井下作業(yè)沖砂工藝技術(shù)

2020年4月沖砂工藝技術(shù)提綱一、前言二、沖砂工藝介紹三、正循環(huán)沖砂介紹四、反循環(huán)沖砂介紹五、正、反循環(huán)沖砂六、沖砂水力介紹七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)八、特殊井沖砂九、稠油井沖砂一、前言沖砂的原因：1、由于油層膠結(jié)疏松或油井工作制度不合理，以及措施不當(dāng)造成油井出砂，油井出砂后，如果井內(nèi)的液流不能將出砂全部帶至地面，井內(nèi)砂子逐漸沉淀，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流動(dòng)阻力，使油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)，同時(shí)會(huì)損壞井下設(shè)備造成井下砂卡事故。2、由于作業(yè)工序需要，將地層砂人為的填入井筒，滯留后在井筒堆積成砂柱，影響到油井的正常生產(chǎn)或注水井的正常注水。3、壓裂施工后的壓裂砂返出沉淀、滯留，影響生產(chǎn)。一、前言（1）地層膠結(jié)疏松時(shí)，地層流體在生產(chǎn)壓差作用下向井眼方向滲流，致使巖石顆粒間的膠結(jié)力不斷消弱，地層結(jié)構(gòu)破壞引起出砂。流體密度粘度越高、含氣量越大，流動(dòng)阻力越大，就越容易出砂。地層疏松與否主要取決于巖石顆粒間膠結(jié)力的強(qiáng)弱，膠結(jié)強(qiáng)度與膠結(jié)物的種類(lèi)、數(shù)量及膠結(jié)方式有關(guān)。容易出砂的地層主要是接觸膠結(jié)，膠結(jié)物數(shù)量少，而且泥質(zhì)較多。（一）井筒沉砂原因1、地質(zhì)因素：一、前言（2）當(dāng)其他條件相同時(shí)，滲透率越高，巖石強(qiáng)度越低，地層越容易出砂；

（3）地層構(gòu)造變化引起出砂；（4）地層在構(gòu)造上發(fā)生急劇變化的區(qū)域，例如在斷層多、裂縫發(fā)育、地層傾角大及邊水活躍的地區(qū)，由于地層巖石原始應(yīng)力狀態(tài)被復(fù)雜化，極易引起地層出砂。一、前言（1）在地層流體滲透過(guò)程中，大部分有效壓強(qiáng)消耗在井壁附近。因此，井壁巖石受滲流沖刷的作用力量最大，也最容易變形和破壞。（2）不恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采速度及采油速度的突然變化、注水井的急劇放壓等原因造成地層壓力梯度發(fā)生急劇變化，致使巖層結(jié)構(gòu)破壞引起出砂。（3）頻繁的增產(chǎn)措施會(huì)破壞地層巖石結(jié)構(gòu)，引起地層出砂。例如壓裂時(shí)高速流體沖擊巖層，使巖石顆粒間膠結(jié)力削弱；酸化時(shí)酸液溶解部分巖石膠結(jié)物，使巖石骨架解體；密集射孔會(huì)破碎巖石甚至引起套管損壞。2、開(kāi)發(fā)因素一、前言（4）油井出水時(shí)，泥質(zhì)膠結(jié)物水化膨脹并分散成細(xì)小顆粒，在地層壓差作用下隨著油、水流線向井眼方向運(yùn)移，造成油井出砂、出泥。（5）在油水井生產(chǎn)過(guò)程中，油、氣層孔隙壓力總體上是不斷下降的，而上覆巖層對(duì)地層顆粒及其膠結(jié)物的有效應(yīng)力則不斷增加，致使顆粒間的應(yīng)力平衡被破壞，膠結(jié)力下降引起地層出砂。（6）在注水開(kāi)發(fā)油田，當(dāng)油井含水量上升時(shí)，為維持原油產(chǎn)量必須提高采液速度，加大了地層流體對(duì)巖石顆粒的拖拽力，引起地層出砂。（7）當(dāng)井壁附近的巖石結(jié)構(gòu)破壞到一定程度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)流砂現(xiàn)象。這時(shí)即使井底壓差很小，大批砂子也會(huì)無(wú)控制地流出，造成嚴(yán)重的砂堵或砂卡現(xiàn)象。一、前言油水井出砂首先是由炮孔結(jié)構(gòu)破壞引起的，根據(jù)地層膠結(jié)特性，炮孔失穩(wěn)主要是由以下三種破壞造成的。

1、壓縮破壞：壓縮破壞是由孔壁附近過(guò)大的剪應(yīng)力引起的，過(guò)大的壓力衰竭和生產(chǎn)壓差均可能造成此種情況。

2、拉伸破壞：拉伸破壞是由徑向拉應(yīng)力超過(guò)拉伸強(qiáng)度而產(chǎn)生的，主動(dòng)作用力為油水井生產(chǎn)壓差。

3、滑移次生破壞：當(dāng)流體作用在巖石顆粒表面上的拖拽力超過(guò)其粘結(jié)力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)滑移次生破壞。這是一種特殊的拉伸破壞形式，是在孔眼表面逐漸產(chǎn)生的砂粒脫落現(xiàn)象，其中流體速度是一個(gè)重要參數(shù)。室內(nèi)試驗(yàn)與理論分析表明，在未膠結(jié)地層中炮孔失穩(wěn)以拉伸破壞為主，在弱膠結(jié)地層以壓縮破壞為主，中等膠結(jié)強(qiáng)度的脆性砂、礫巖層主要以滑移次生破壞為主。（二）出砂地層破壞機(jī)理及出砂規(guī)律一、前言1、未膠結(jié)地層：未膠結(jié)地層中沒(méi)有有效的膠結(jié)物，地層的聚集主要依靠很小的流體束縛力及周?chē)h(huán)境圈閉的壓實(shí)力。這類(lèi)地層一旦開(kāi)井投產(chǎn)便立即開(kāi)始長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)出砂，且地層產(chǎn)出液含砂量基本保持穩(wěn)定。盡管累積出砂量越來(lái)越大，但套管周?chē)粫?huì)出現(xiàn)地層空穴，只是地層越來(lái)越疏松。2、弱膠結(jié)地層：弱膠結(jié)地層膠結(jié)物數(shù)量少，膠結(jié)力弱，地層強(qiáng)度較低。油水井投產(chǎn)后，炮孔附近地層砂礫逐漸剝落，進(jìn)而發(fā)展形成洞穴。如不及早加以控制，極易造成油層砂埋、油管砂堵及滲透率降低、產(chǎn)量下降。這類(lèi)地層產(chǎn)出液含砂量變化較大，甚至每天都不一樣，時(shí)多時(shí)少。隨著產(chǎn)層壓力遞減，作用在承載骨架顆粒上的負(fù)荷逐漸增加，出砂情況會(huì)日趨嚴(yán)重。任其發(fā)展，有可能造成地層坍塌、蓋層下沉、套管損壞、油水井報(bào)廢的嚴(yán)重后果。地層出砂規(guī)律一、前言脆性砂、礫巖層易碎，但有較多的膠結(jié)物，中等膠結(jié)強(qiáng)度。地層流體產(chǎn)出時(shí)，能把地層面上的砂礫逐漸沖刷下來(lái)。這類(lèi)地層開(kāi)始投產(chǎn)時(shí)出砂一段時(shí)間，忽然出砂量大減，甚至無(wú)砂產(chǎn)生，此時(shí)，產(chǎn)量有可能會(huì)上升，但到一定時(shí)候有可能重新出砂。這種規(guī)律是因?yàn)樵诔錾斑^(guò)程中套管外部沖蝕空穴突然增大，過(guò)流面積成倍增加，使地層流體的流速大幅度下降，致使出砂量明顯下降。隨著油氣井條件變化，又會(huì)形成新的出砂環(huán)境而開(kāi)始出砂。當(dāng)單位過(guò)流面積上的流體速度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)地層砂礫大塊坍塌，過(guò)流面積倍增而停止出砂，最終可使油氣井套管變形而報(bào)廢。

3、脆性砂、礫巖層

一、前言對(duì)非均質(zhì)、弱膠結(jié)或中等膠結(jié)砂礫巖油藏來(lái)講，注水開(kāi)發(fā)階段是油水井嚴(yán)重出砂的開(kāi)始，特別是當(dāng)油井見(jiàn)水后，產(chǎn)出液含水量不斷上升，膠結(jié)物逐漸膨脹疏松，致使地層膠結(jié)強(qiáng)度迅速下降并出現(xiàn)嚴(yán)重的出砂現(xiàn)象。出砂情況隨開(kāi)采時(shí)間的延續(xù)及開(kāi)采強(qiáng)度的變化呈周期性變化。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)采時(shí)間越長(zhǎng)出砂越多，造成的地下虧空也越大。當(dāng)虧空后的生產(chǎn)層膠結(jié)強(qiáng)度不足以支撐生產(chǎn)液流所引起的沖刷強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)更為嚴(yán)重的出砂現(xiàn)象。一、前言1、原油產(chǎn)量、注水量下降甚至停產(chǎn)、停注2、地面和井下設(shè)備磨損3、修井工作量增加4．套管損壞、油水井報(bào)廢（三）油水井出砂危害一、前言油井出砂后，如果井內(nèi)的液流不能將砂全部帶至地面，井內(nèi)砂子逐漸沉積，砂柱增高，堵塞出油通道，增加流動(dòng)阻力，使油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。同時(shí)會(huì)損壞井下設(shè)備造成井下砂卡事故。因此，必須采取措施清除積砂，通常采用沖砂來(lái)解決這一問(wèn)題。中原區(qū)域地層壓力較低，應(yīng)用較廣的是水力沖砂。沖砂施工執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《SYT5587.5-93油水井常規(guī)修井作業(yè)油水井探砂面、沖砂作業(yè)規(guī)程》二、沖砂工藝介紹沖砂定義：

用高速液體將井底砂子沖散，并利用循環(huán)上返的液流將沖散的砂子帶到地面的清砂方法。沖砂的目的：解除砂堵，恢復(fù)油井正常生產(chǎn)。常用的沖砂方式：有正沖、反沖、正反沖、鉆沖砂等。其他清砂方式：撈砂、連續(xù)油管沖砂、連續(xù)沖砂裝置沖砂等。三、正循環(huán)沖砂介紹正沖砂：沖砂液沿沖砂管向下流動(dòng)，在流出管口時(shí)以較高的流速?zèng)_散砂堵。沖散的砂子和沖砂液一起沿沖砂管與套管的環(huán)形空間返至地面。隨著砂堵沖開(kāi)的程度增加，逐步加深沖砂管。為了增大液流沖刷力，可在沖砂管下端裝上收縮管(或噴嘴)。下端做成斜尖形，可防止下放過(guò)快而引起的憋泵。正沖砂特點(diǎn)：

正循環(huán)沖砂沖洗能力較強(qiáng)，容易沖開(kāi)井底沉砂，但攜砂能力較小，易在沖砂過(guò)程中發(fā)生卡鉆。三、正循環(huán)沖砂介紹正沖砂應(yīng)用：

進(jìn)行了增產(chǎn)措施、井底沉砂沉結(jié)密實(shí)、或壓裂液不完全破膠，無(wú)法進(jìn)行反循環(huán)沖砂的井。對(duì)于井內(nèi)地層出砂、修井措施（如壓裂）后出砂、套管破損及漏失的井一般都采用正循環(huán)沖砂。三、正循環(huán)沖砂介紹篩管沖砂動(dòng)畫(huà)四、反循環(huán)沖砂介紹反循環(huán)沖砂：與正沖砂相反，沖砂液由套管和沖砂管的環(huán)形空間進(jìn)入，被沖起的砂粒隨同沖砂液從沖砂管返回到地面。反沖砂沖刺力小，液流上返速度大，攜砂能力強(qiáng)。反循環(huán)沖砂特點(diǎn)：反循環(huán)沖砂沖洗能力小，但攜砂能力較強(qiáng)。反循環(huán)沖砂的應(yīng)用：作業(yè)中通常多采用反循環(huán)沖砂；適用于沖砂管柱與套管環(huán)空間隙過(guò)小或復(fù)雜事故處理需要。四、反循環(huán)沖砂介紹五、正、反循環(huán)沖砂介紹利用正、反沖的優(yōu)點(diǎn)，用正沖方式將砂堵沖開(kāi)，并使砂子處于懸浮狀態(tài)。然后改為反沖，將沖散的砂子從沖砂管內(nèi)返至地面，這樣可迅速解除砂堵，提高沖砂效率，直徑139.7mm以上套管，可采取正反沖砂的方式。采用正反沖砂方式時(shí)，地面管線上應(yīng)安裝改換沖洗方式的總機(jī)關(guān)。以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換。

氣化液沖砂：（1）采用泵車(chē)泵出的沖砂液和壓風(fēng)機(jī)壓出的氣混合而成的混合液進(jìn)行沖砂的方式。（2）在一些地層壓力低的井中，沖砂時(shí)往往由于液柱壓力過(guò)大而產(chǎn)生漏失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)無(wú)法進(jìn)行循環(huán)，因此常采用氣化液沖砂（又稱混氣沖砂）。（3）氣化液的液體可采用原油或清水。氣化液沖砂的實(shí)質(zhì)在于降低沖砂液的密度，從而降低液柱對(duì)井底產(chǎn)生的回壓，以減少或防止漏失。氣化液是用水泥車(chē)打出的油（或水）和壓風(fēng)機(jī)供給的氣混合而成的。（4）氣化液沖砂時(shí)，壓風(fēng)機(jī)與水泥車(chē)并聯(lián)。要先開(kāi)水泥車(chē)，后開(kāi)壓風(fēng)機(jī)，使泵不受氣體影響，保證上水正常。壓風(fēng)機(jī)出口與水泥車(chē)之間要裝單流閥，以防液體倒流。接單根前要先停壓風(fēng)機(jī)，繼續(xù)開(kāi)泵5-10min，使液體充滿沖砂管柱。液體的氣化程度要按需要而調(diào)節(jié)。（5）氣化液沖砂時(shí)，返出管線要用硬管線固定好，以防管線跳動(dòng)而發(fā)生事故。

所謂沖管沖砂，就是用小直徑的管子下入油管內(nèi)沖砂，如小直徑連續(xù)油管，以清除砂堵。其優(yōu)點(diǎn)是操作輕便，不拆井口，不動(dòng)油管，可以沖砂至人工井底。其他沖砂方式還有泡沫沖砂、連續(xù)裝置沖砂等。沖管沖砂：

沖砂液指的是進(jìn)行沖砂時(shí)所采用的液體。通常采用的沖砂液有油、水、乳化液等。為了防止污染油層，在液中可以加入表面活性劑。一般油井用原油或水做沖砂工作液，水井用清水（或鹽水）做沖砂工作液，低壓井用混氣水做沖砂工作液。選擇沖砂液有一定的標(biāo)準(zhǔn)。（1）具有一定的粘度，以保證有良好的攜砂性能。（2）具有一定的密度，以便形成適當(dāng)?shù)囊褐鶋毫?，防止井噴和漏失。?）與油層配伍性好，不損害油層。（4）來(lái)源廣，不損害油層。沖砂液六、沖砂水力計(jì)算保證將砂子帶出地面的條件是：vt>2vd式中：vt—沖砂液上升速度，m/s；vd—砂子在靜止沖砂液中的自由下沉速度，m/s。由上式得出保證砂子上返地面的最低速度：

vmin=2vd從而可由下式求得沖砂時(shí)所需要的最低排量：Qmin=3600F·vminQmin—沖砂要求的最低排量，m3/h；F—沖砂液上返流動(dòng)截面積，m2；vmin—保證砂子上返地面所需要的最低液流速度，m/s。為了提高沖砂速度應(yīng)盡可能提高泵的排量，并減少液流返出截面，以保持高的液流上返速度。六、沖砂水力計(jì)算在沖砂過(guò)程中，砂粒從井底上升到地面時(shí)所需要的時(shí)間為：

t=H/vsH－井深，m；t

—砂粒從井底上升到地面所需要的時(shí)間，s；vs

－砂粒上升速度，m/s，vs=vt-vd舉例：現(xiàn)場(chǎng)常用的石英砂平均粒徑為0.76mm，在清水中自由沉降速度為0.077m/s，保證砂子上返地面的最低速度：vmin=2vd=2×0.077=0.154m/s?73mm油管反循環(huán)沖砂時(shí)，油管內(nèi)所需要的最低排量：Qmin=3600F·vmin=3600×0.3019×0.154=16.737m3/h

即油管內(nèi)液體最低上返排量達(dá)到279L/min時(shí)，才能將沖起的石英砂帶至地面。六、沖砂水力計(jì)算入井液最低排量計(jì)算：套管內(nèi)徑：?121.36mm，油管外徑?73mm：入井泵排量計(jì)算過(guò)程：

Q=vmin（D2-d2）/127=0.154×（121.362-732）÷127=11.4L/s=684L/min即：在內(nèi)徑為?121.36mm的套管內(nèi)，用?73mm油管正循環(huán)沖平均粒徑為0.76mm的石英砂（密度2.65g/cm3）時(shí)，要求入井最低排量為684L/min。六、沖砂水力計(jì)算密度2.65的石英砂在水中的自由沉降速度平均顆粒大小mm下降速度m/s平均顆粒大小mm下降速度m/s平均顆粒大小mm下降速度m/s11.90.3931.850.1470.2000.024410.30.3611.550.1270.1560.01727.30.3031.190.1050.1260.01206.40.2891.040.0940.1160.00855.50.2600.760.0770.1120.00714.60.2400.510.0530.0800.00423.50.2090.370.0410.0550.00212.80.1910.300.0340.0320.00072.30.1670.230.02850.0010.0001六、沖砂水力計(jì)算石英砂在脫氣無(wú)水原油中的自由沉降速度原油溫度，℃202530354050原油粘度，mPa·s744128252422粗砂下降速度，cm/min7895.5202373400600細(xì)砂下降速度，cm/min13.715.066.583111143石英砂在脫氣乳化原油中的自由沉降速度原油溫度，℃20253035404550原油粘度，mPa·s2616207414311169939737512粗砂下降速度，cm/min2.923.053.303.554.805.609.24細(xì)砂下降速度，cm/min———————注：原油中粗砂平均直徑0.96mm，圓度為0.685；細(xì)砂平均直徑0.54mm，圓度為0.547。以上數(shù)據(jù)查閱自《油氣田井下作業(yè)修井工程》六、沖砂水力計(jì)算

七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)一、沖砂施工步驟：

（一）、準(zhǔn)備工作：檢查泵及儲(chǔ)液罐，連接好地面管線并試壓合格，準(zhǔn)備好足夠量的沖砂液。

1、沖砂液及沖砂方式的選擇及準(zhǔn)備：（1）對(duì)沖砂所用液體和沖砂方式選擇的必要性：由于對(duì)對(duì)沖砂所用液體和沖砂方式選擇不當(dāng)，沖砂液大量漏入油層，反而損害油層，影響生產(chǎn)。因此應(yīng)該正確地選擇沖砂液和沖砂方法十分重要。（2）沖砂液體的選擇——原則：盡最大努力保護(hù)油層。

a、選擇時(shí)應(yīng)具有一定的粘度，以保證有良好的攜砂能力；

b、具有一定的密度，以形成適當(dāng)?shù)囊褐鶋毫?，防止井噴和漏失?/p>

c、油層配伍性好，不損害油層；

d、來(lái)源廣、成本低的液體。

（3）沖砂液用量：以井筒容積的2～3倍計(jì)算，漏失量大的井根據(jù)漏失情況來(lái)決定沖砂液的用量。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

2、其他：

（1）施工設(shè)備：水泥車(chē)1-2部、罐車(chē)2～3部；

（2）工具、用具：35MPa×18m水龍帶1根；40MPa高壓活動(dòng)彎頭8個(gè)；

Φ60.3mm硬管線80m；管線固定箱8個(gè)；

6m3沖砂池一個(gè)（方池子一分為二，一邊為供液罐，一邊為沉降罐沖砂，沖砂液重復(fù)利用）；KY35/65閘門(mén)1個(gè)；保險(xiǎn)繩繩套子1根。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

（二）、探砂面：下管柱探砂面，管下至距離預(yù)計(jì)砂面30-50m時(shí)，控制下探速度在0.3m/s以內(nèi),

同時(shí)，注意觀察指重表變化情況。探至遇阻位置加壓，在方入根上打上明顯印記，連探三次，觀察方入長(zhǎng)度是否一致，計(jì)算深度是否一致，并在方入根上打上明顯印記，起出方入根，測(cè)量出方入長(zhǎng)度，計(jì)算下探深度：

H=工具、配件長(zhǎng)度+下井油管累計(jì)長(zhǎng)度+方入+油補(bǔ)距

砂面深度計(jì)算準(zhǔn)確，為沖砂提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

（三）、循環(huán)脫氣：上提管腳2m循環(huán)脫氣連接好沖砂管線，連接管線時(shí)注意，使用合格的水龍帶，水龍帶與彎頭的連接要緊密且栓保險(xiǎn)繩（彎頭與管柱之間，水龍帶與管柱之間）以確保安全施工，入口處連接好過(guò)濾器，保證入井液的清潔。管線試壓合格后，用沖砂液循環(huán)脫氣，目的是為了使井筒平穩(wěn)，被氣侵的液體在相同的流速下，沖砂能力和攜砂能力都大幅度減少，井筒平穩(wěn)后消除因井內(nèi)氣侵的液體在循環(huán)過(guò)程中造成砂粒的堆積，增大事故發(fā)生的危險(xiǎn)。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

（四）、沖砂：

1、沖砂尾管提至離砂面3m以上，開(kāi)泵循環(huán)正常后，均勻緩慢下放管柱沖砂，沖砂速度小于2m/min，沖砂時(shí)排量應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求；

2、每次單根沖完必須充分循環(huán)，洗井時(shí)間不得小于15min，接單根必須在2min以內(nèi)完成；

3、連續(xù)沖砂5個(gè)單根后，要洗井一周方可繼續(xù)下放沖砂；

4、沖砂所需最低排量：（該數(shù)據(jù)查閱自2005版《井下作業(yè)監(jiān)督手冊(cè)》）套管尺寸Φ0.5mm以下地層砂Φ0.5～1.0mm石英砂Φ0.5～1.0mm陶粒砂Φ140mm500L/min700L/min700L/minΦ177mm800L/min1000L/min1000L/min七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)5、沖砂過(guò)程中應(yīng)注意中途不可停泵，避免沉砂將管柱卡住或堵塞；

6、若修井機(jī)發(fā)生故障不能上下活動(dòng)油管時(shí)，必須保持正常循環(huán)，將循環(huán)段砂子全部循環(huán)出井筒為止；

7、稠油井沖砂可用原油沖砂，或先替油洗井后沖砂，或不替油沖砂、沖砂后用原油徹底洗井；

8、直徑139.7mm以上套管，可采取正反沖砂的方式，并配以大排量。改反沖砂前正沖應(yīng)不小于30min,再將管柱上提6～8m，反循環(huán)正常后方可下放。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

（五）、洗井：沖砂至井底（塞面）或設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行洗井操作，目的是將井內(nèi)的浮砂徹底清洗到地面，保證沖砂的深度不變，為方便下一步施工做準(zhǔn)備。洗井一般采用反循環(huán)，漏失量較大的井可采用正循環(huán)，洗井排量一般不能小于500L/min。洗井時(shí)觀察井口返出液狀況，必須將井內(nèi)沉砂沖洗干凈，肉眼觀察進(jìn)出口液性基本一致，基本不含機(jī)械雜質(zhì)為合格；若設(shè)計(jì)要求可取樣品進(jìn)行化驗(yàn)分析，含量≤2‰（體積比）。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

（六）、候沉：上提管柱20m以上，候沉4小時(shí)以上，嚴(yán)重砂的油田內(nèi)靜砂沉淀期間，應(yīng)將管腳提至原砂面20m以上。上提管柱時(shí)，要嚴(yán)格限速，防止過(guò)大的抽吸壓力，造成地層吐砂，從而使砂面深度升高，對(duì)地層損傷也比較大。尤其是對(duì)地層嚴(yán)重出砂的油田更應(yīng)該注意。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

（七）、復(fù)探砂面：緩慢下放管柱，注意觀察指重表變化情況。探至遇阻位置加壓，在方入根上打上明顯印記，連探三次，觀察方入長(zhǎng)度是否一致，計(jì)算深度是否一致，并在方入根上打上明顯印記，起出方入根，測(cè)量出方入長(zhǎng)度，計(jì)算下探深度：

H=工具、配件長(zhǎng)度+下井油管累計(jì)長(zhǎng)度+方入+油補(bǔ)距探得深度與候沉前沖砂深度誤差每1000m小于0.3m為合格。（八）、資料錄?。撼跆缴懊嫔疃?、沖砂液名稱、密度、用量、沖砂方式、泵壓、排量、時(shí)間、沖出砂名稱、沖砂進(jìn)尺、沖出砂量、侯沉?xí)r間、復(fù)探砂面深度，共13項(xiàng)。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

二、沖砂注意事項(xiàng)：1）不準(zhǔn)帶泵、封隔器等其他井下工具探砂面和沖砂。2）沖砂工具距油層上界20m時(shí)，下放速度應(yīng)小于0.3m／min。3）沖砂前油管提至離砂面3m以上，開(kāi)泵循環(huán)正常后，方可下放管柱。4）接單根前充分循環(huán)，操作速度要快，開(kāi)泵循環(huán)正常后，方可再下。5）沖砂過(guò)程中應(yīng)注意中途不可停泵，避免沉砂將管柱卡住或堵塞。6）對(duì)于出砂嚴(yán)重的井，加單根前必須充分洗井，加深速度不應(yīng)過(guò)快。七、沖砂施工步驟及注意事項(xiàng)

7）連續(xù)沖砂5個(gè)單根后要洗井一周，防止井筒懸浮砂過(guò)多。8）循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生故障，停泵時(shí)應(yīng)將管柱上提至砂面以上，并反復(fù)活動(dòng)。9）提升系統(tǒng)出現(xiàn)故障，必須保持正常循環(huán)。1O）泵壓不得超過(guò)安全壓力，泵排量與出口排量平衡，防止井噴或漏失。11）水龍帶必須拴保險(xiǎn)繩。12）沖砂過(guò)程中要專人觀察出口返液情況，防止因下部層位壓力過(guò)高發(fā)生井噴或因嚴(yán)重漏失造成砂卡、砂堵。

13）施工中產(chǎn)生的污水、砂子拉運(yùn)至指定地點(diǎn)，達(dá)到環(huán)保要求。八、特殊井沖砂

一、斜井沖砂：1、井斜角度較小的井，沖砂與直井沖砂基本一致。2、井斜角度較大的井，在沖砂過(guò)程中，砂粒在隨流體上返時(shí)作用力情況：θθGF八、特殊井沖砂

由上圖可知：在沖砂過(guò)程中，砂粒在井內(nèi)受力：

G=F×sinθG-砂粒的重力與浮力的合力，NF-砂粒所受的水流沖擊力，N；綜合以上公式：

Qmin=360×F×2×vd/sinθ

可知，隨著井斜角度的增加，砂粒上返速度不變的情況下，所需要的液體的排量隨井斜角度的增大而增大。八、特殊井沖砂

在有一定斜度的井內(nèi)，砂粒在水流里受力是不平衡的，所受合力為水平方向的力，在井筒內(nèi)部（或油管內(nèi)部），狹小空間內(nèi)，很容易造成砂粒的堆積，形成砂橋或砂堵，堵塞油管或砂埋油管。所以在斜井內(nèi)沖砂，一般采用反循環(huán)沖砂。在斜井沖砂時(shí)，下放速度一定慢，排量盡可能增大，以便增大砂粒的上返速度，避免砂粒堆積。八、特殊井沖砂

1、沖砂特點(diǎn)1）油層砂粒更易進(jìn)入井筒，形成長(zhǎng)井段的“砂床”，嚴(yán)重時(shí)砂堵井眼。2）井內(nèi)管柱貼近井壁低邊，管柱受“鐘擺力”和摩擦面積大的雙重作用，管柱摩阻大。3）沖起的砂粒在造斜段和水平段容易再次沉積。4）修井液環(huán)空流速偏差很大，井眼低邊的流速很低，攜砂能力下降，易導(dǎo)致鉆具被卡。水平井沖砂技術(shù)：八、特殊井沖砂

2、水平井沖砂施工方式：水平井沖砂施工過(guò)程中必須保證連續(xù)作業(yè)，杜絕意外造成停泵循環(huán)的現(xiàn)象。根據(jù)井身傾角的不同，排量設(shè)計(jì)和工具的運(yùn)動(dòng)有所不同，施工方式具體分為如下幾個(gè)階段:0°一30°時(shí)，基本與直井沖砂方式相同，沖砂過(guò)程中不要急于求成，以0.3m/min穩(wěn)定的速度下放管柱，沖洗排量不低于600L/min;30°一60°時(shí)，上返的地層砂容易再次沉降形成砂卡，沖洗時(shí)宜將排量提高到1000一1200L/min為宜，鉆具要上下起放，一般下放50m，上提一次，沒(méi)有負(fù)荷大幅度增加現(xiàn)象和憋壓情況，才能繼續(xù)沖洗;60°一90°時(shí)，沖砂管柱磨阻最大階段，加壓下放速度小于0.3m/min，并每單根上下移動(dòng)2一3次為宜，以破壞“固化的砂床”，沖洗排量不低于1000L/min,如遇憋壓情況，上提活動(dòng)管柱。八、特殊井沖砂

從油管注入沖砂液，旋轉(zhuǎn)沖砂器將形成的砂床旋流沖起，進(jìn)入套管環(huán)空。同時(shí)井口的連續(xù)沖砂裝置實(shí)現(xiàn)了不停泵沖砂作業(yè)，縮短了接入單根循環(huán)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了井場(chǎng)污染。管柱組合（51/2“套管內(nèi)）：Φ89mm導(dǎo)錐＋Φ73mm（3*45°）倒角油管＋Φ73mm油管Φ89mm旋流沖砂器＋Φ105mm扶正器+Φ73mm倒角油管＋Φ73mm油管3、水平井連續(xù)正循環(huán)沖砂：八、特殊井沖砂

從套管注入沖砂液，反循環(huán)沖砂器將形成的砂床旋流沖起，進(jìn)入油管。同時(shí)井口的連續(xù)沖砂裝置實(shí)現(xiàn)了不停泵沖砂作業(yè)，縮短了接入單根循環(huán)時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了井場(chǎng)污染。（1）管柱組合（51/2“套管內(nèi)）Φ89mm反循環(huán)沖砂器＋Φ105mm扶正器+Φ73mm倒角油管＋Φ73mm油管4、水平井連續(xù)反循環(huán)沖砂：八、特殊井沖砂

原理：沖砂液通過(guò)沖洗管和中心管之間的環(huán)空，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)噴頭的內(nèi)腔,再?gòu)男D(zhuǎn)噴頭的水眼噴出,在套管內(nèi)形成高速旋流,對(duì)水平井段內(nèi)的沉砂進(jìn)行充分?jǐn)噭?dòng),使砂子和雜質(zhì)始終處于懸浮狀態(tài)進(jìn)入油管。（2）反循環(huán)沖砂器八、特殊井沖砂

水平井連續(xù)沖砂技術(shù)參數(shù)：

沖砂排量的確定原則:沖砂時(shí),為了使液流將砂粒帶至地面,液流在井內(nèi)的上升速度必須大于最大直徑砂粒的自由下沉速度。因而保證將砂粒帶至地面的條件是:V1≥2Vt式中：

V1———液流上返速度,m/s;Vt———砂粒在沖砂液中的自由下沉速度,m/s。Qmin=3600

A*V1式中：

Qmin———沖砂洗井所需的最低排量,m3/h;A———沖砂液上返流動(dòng)時(shí)的最大截面積(反沖時(shí)為沖砂管柱內(nèi)截面積),㎡八、特殊井沖砂

二、小井眼沖砂：小井眼內(nèi)沖砂時(shí)，由于井眼較小的原因，造成油管及油套環(huán)空的截面積都大幅減少，所以造成砂堵或卡鉆的幾率大幅度增大。

在小井眼內(nèi)部沖砂時(shí)，嚴(yán)格控制下放速度，并且在下放一定深度后，緩慢上下活動(dòng)管柱，避免造成砂堵；沖砂接單根前，徹底循環(huán)干凈，避免砂粒下沉、堆積造成砂堵。八、特殊井沖砂

小井眼入井液最低排量計(jì)算：套管內(nèi)徑：?76mm，油管外徑?48.26mm：入井泵排量計(jì)算過(guò)程：

Q=vmin（D2-d2）/127=0.154×（762-48.262）÷127=4.18L/s=250.8L/min即：在內(nèi)徑為?76mm的套管內(nèi)，用?48.26mm沖管反循環(huán)沖平均粒徑為0.76mm的石英砂（密度2.65g/cm3）時(shí)，要求小井眼井段沖砂最低排量為250.8L/min。八、特殊井沖砂三、鉆沖砂：油水井在生產(chǎn)過(guò)程中，由于種種原因，造成井內(nèi)沉砂膠結(jié)，或有礫石存在，部分礫石直徑甚至大于油管直徑，致使普通的沖砂方法無(wú)效，而由于措施的需要一定要沖砂的井，可以采用：牙輪鉆頭+螺桿鉆+油管的管柱結(jié)構(gòu)鉆沖砂。

鉆沖砂作業(yè)要求：

1、鉆沖砂的距離不得大于50m。

2、牙輪鉆頭及螺桿鉆，盡量選用小尺寸，一般在5寸半套管內(nèi)選用φ105mm的螺桿鉆，減少?zèng)_砂過(guò)程中卡鉆的危險(xiǎn)。

3、在鉆沖砂的過(guò)程中，加壓5-15KN鉆砂，嚴(yán)格控制下鉆速度，鉆砂時(shí)不斷上下活動(dòng)管柱，避免卡鉆。

4、在鉆沖砂的時(shí)，由于螺桿鉆的原因，只能選擇正循環(huán)沖砂，而由于正循環(huán)沖砂的攜砂能力較弱，而且螺桿鉆外徑較大，所以在沖砂的過(guò)程中下放速度一定要慢，每下放10m一定充分循環(huán)，將井內(nèi)的浮砂清洗出井筒。八、特殊井沖砂

四、負(fù)壓撈砂：負(fù)壓撈砂工藝是利用撈砂管串內(nèi)外的靜液面差在井底產(chǎn)生負(fù)壓而吸砂，是針對(duì)地層壓力系數(shù)低的深井而設(shè)計(jì)的一種經(jīng)濟(jì)、可行的新型撈砂技術(shù)。其設(shè)計(jì)獨(dú)特的吸砂頭可以破碎砂垢，利于充分吸砂。適用條件：井內(nèi)液柱高度不低于1500～2000米的中深井。獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：不對(duì)地層產(chǎn)生附加壓力，因而不污染油層；不受油井溫度、井深的影響；水力撈砂和機(jī)械撈砂相結(jié)合，沖砂效率高；可加壓旋轉(zhuǎn)撈砂工具，破碎砂垢；較普通機(jī)械法撈砂而言，一次撈砂量大；工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。八、特殊井沖砂撈砂管柱結(jié)構(gòu)示圖：1、撈砂泵的結(jié)構(gòu)

由底閥總成、防砂管、泵筒、活塞、活塞桿、頂閥總成等幾大部分組成。2、管柱結(jié)構(gòu)：

底閥+儲(chǔ)砂油管+內(nèi)置式防砂管+抽砂泵+動(dòng)力油管。八、特殊井沖砂

撈砂泵的操作：底閥接觸砂面后，儲(chǔ)砂油管全部重量加在砂面上，指重表懸重為動(dòng)力油管的重量。這時(shí)砂泵活塞處于上止點(diǎn)，砂泵活塞開(kāi)始下行，活塞下行4米的過(guò)程中，指重表懸重穩(wěn)定，其懸重仍為動(dòng)力油管的重量。砂泵活塞行至下止點(diǎn)后，指重表懸重稍有下降，即開(kāi)始上提動(dòng)力油管，動(dòng)力油管上提4米的過(guò)程中，其指重表懸重為動(dòng)力油管的重量，當(dāng)上提至指重表懸重大于動(dòng)力油管懸重時(shí)，說(shuō)明活塞已經(jīng)到了上止點(diǎn)。重復(fù)以上過(guò)程，砂子不斷地被吸入儲(chǔ)砂油管。隨著砂面的下降，動(dòng)力油管也要下降，當(dāng)動(dòng)力油管下行至吊卡接觸到井口上法蘭時(shí)，要另接一根動(dòng)力油管。然后接著抽吸，抽至目前塞面為止。抽完砂后，先后提出動(dòng)力油管、砂泵、儲(chǔ)砂油管、底閥。從而把砂子帶到地面上來(lái)，完成抽砂作業(yè)。

它的工作原理基本上和管式泵的工作原理相同，都是通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)，在泵筒內(nèi)實(shí)現(xiàn)一段真空，使泵筒與套管環(huán)空建立一定的壓差，隨著活塞的上移，壓差增大，泵筒底端的活門(mén)被打開(kāi)，促使井底的液體帶動(dòng)沉砂一起進(jìn)入泵筒。進(jìn)入油管內(nèi)的液體不斷增多，液體到達(dá)一定高度的時(shí)候，壓井液通過(guò)濾網(wǎng)和卸壓孔返排到井筒，而沉砂繼續(xù)停留在油管內(nèi)，撈砂結(jié)束后，井底砂粒靜沉在油管內(nèi)被帶到地面。

八、特殊井沖砂

五、負(fù)壓沖砂

負(fù)壓沖砂是利用某種特殊性能的攜砂液(可由某種氣液混合物組成)，沖砂時(shí)從沖砂管中打入從套管返出，使井底建立低于油層的壓力稱為“負(fù)壓”，在負(fù)壓差作用下，依靠攜砂液沖散井內(nèi)積砂并攜帶出井，達(dá)到?jīng)_砂的目的。八、特殊井沖砂

泡沫負(fù)壓沖砂原理：用壓縮機(jī)和水泥車(chē)將空氣與水(溶解0.5%起泡劑ABS和0.2%穩(wěn)定劑)同時(shí)打入油管內(nèi)形成混氣量為80%左右的均勻泡沫，因泡沫粘度高(0.8Pa·s)、密度小，其攜砂能力強(qiáng)(約是水的10倍)，當(dāng)泡沫液壓至油管鞋處時(shí)便從套管環(huán)空迅速上返，在井底與地層間建立負(fù)壓，依靠泡沫向下的沖擊力和向上攜帶作用，清除井底積砂。施工注意事項(xiàng)：施工時(shí)應(yīng)根據(jù)砂面深度資料配足泡沫液，反排不易釋放壓力，防止油層出砂；若井深漏失嚴(yán)重可采用兩段負(fù)壓沖砂，即先將沖砂管下至井深一半處沖砂，上部舉空后，再繼續(xù)加深油管至砂面進(jìn)行沖砂。建立負(fù)壓值可根據(jù)本地經(jīng)驗(yàn)，一般在0.2～0.5MPa左右。應(yīng)注意：出砂特別嚴(yán)重的井不易負(fù)壓沖砂；對(duì)于堵水井、套管斷裂井可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)使用；措施后減產(chǎn)，或雖然增產(chǎn)但產(chǎn)量下降很快的井優(yōu)先適用。施工程序1、循環(huán)：上提管腳至砂面以上2～3m，先用備好的15－20m3輕質(zhì)脫氣原油替入井內(nèi)，再用沖砂液循環(huán)脫氣，循環(huán)出井內(nèi)稠油進(jìn)大罐，至井筒內(nèi)均為沖砂液，井筒平穩(wěn)后，方可緩慢下放管柱沖砂。2、沖砂：緩慢下放管柱沖砂至整個(gè)單根放完，沖砂時(shí)，排量不小于350L/min，下放速度υ≤0.3m/s，禁止猛放。每沖完一單根后，洗井時(shí)間不得小于15min。3、接單根：接單根必須在2min以內(nèi)完成，接好單根后開(kāi)泵循環(huán)，待