水泥砂漿自動配制工藝設(shè)計及在水防施工中的應(yīng)用

1、水泥砂漿自動配制工藝設(shè)計及在水防施工中的應(yīng)用 【摘 要】隨著勝利油田清河采油廠開采進入中后期，油水井防砂形勢日趨嚴峻，水防（水帶干灰砂人工井壁防砂）作為油田防砂的重要手段之一，水防施工日益增加，而傳統(tǒng)的人工水泥砂漿配制工藝在水防施工中的施工效率低、施工質(zhì)量差等問題，嚴重的制約著油田的后期開發(fā)。通過對設(shè)備合理的綜合利用，將鉆井固井車組的自動配漿功能和壓裂車組的自動混砂功能進行有機的整合，實現(xiàn)了水防施工中水泥砂漿配制的自動化，取得了較好效果。 【關(guān)鍵詞】防砂；水帶干灰砂人工井壁防砂；壓裂車組；固井車組；自動化 0 前言 隨著勝利油田清河采油廠開采進入中后期，清河油區(qū)許多油井面臨地層能量不足的現(xiàn)狀，

2、水井注水驅(qū)油是保證油井正常抽油的主要措施之一，而清河油區(qū)地層礦物膠結(jié)疏松，易出砂，許多水井需要經(jīng)過防砂處理才能正常注水。水泥砂防砂是水井防砂的主要措施之一，2012年清河油區(qū)水防工藝作業(yè)達25井次，且水泥砂防砂施工有日益增加的趨勢。但是傳統(tǒng)的人工水泥砂漿配制工藝在水防施工中的施工效率低、施工質(zhì)量差等問題，嚴重制約著油田的后期開發(fā)，因此要求改進水防施工中水泥砂漿配制工藝的愿望顯得尤為迫切。 1 傳統(tǒng)的人工水泥砂漿配制工藝與缺陷 傳統(tǒng)的水泥砂漿配制工藝，主要是依靠人工在施工前將干水泥和石英砂按重量1：2在地面攪拌均勻，封袋裝好；在施工過程中根據(jù)現(xiàn)場的施工排量，由人工將攪拌好的水泥砂按袋加入到混砂車

3、中，再由混砂車將干水泥、石英砂與清水?dāng)嚢韬貌⒐┙o鉆井固井車（400型水泥車）組，鉆井固井車組將攪拌好的水泥砂漿經(jīng)油管泵入到地層中。圖1為施工流程圖。 在水防施工中：施工排量的穩(wěn)定性；施工的連續(xù)性；水泥砂漿的比重，是確保水防施工成功的關(guān)鍵。作業(yè)中施工液的供給與施工排量主要由現(xiàn)場的施工車輛進行控制，能夠較好的操控；而水泥砂漿的比重則取決于以下兩點：施工前，水泥灰與石英砂攪拌的均勻性；現(xiàn)場施工人員往混砂車混液罐內(nèi)加水泥砂的連續(xù)性和穩(wěn)定性。 人工攪拌水泥砂與加水泥砂在施工中的缺點明顯： 干水泥與石英砂攪拌配比差、均勻性差；人工加入干水泥與石英砂的連續(xù)性差；水泥砂漿比重計量性差、準確度低；人工勞動強度大

4、。這幾種因素往往會導(dǎo)致整個水防施工的施工效率低施工質(zhì)量差，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致整個施工失敗。 2 自動配制水泥砂漿工藝設(shè)計 鉆井固井車組能夠?qū)崿F(xiàn)自動連續(xù)配漿功能，壓裂車（700型水泥車）組可以實現(xiàn)精確加砂的功能，針對兩套車組的特點，將兩種功能進行合理組合設(shè)計自動配制水泥砂漿工藝： （1）用一臺混砂車和一臺下灰車向鉆井固井車供水和干水泥灰； （2）鉆井固井車配置符合設(shè)計要求的水泥漿，同時鉆井固井車將配好的水泥漿供給混砂車； （3）輸砂車向混砂車供砂； （4）混砂車輸出設(shè)計要求的砂量，并將配制好的水泥漿和石英砂在混液罐內(nèi)攪拌均勻，將水泥砂漿供給壓裂車組； （5）壓裂車組將水泥砂漿泵入到地層中，直至施工

5、結(jié)束。 新工藝可以將傳統(tǒng)的人工攪拌水泥灰和石英砂，以及人工將水泥砂加入混砂車混液罐內(nèi)，替換為由鉆井固井車與下灰車配合以及混砂車與輸砂車配合配漿的機械操作。實現(xiàn)由傳統(tǒng)的人工配制轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械自動化配制。圖2為自動工藝施工流程圖。 3 自動配制水泥砂漿工藝的應(yīng)用與改進 2013年5月9日，在l6-x4井進行了第一次新工藝的施工。施工曲線圖如圖3。 施工驗證了自動水泥砂漿配制工藝的可行性，實現(xiàn)了水泥砂漿配制的機械化，水泥漿比重被控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)，滿足施工設(shè)計。但由于混砂車供給出口與砂漿液面之間有10cm-15cm的距離，造成液柱沖擊液面并帶入大量氣體，導(dǎo)致攪拌罐內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，氣泡在施工過程中導(dǎo)致排

6、量不穩(wěn)，造成排量波動大，砂比曲線上下起伏，流量計和油壓傳感器不穩(wěn)，導(dǎo)致各項錄取數(shù)據(jù)也波動較大。 針對新工藝在施工過程中所存在的問題，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，對相應(yīng)的施工設(shè)備進行了改進。加長混砂車排液出口長度，并對出口進行了一個45處理。使供液出口深入到攪拌罐液面以下，避免了水泥漿液柱在沖擊液面的過程中與空氣形成大量氣泡的現(xiàn)象發(fā)生；設(shè)計加灰三通，滿足兩輛下灰車同時向固井車供灰的需要，保證供灰的連續(xù)性，確保施工質(zhì)量。 2013年5月10日，在面4-7-195井進行了第二次新工藝的施工。施工曲線圖如圖4。 圖4 面4-7-195井水防施工曲線圖 通過改進，供水泥漿直接進入攪拌罐液面以下，避免了氣泡的產(chǎn)生，流量計和油壓傳感器不再受到氣泡的干擾，排量、砂比和油壓曲線變得平穩(wěn)。 4 結(jié)論 水泥砂漿自動配制工藝，解決了傳統(tǒng)配漿工藝所存在的施工效率低下、施工質(zhì)量差等問題