张宁（中国石化胜利油田分公司临盘采油厂作业大队）
作者简介：张宁，男，1990年8月出生，工程师，从事油田开发技术工作。
摘要：油水井生产中的出砂问题是影响产量的重要因素，随着油田开发进入后期，地层构造更加复杂，油水井出砂情况也越加多样化；原油采收率降低，使现在的水平井等特殊井渐渐地增多。复杂井况直井和水平井的冲砂一直是困扰井下作业的一个问题。针对不同井况分析总结冲砂工艺，为以后高效、圆满的完成冲砂作业具有重要的意义。
关键词：漏失井；水平井；冲砂方式；冲砂液
0前言
临盘油区内的临盘、商河油田已有40多年的开发历史，临南油田也有十几年的开发历史，油田大部分区块都进入开发的后期，油水井出砂严重不可避免。油水井大量出砂给采油工作带来严重的影响，甚至降低最终的采收率。为了消除油水井出砂的影响，增长油水井生产周期，提高最终采收率，油水井冲砂工艺的分析总结就很有必要，本文对复杂井况井的冲砂工艺作一些探讨。
油水井出砂是石油开发中遇到的重要问题之一，每年要花费大量人力物力进行研究和防治。因为砂害得不到治理，油水井出砂会越来越严重，油气田就不能有效地开发。
1冲砂工艺现状
1.1冲砂简介
冲砂就是指向油水井内高速注入流体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用流体循环上返的携带能力将冲散的砂子带到地面。
1.2冲砂液
冲砂工作首先备好充足的冲砂液，冲砂的工作液也有多种，要根据井下的油、气层物性来选用。
通常采用的冲砂液有油、水、乳化液等。为了防止污染油层，在液中可以加入表面活性剂。一般油井用原油或水做冲砂工作液，水井用清水（或卤水）做冲砂工作液，低压井用汽化液做冲砂工作液。
1.3油水井冲砂
井身结构不同，选择的冲砂方法也不同。一般我们分为直井、定向井、丛式井和水平井。定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的井。丛式井是指在一个井场或平台上，钻出若干口甚至上百口井，各井的井口相距不到数米，各井井底则伸向不同方位。水平井指井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。这些井的冲砂方法虽然不是很多，但是根据不同的井况，选择更加合理的冲砂方法以及采取有利的措施，更能高效、圆满的完成冲砂作业。特别是一些特殊情况井的冲砂问题更多。
2现场实例分析
2.1漏失井冲砂工艺
油水井地层漏失是作业施工中常见的井下复杂情况之一，井漏的产生必须具备三个必要条件：1.对地层存在着正压差，井筒工作液的压力大于地层空隙、裂缝或溶洞中液体的压力（既地层空隙压力），这样才有可能把工作也压入漏失通道；2.地层中存在着漏失通道及较大的足够容纳液体的空间。若地层中不存在任何可以流入外来液体的各种通道如孔隙、裂缝等，那么外来工作液就无法流入地层中。只有当地层中有足够大的容纳液体的空间时，才有可能构成一定数量的漏失。3.通道的开口尺寸应大于外来工作液中固相的粒径。
2.2水平井冲砂工艺
随着油田开发技术水平的不断发展，水平井技术已经在各个油田广泛应用，成为石油天然气开采过程新技术之一。临盘油田的水平井也越来越多，给油田产量带来了可观的效益。目前水平井开采过程中最容易出现的问题就是井内砂堵，结构被卡造成停产，严重影响水平井的正常生产。所以要针对水平井出砂问题，及时处理。水平井冲砂问题就成为了作业的重点工艺。很好的掌握水平井冲砂工艺，在节约人力物力的情况下完美的完成作业要求。传统的冲砂工艺虽然能满足直井、定向井的要求，但难以满足水平井水平井段的冲砂要求。
2.2.1水平井SHS4-P1井冲砂工艺
分析商河区块SHS4-P1井，在2012年8月上作业检泵。根据探砂面得到的砂柱高度，如果全部冲出其体积仅有40L。但是冲砂结束后返出地层砂达到了500L。这充分的说明了水平井冲砂的复杂性，其探砂面甚至都直接探不到。针对这种情况，选择在本井造斜点附近就开始冲砂，最后完成冲砂作业。
为利于冲洗液将砂携走，需采用有效措施确保砂和杂质处于悬浮状态。首先我们想到的是控制冲砂液在井内的流速，液流在井内的速度则靠冲砂泵的排量来控制。通过查阅相关资料文献得出同一粒径的砂粒，井筒倾斜60度左右时要求的临界携砂速度最大。对于水平井来说，保证垂直井筒携砂的临界流速并不能保证其他井斜角度时冲砂成功。所以，需要选取最大的临界速度作为整个冲砂过程的临界速度。
根据起出原井管柱中尾管沉砂取样，测得该井的出砂颗粒外径：0.6-0.8mm之间，那么就选取平均颗粒外径为1.04的携砂速度为本井的冲砂液速度，平均粒径大小为1.04mm颗粒的60度携砂速度：Vmin=0.677m/s
油套环空面积：A=3.14×（124.26×124.26-73×73）/4=7937.6mm2
最小排量Qmin=3600×0.0079376×0.677=19.35m3/h=323L/min
因此该井出口排量至少为323L/min才能将井底砂冲至地面。实际施工中，考虑井漏失的影响，泵排量还要大于323L/min。
该井在开始接单根继续冲砂时，泵排量为300L/min，小于上面计算的最小排量，导致井内砂粒不能跟随携砂液带出地面，出现上提管柱卡、换单根后冲砂砂面有上升现象。当泵排量达到400L/min后则完成了冲砂施工。
2.2.2水平井普通油管旋流连续冲砂工艺
针对水平井冲砂存在的上述问题，查询相关文献，发现旋流连续冲砂工艺技术能有效地解决目前油田冲砂作业施工中存在的易砂卡、污染环境等问题，同时能解决水平井冲砂存在的问题。反循环旋流连续冲砂效率高，使冲砂液全部排入储液池，便于回收，同时能改善工人工作条件。
旋流连续冲砂工艺技术是利用普通油管实现水平井反循环旋流连续冲砂的，在接单根过程中不停泵，防止砂粒下沉和砂卡管柱事故的发生，同时能保护井场环境，改善工人工作条件。水平井普通油管反循环旋流连续冲砂工艺管柱见图1。