资源描述：
《一种经济有效的水平井冲砂工艺方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2010年4月油气井测试第19卷第2期一种经济有效的水平井冲砂工艺方法张成江吉小敏(江苏油田井下作业处工艺研究所江苏江都225265)摘要水平井与直井冲砂的主要区别在水平井段,由于重力作用,砂粒在水平井段内自由沉降方向与液流方向近乎垂直,所以水平井冲砂是否成功,冲砂液排量大小已不是主要因素,关键是冲砂液要具有很好的悬浮和携带能力。实验表明,提高冲砂液的粘度可有效降低砂粒的沉降速度,当粘度大于4mPa·s时,砂粒沉降速度已变得很慢。根据室内实验结果和对胍胶液性能测定,认为在目前设备技术条件下,胍胶液是比
2、较理想的水平井冲砂液,它具有粘度高、冲砂效果好、易于配制、性能稳定、成本低廉等优点。通过在Z11平1井冲砂实践进一步证明“:胍胶液+反循环+出口机械除砂”是解决水平井冲砂问题的有效方法之一,具有较好的推广应用价值。关键词水平井砂粒沉降冲砂液粘度胍胶液现场应用冲砂时所需的最低排量:引言Qmin=360F·Vmin(2)Vmin=2V2(3)水平井能有效提高油田的采油速度和采收率,3-1式中:Qmin———冲砂要求最低排量,m·h;加之钻井及完井技术的日益进步,使水平井技术在Vmin———保证砂子上返地面
3、所需要的最低流油气田开发中得到广泛应用。但水平井修井方面仍-1速,m·s;有诸多技术还处于研究探索阶段,如水平井冲砂工F———冲砂液上返流动截面积,m2。艺技术就是目前国内许多油田仍在研究探索的修井分析可以看出:直井实施冲砂作业,只要携砂液技术之一。的上返速度达到要求,砂粒就可以被有效带出地面,也就是说,如排除地层漏失因素,冲砂液的排量大小水平井冲砂工艺要解决的关键技术是影响冲砂效果的决定因素,而对冲砂液的悬浮能力(即粘度)要求不是很高。1.直井冲砂时砂粒运移过程分析图1a是直井实施冲砂作业时砂粒运移
4、示意图,砂粒的自由沉降方向与冲砂液流动方向在一条直线的相反方向,从理论上讲实现冲砂的条件是:V1>V2,但相关实验表明直井冲砂将砂子带出地面的充分条件是:V1>2V2(1)2.水平井冲砂时砂粒运移过程分析-1式中:V1———冲砂液上返速度,m·s;水平井与直井的区别在水平井段,图1b是水平V2———砂粒在冲砂液中的自由沉降速度,井冲砂时砂粒在水平段运移示意图。水平井冲砂-1m·s。时,在水平段冲砂液上返流动方向与砂粒自由沉降[基金项目]该项技术是江苏油田2006～2007年度科研项目《复杂结构井修井工
5、艺研究与应用》的研究成果之一,该项目获江苏油田2008年度科技进步二等奖。[作者简介]张成江,男,1961年4月出生,工程师,一直从事井下作业工艺技术研究与应用工作。第19卷第2期张成江等:一种经济有效的水平井冲砂工艺方法9方向不在一条线上,砂粒沉降方向始终指向套管内为了合理确定水平井冲砂液体系(配方)及其粘壁底侧,与冲砂液流动方向成近乎90°的夹角,也就度等参数,寻求一种经济、有效、安全的水平井冲砂是说,如果冲砂液粘度太低,对砂粒没有足够的悬浮工艺技术,下面着重探讨冲砂液粘度大小对砂粒沉能力,井底被
6、冲起的砂粒在运移很短距离后便再次降速度的影响。沉积形成砂丘(或砂床),很容易出现砂堵或砂卡管1.冲砂液中的砂粒在不同流态、粘度条件下沉柱现象。图2为低粘度冲砂液、反循环冲砂时水平降速度计算井段油管内砂粒沉降分布示意图。这里沉降速度是指砂粒在沉降运动中,当阻力、重力和浮力达到平衡时的砂粒下沉速度。由于此时的沉降速度不再增加,故也有称其为沉末速度。球形颗粒在液体中的沉降速度与颗粒在液体中所受的重力、浮力、阻力有关,当颗粒沉降速度稳定后,颗粒所受阻力F为重力W减去浮力T,即:F=W-T(4)从上面对比分析可
7、以看出,水平井实施冲砂作其中业,冲砂液排量大小已不是决定冲砂效果的主要因π22π3π3F=Cddρs1υ1,W=dρssg,T=dρslg素。要解决水平井冲砂问题,理论上有两个探索研866究方向:一是冲砂液性能研究即提高冲砂液的悬浮将其代入式(4)则可得:和携带能力;二是干拢和破坏砂丘(或砂床)形成技π22π3Cdρldυsl=ds(ρs-ρl)g(5)86术研究即阻止砂粒在水平井段的二次沉积。但根据佟庆理认为,不同雷诺数下的颗粒移动阻力系国内一些油田的实践经验,现实、经济、有效的方法[2]3π还是从
8、改善冲砂液的性能入手,也就是说水平井冲数不同。在层条件下(Re<1),Cd=;过渡流条Re砂要解决的关键技术是冲砂液悬浮和携带能力。5π件下(1
