入冲砂管柱,冲砂液体通过高压泵车注入井内,油套建立循环,冲洗井底沉砂,用冲砂液将砂子携带出井,降低砂面,使油井恢复生产。但此种冲砂办法有很多不足之处:由于油井长时间生产造成地层亏空,油井漏失严重,冲砂时液体不能返出,使施工不能正常进行,砂子不仅冲不出来,而且由于地层亏空,冲砂液进入地层造成油层污染;另外,冲砂施工需要有泵车、罐车及井口配套设施,施工费用高,劳动强度大。由此,提出捞砂泵捞砂工艺技术,既达到降低砂面、恢复油井生产目的,又节约成本,提高经济效益,保护油层。产品的工作原理捞砂泵由砂泵和底阀两部分组成,在井中工作时,底阀接触砂面,底阀、储砂油管、砂泵的重量由砂面支撑。当上提油管时,带动活塞杆、软活塞和硬活塞上行。这时,上部单流阀关闭,下部底阀打开,捞砂泵内形成真空,捞砂泵内和环空形成一个压差,此压差等于底阀的沉没度形成的压差和泵内真空之和减去储砂管的携砂液形成的压差,井液靠此压差携带砂子高速进入储砂油管。储砂管随井内砂面的降低而下降,一般情况每抽捞一次的下降量为10～20cm(在139.7mm套管内),储砂油管中砂子和井液上行时,砂子和液体靠重力差分离,液体在上,砂子在下;下放动力油管时,活塞杆、软活塞和硬活塞下行。这时,上部单流阀打开,下部底阀关闭,砂子不能回到套管内,而上面不含砂子的液体经过上部单流阀和循环口又回到油套环行空间,其工作原理见图1。捞砂泵的技术参数如表1所示。经过反复抽汲,可把井底沉砂全部捞入储砂油管中。砂泵采集工艺下井施工的捞砂管柱自下而上顺序为:底阀+储砂管柱+捞砂泵+动力油管。其中,储砂管的长度可根据井筒沉砂情况而定,在能容下井筒沉砂数量的长度后再加长100m为佳,以利于砂液分离;储砂管一般不超过500m,如沉砂数量太多可分次捞出,以满足施工要求。捞砂泵泵筒接储砂油管,动力油管接捞砂泵活塞杆。动力油管下到一定位置,底阀接触砂面后,储砂油管全部重量加在砂面上,指重表悬重为动力油管的重量。这时,砂泵活塞处于上死点,砂泵活塞开始下行,活塞下行4m过程中,指重表悬重稳定,其悬重仍为动力油管的重量;砂泵活塞行至下死点后,指重表悬重稍有下降,即开始上提动力油管,动力油管上提4m过程中,其指重表悬重为动力油管的重量。当上提至指重表悬重大于动力油管的悬重时,说明活塞已经到了上死点。在这个过程中,活塞下行,液体进入活塞以上;活塞上行,抽汲携砂液进入储砂油管,排出活塞以上液体进入套管;重复以上抽汲过程,砂子不断被吸入储砂油管。随着砂面的下降,动力油管也随着要加深,直至井底或要求砂面深度,捞完后,依次起出捞砂管柱,完成捞砂作业。曹15井是一口抽油泵采油井,该井人工井底1932m,139.7mm油层套管射孔完井,生产井段为1910.2～1927.4m。由于储层埋藏深度较浅,地层胶结不好,地层出砂。采用φ38mm管式泵下深1803.48m抽汲生产2个月,砂卡泵杆造成油井停产。后进行检泵作业,探得砂面位置在1920m,砂埋油层7m。为恢复生产,针对该井现状,防止地层漏失以减少对油层的污染,采用此工艺进行不压井捞砂作业。捞砂管柱结构(自下而上):底阀+储砂管(200m)+70mm捞砂泵+动力油管至井口。捞砂施工中,上提下放动力油管使捞砂泵工作70次,每次进尺10～20cm,约20min捞至井底。起出捞砂管柱,储砂管捞出地层砂140L,完成施工。导致储砂流深,导致出现“干克氏原”和“抽身”的情况1.捞砂泵适用于井斜小于30°的油水出砂井;井斜大于30°和水平井禁用。2.适用于井筒内只有沉砂、煤粉、泥浆沉淀物的井,若井底有落物或其它物品,不能使用捞砂泵。3.捞砂泵下井前要检查底阀活门灵活性、砂泵活塞是否好用、凡尔密封性等,泵有问题不得入井。4.砂泵必须在井筒静液面以下工作。随着砂泵沉没度增大,其形成的压差增大,携砂能力越强,捞砂效率越好。但随着储砂管储砂量的增多,其储砂管的携砂液形成的压差在增大,携砂能力和捞砂效率也随之降低。若捞砂泵沉没度太小,其携砂能力可以降至零,使捞砂失败。5.储砂油管长度要适当。太长,储砂量大,但携砂能力降低,捞砂效率低,而且受井筒液面的限制,同时,也增加管柱负荷,造成浪费;太短,携砂能力强,捞砂效率好,但储砂容量不够,易使砂子进入泵筒,造成泵筒和活塞损坏。一般储砂管长度根据本井的情况以不超过500m为宜。6.抽汲过程中,一定要随时观察指重表的变化,加压过大使泵筒变形或管柱插入砂面堵塞底阀使施工失败;未加压或活塞未到下死点时,捞砂泵的泵效不够,甚至捞不到砂。7.加深油管接单根时,速度要快,防止储砂管内砂子因时间过长沉积堵死底阀。8.抽汲时要保证抽汲速度。速度过慢,储砂管内砂子易沉积堵死底阀,所以应控制抽汲速度:φ70mm捞砂泵抽汲速度不小于20m/min;φ83mm捞砂泵的抽汲速度不小于15m/min。要求每抽捞十次,有一次底阀要脱离砂面1m,防止砂卡。9.井深大于2500m、井内砂粒较大时,提高抽汲强度(速度),应采用φ83mm捞砂泵;井深小于2500m、井内砂粒较小时,适当减小抽汲强度(速度),采用φ70mm捞砂泵。10.抽汲捞砂完成后,起出捞砂管柱,拆开捞砂泵进行彻底清洗保养,备用。冲砂、罐车、泵车比选