射流泵負(fù)壓抽砂技術(shù)行業(yè)優(yōu)選課件

1、射流泵負(fù)壓抽砂技術(shù)新疆烏魯木齊 負(fù)壓沖砂技術(shù)背景 常規(guī)沖砂技術(shù)問(wèn)題 射流泵抽砂原理 國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況 射流泵負(fù)壓抽砂計(jì)算 射流泵負(fù)壓抽砂工具 氣舉反循環(huán)鉆井參數(shù) 結(jié)論與認(rèn)識(shí) 負(fù)壓沖砂技術(shù)背景油井檢泵沖砂不返是造成檢泵周期短、作業(yè)返工的主要原因之一，大量地層砂沖入近井地帶，生產(chǎn)時(shí)重新進(jìn)入井內(nèi)，隨液流進(jìn)入泵內(nèi)卡泵。又由于套變致使不能撈砂，這類(lèi)井的井筒清砂是維持生產(chǎn)的主要問(wèn)題。近幾年，水平井采油技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，但是普通沖砂工藝在出砂水平井中應(yīng)用存在水平段沖砂困難的問(wèn)題，水平井常因水平段沉砂沖不出來(lái)造成頻繁砂埋油層，不能正常生產(chǎn)，阻礙了水平井采油技術(shù)在出砂區(qū)塊的應(yīng)用。針對(duì)這些問(wèn)題，研究應(yīng)用水力噴射泵

2、負(fù)壓沖砂技術(shù)，取得較好的沖砂效果。普通沖砂即是將沖砂管柱下到砂面位置，利用地面泵車(chē)將高速?zèng)_砂液輸入到井底，沖砂筆尖與高速液流將沉砂攪起并沖散，通過(guò)返出的液流將泥砂帶出到地面，從而將油層射孔部分清洗干凈，恢復(fù)油井的正常生產(chǎn)。然而，油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，地層漏失嚴(yán)重，大部分井沖砂不返，沖砂液直接進(jìn)入地層，并把沉砂帶入地層，使之成為沖不凈的流砂，造成砂埋、砂卡等事故頻繁出現(xiàn)。常規(guī)沖砂技術(shù)問(wèn)題射流泵抽砂原理來(lái)自地面動(dòng)力泵的高壓沖砂液沿同心管環(huán)空下行，越過(guò)射流泵橋式筒，進(jìn)入高壓腔；少部分沖砂液由攪砂噴嘴噴出，沖擊井底，攪動(dòng)沉砂后，上返到橋式筒入口；大部分沖砂液由抽砂噴嘴噴出，由于射流速度高，使射流周?chē)鷫毫?/p>

3、降低，形成負(fù)壓區(qū)，將攪砂噴嘴攪起的沉砂與高速?lài)姵龅某樯耙阂黄鹞牒砉埽谏淞鲾y帶下進(jìn)入擴(kuò)壓管，速度降低，壓力升高到射流泵排出壓力，混合后的攜砂液沿同心管內(nèi)管返回地面。隨著射流泵的逐漸下放，完成負(fù)壓抽砂作業(yè)。同心內(nèi)管同心外管射流泵套管沖砂液攜砂液混砂液動(dòng)力液攪砂液地層砂射流泵抽砂原理來(lái)自地面動(dòng)力泵的高壓沖砂液由動(dòng)力液管下行，越過(guò)橋式筒，進(jìn)入高壓腔，分為2 路。30%的高壓沖砂液由攪砂噴嘴噴出，沖擊井底，攪動(dòng)沉砂后，上返到橋式筒的入口；70%的高壓沖砂液由噴射嘴高速?lài)姵?。由于液流速度高，使液柱周?chē)鷫毫档?，形成?fù)壓區(qū)。在井底壓力與負(fù)壓區(qū)之間的壓差作用下，將攪砂噴嘴攪起的沉砂與工作過(guò)的廢動(dòng)力液一起吸

4、入擴(kuò)壓器喉管，在高速射流的攜帶下進(jìn)入擴(kuò)壓器，速度降低，壓力升高到噴射泵應(yīng)有的排出壓力?；旌虾蟮臄y砂液沿沖砂管返回地面，隨著沖砂器的逐漸下放，完成整個(gè)沖砂工作。射流泵抽砂原理國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況射流泵負(fù)壓抽砂技術(shù)最早是由BJ Services開(kāi)發(fā)出來(lái)的，但其實(shí)現(xiàn)主要依托同心連續(xù)油管來(lái)實(shí)現(xiàn)。用于加拿大阿爾伯塔省與委內(nèi)瑞拉稠油水平井。BJ Services國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況BJ Services國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況BJ Services國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況BJ Services國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況Titan Services國(guó)外技術(shù)發(fā)展情況Titan Services 射流泵負(fù)壓抽砂計(jì)算要使射流泵負(fù)壓工作區(qū)壓力保持穩(wěn)

5、定，就要求油井內(nèi)的動(dòng)液面保持不變。為實(shí)現(xiàn)這一要求，就要求攪砂噴嘴噴出的液體量約等于射流泵的吸入量?？紤]到高壓射流泵的容積效率最高為42%，忽略其他因素的影響， 射流泵的有效吸液量為工作流量的42%。通過(guò)攪砂噴嘴流量QW與通過(guò)抽砂噴嘴流量QS關(guān)系為QW/QS=0.42，根據(jù)QW=kWAWDpW、 QS=kSASDpS(kW、kS分別為攪砂噴嘴與抽砂噴嘴流量系數(shù)，對(duì)同一種工作液及同一流道類(lèi)型的噴嘴而言，kW=kS ；DpW、DpS分別為攪砂噴嘴與抽砂噴嘴壓降，因兩個(gè)噴嘴從同一個(gè)高壓腔供液，DpWDpS)可得AW/AS=0.42，即DW/DS=0.65。沖砂液排量分配攪砂噴嘴抽砂噴嘴 射流泵負(fù)壓抽砂

6、計(jì)算射流泵負(fù)壓抽砂能力取決于抽砂噴嘴與喉管過(guò)流面積之比。AS為高壓噴嘴過(guò)流面積，AT為喉管過(guò)流面積，常取AS/ AT=0.170.4。取值接近上限時(shí)，噴射液柱四周的供液環(huán)形面積相對(duì)較小，導(dǎo)致吸液流量較小，使其成為一個(gè)壓頭相對(duì)較高，排量相對(duì)較低的射流泵。這種射流泵適應(yīng)于深井抽砂。如果用這種泵在淺井中使用，雖然流量會(huì)增大，但過(guò)大的流量使流速太高，水力損失太大，效率極低。取值接近下限時(shí)，噴射液柱四周的供液環(huán)形面積相對(duì)較大，導(dǎo)致吸液流量較大，而產(chǎn)生的壓頭較低。這種泵適用于淺井抽砂。如果這種泵在深井中使用，雖然壓頭會(huì)增大，但較大的環(huán)形面積使大量的低速液體與高速動(dòng)力液之間產(chǎn)生較高的湍流損失，射流泵效率極低

7、。因此， AS/ AT 為井深函數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算同一般采油射流泵。負(fù)壓抽砂能力 射流泵負(fù)壓抽砂計(jì)算根據(jù)地面試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，保證將砂粒帶至地面的水力條件nt2nd，nt為抽砂液返回地面的上升速度；nd 為砂粒在靜止沖砂液中的自由下沉速度。由上式可得，保證砂粒返回地面的最小速度nmin=2nd，沖砂時(shí)所需的最低流量Qmin=AFnmin，AF為沖砂液上返的過(guò)流面積。由Qmin=AFnmin 可計(jì)算所需地面泵的最小流量，或在已知地面泵最大流量的情況下合理選擇沖砂管的尺寸。砂粒從井底上升到地面所需要時(shí)間t = H/(nt-nd)，H 為沖砂深度。用t與實(shí)際返回時(shí)間作比較，可間接地檢測(cè)井下射流泵的工作情況、

8、沖砂效果及沖砂液的粘度是否合適。抽砂液排量 射流泵負(fù)壓抽砂工具 同心油管 同心水龍頭 射流抽砂泵 射流泵負(fù)壓抽砂工具 射流泵負(fù)壓抽砂工具 射流泵負(fù)壓抽砂工具 射流泵負(fù)壓抽砂工具 射流泵負(fù)壓抽砂工具 射流泵抽砂技術(shù)應(yīng)用 射流泵抽砂技術(shù)參數(shù)射流泵負(fù)壓沖砂技術(shù)能夠達(dá)到負(fù)壓清砂的目的,但仍然存在不足,應(yīng)進(jìn)一步完善。1) 研制或引進(jìn)同心連續(xù)油管，將該工藝與連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)相結(jié)合,更能夠保證效果。2) 減小攪砂噴嘴直徑，減少管柱漏失量，同時(shí)加大抽砂噴嘴尺寸，降低驅(qū)動(dòng)壓力，增加攜砂能力。結(jié)論與認(rèn)識(shí)匯報(bào)內(nèi)容第一部分、壓裂工藝技術(shù)工作匯報(bào)第二部分、稠油水平井沖砂工藝技術(shù)匯報(bào) 第三部分、帶壓作業(yè)技術(shù)匯報(bào)愛(ài)國(guó)、創(chuàng)業(yè)

9、、求實(shí)、奉獻(xiàn)目 錄稠油水平井沖砂開(kāi)展情況3稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀31沖砂成效、存在問(wèn)題及建議34施工工藝簡(jiǎn)介321.稠油水平井概況 水平井技術(shù)取得的重大成果，使之成為提高單井產(chǎn)量的重要手段。截止2010年10月新疆油田水平井?dāng)?shù)已累計(jì)達(dá)835口，其中淺層稠油水平井?dāng)?shù)達(dá)627口，占75.1%。 新疆油田稠油水平井油藏埋藏淺，一般埋深為120-600m，地層欠壓實(shí)，地層膠結(jié)疏松，導(dǎo)致油層出砂。直接影響油井的原油產(chǎn)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成砂埋油層或井下工具,導(dǎo)致油井停產(chǎn)和砂卡事故。沖砂時(shí)沖砂液漏失造成油層污染、積液返排時(shí)間延長(zhǎng)，復(fù)產(chǎn)周期長(zhǎng)。 一、稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀2.稠油水平井沖砂難點(diǎn)由于

10、水平井自身軌跡的特殊性，常規(guī)水力沖砂工藝在水平井內(nèi)使用存在以下難題：水平段沖散的砂粒易反復(fù)在低邊形成砂床，難以清理干凈徹底，導(dǎo)致重復(fù)沖砂；環(huán)空間隙大，停泵加單根，砂?；芈湟咨翱?；產(chǎn)液量較大，地層虧空較嚴(yán)重，加之地層壓力低，導(dǎo)致沖砂液漏失嚴(yán)重。井筒中的砂易進(jìn)入地層，在進(jìn)行蒸汽吞吐時(shí)，砂會(huì)再次返出造成水平段砂埋，造成反復(fù)沖砂。一、稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀 漏失嚴(yán)重的井甚至無(wú)法建立正常循環(huán)，導(dǎo)致沖砂作業(yè)失敗。 由于稠油與細(xì)粉砂膠結(jié)，在高溫高壓作用下，砂床比較硬，造成沖砂時(shí)原油與砂粒很難脫開(kāi)。 因此淺層稠油水平井的出砂已成為新疆油田淺層稠油水平井生產(chǎn)的瓶頸。一、稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀一、

11、稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀 3.稠油水平井沖砂技術(shù)現(xiàn)狀 國(guó)外稠油水平井沖砂普遍采用連續(xù)油管沖砂方式。井下作業(yè)公司使用的連續(xù)油管依賴(lài)進(jìn)口，目前所擁有的連續(xù)油管設(shè)備不能滿(mǎn)足水平井沖砂工作量的需求。針對(duì)稠油水平井沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀，我們開(kāi)展了同心管負(fù)壓沖砂、氮?dú)馀菽瓫_砂工藝技術(shù)的應(yīng)用。愛(ài)國(guó)、創(chuàng)業(yè)、求實(shí)、奉獻(xiàn)目 錄稠油水平井沖砂開(kāi)展情況3稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀31沖砂成效、存在問(wèn)題及建議34施工工藝簡(jiǎn)介321.同心管射流泵負(fù)壓沖砂工藝工藝優(yōu)點(diǎn)：沖砂液的返速快且呈紊流態(tài)，攜砂懸砂能力強(qiáng)； 水眼噴射出的高速水流既能破碎砂床，又能清洗篩管周?chē)某辽?；能在井底產(chǎn)生負(fù)壓，達(dá)到近井解堵作用；采用同心管環(huán)空

12、進(jìn)液、內(nèi)管返液，避免了砂卡沖砂管柱。沖砂介質(zhì)使用脫油污水即可，價(jià)格低廉取材方便，經(jīng)沉砂處理后可循環(huán)使用。二、施工工藝簡(jiǎn)介同心管負(fù)壓沖砂工藝流程圖二、施工工藝簡(jiǎn)介2.水平井氮?dú)馀菽瓫_砂工藝工藝優(yōu)點(diǎn)：密度低且方便調(diào)節(jié)，作為入井液便于控制井底壓力，減少漏失和污染；粘度高，低摩阻，懸砂攜砂能力強(qiáng)；泡沫產(chǎn)生負(fù)壓可誘導(dǎo)近井地帶污染物外排解堵；壓縮系數(shù)大，助排性能好，負(fù)壓產(chǎn)生泡排效應(yīng)能有效排出井內(nèi)積液并誘導(dǎo)油流；低濾失性，對(duì)產(chǎn)層傷害?。环琅蛐阅芎?。沖砂管柱簡(jiǎn)單，使用普通油管及沖砂頭即可。 二、施工工藝簡(jiǎn)介氮?dú)馀菽瓫_砂工藝流程圖二、施工工藝簡(jiǎn)介二、施工工藝簡(jiǎn)介泡沫發(fā)生器全套設(shè)備由泡沫發(fā)生系統(tǒng)、供藥系統(tǒng)、儀表測(cè)

13、控系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、橇裝式箱體總成及輔助裝置組成。二、施工工藝簡(jiǎn)介 該控制系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要具有以下功能：顯示現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況 可對(duì)泡沫出口壓力、泡沫密度、泡沫流量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可進(jìn)行超壓報(bào)警、密度超標(biāo)報(bào)警或漏失報(bào)警等。報(bào)警信號(hào)可用聲光訊號(hào)；實(shí)時(shí)顯示關(guān)鍵參數(shù)動(dòng)態(tài)變化曲線 可以實(shí)時(shí)繪制泡沫出口密度、泡沫出口壓力、泡沫出口流量等參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化曲線，為現(xiàn)場(chǎng)工藝人員提供決策參考。自動(dòng)記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)同心管沖砂工藝與氮?dú)馀菽瓫_砂工藝比較：同心管沖砂工藝需借助特殊結(jié)構(gòu)的管柱及沖砂工具達(dá)到井底負(fù)壓實(shí)現(xiàn)沖砂目的；而氮?dú)馀菽瓫_砂工藝是靠地面調(diào)節(jié)泡液比，使用低密度的泡沫液降低液柱壓力來(lái)達(dá)到井底負(fù)壓

14、，利用常規(guī)管柱及工具建立循環(huán)通道，實(shí)現(xiàn)井內(nèi)循環(huán)的。 同心管沖砂工藝使用的沖砂介質(zhì)經(jīng)過(guò)三級(jí)沉砂過(guò)濾后可循環(huán)使用，而氮?dú)馀菽瓫_砂工藝使用的泡沫液暫時(shí)無(wú)法重復(fù)使用。二、施工工藝簡(jiǎn)介愛(ài)國(guó)、創(chuàng)業(yè)、求實(shí)、奉獻(xiàn)目 錄稠油水平井沖砂開(kāi)展情況3稠油水平井概況、沖砂難點(diǎn)、現(xiàn)狀31沖砂成效、存在問(wèn)題及建議34施工工藝簡(jiǎn)介32 2008年在淺層稠油水平井上使用同心管負(fù)壓射流泵沖砂工藝進(jìn)行沖砂，2010年開(kāi)發(fā)了氮?dú)馀菽骄疀_砂工藝，使用2種沖砂工藝?yán)塾?jì)完成56井次作業(yè)。三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況 不同區(qū)塊開(kāi)展稠油水平井沖砂情況三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況 同心管沖砂工藝開(kāi)展情況： 自20

15、08年以來(lái)采用同心管沖砂38井次，有4井次出現(xiàn)重復(fù)沖砂現(xiàn)象（見(jiàn)下表），同心管沖砂施工周期約10天（不出現(xiàn)主副管打撈前提）。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中地層壓力變化，不再是原始地層壓力，由于地層壓力無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，導(dǎo)致在沖砂過(guò)程中需要根據(jù)井內(nèi)循環(huán)情況提出沖砂管柱更換射流泵水嘴，頻繁更換水嘴影響了生產(chǎn)進(jìn)度。井號(hào)初次沖砂時(shí)間二次沖砂時(shí)間間隔周期（d）FHW120062009.5.7-5.172010.11.11-11.25540FHW120272009.7.7-7.152010.5.8-5.18300FHW130682009.7.16-7.292010.9.15-9.26430FHW130572009.11.11-1

16、2.32010.9.2-9.13300三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況 泡沫沖砂工藝開(kāi)展情況： 2010年用水平井泡沫沖砂工藝施工18井次（含連續(xù)油管泡沫沖砂1井次），由于復(fù)產(chǎn)周期不長(zhǎng)，沖砂有效周期還需觀察。水平井氮?dú)馀菽瓫_砂既可采用普通油管，又可使用連續(xù)油管。采用連續(xù)油管可實(shí)現(xiàn)帶壓連續(xù)沖砂，效率高，每小時(shí)可沖砂60m。 由于沒(méi)有泡沫發(fā)生測(cè)控裝置，無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)沖砂過(guò)程中，不同溫度壓力下管內(nèi)、環(huán)空、地面管匯中泡沫液密度、泡沫質(zhì)量數(shù)據(jù)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整施工參數(shù)及施工泡沫液用量。通過(guò)優(yōu)選沖砂管柱組合、沖砂參數(shù)后，泡沫液用量每井次由90m3減少到45m3。 水平井沖砂進(jìn)一步完善,是稠油水平井開(kāi)采技術(shù)的

17、一大進(jìn)步。通過(guò)該技術(shù)手段使一批躺井恢復(fù)了正常生產(chǎn)，滿(mǎn)足了目前水平井井筒清砂需求。三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況序號(hào)井 號(hào)修前產(chǎn)量修后產(chǎn)油量(t/d)1FHW12027無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井11.12FHW12031無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井73FHW13040無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井5.94FHW12032無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井5.55FHW13058無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井3.46FHW12007無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井2.87FHW12013無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井12.98FHW12012無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井7.49FHW12008無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井9.8同心管負(fù)壓沖砂效果統(tǒng)計(jì)三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況序號(hào)井 號(hào)修前產(chǎn)量修后產(chǎn)油

18、量(t/d)10FHW12011無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井8.611FHW12010無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井14.612FHW13057無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井3.813FHW12003無(wú)法注汽，長(zhǎng)期關(guān)井4.8同心管負(fù)壓沖砂效果統(tǒng)計(jì)（續(xù)）序號(hào)井號(hào)上修前上修后至2011.2.16日累積增 T增油天數(shù)d含水下降備注含水日產(chǎn)液量 T日產(chǎn)油量 T含水日產(chǎn)液量 T日產(chǎn)油量 T1hqHW8205070.4518.115.35 76.2421.145.02 -59.52186.00 5.79上修前汽竄2hqHW8204778.5218.43.95 64.45 15.435.49 220.76144.00 14.07 三、稠油水

19、平井沖砂的開(kāi)展情況氮?dú)馀菽瓫_砂效果統(tǒng)計(jì)三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況序號(hào)井號(hào)上修前平均上修后平均至2月16日累積增油（T）增油天數(shù)含水下降（）備注含水（）日產(chǎn)液量（T）日產(chǎn)油量（T）含水（）日產(chǎn)液量（T）日產(chǎn)油量（T）1hqHW8403961.87 9.55 3.64 69.04 21.84 6.76 436.83 140.00 -7.17 2hqHW8203650.05 9.17 4.58 61.37 12.87 4.97 53.60 137.00 -11.32 3hqHW8204844.10 24.55 13.72 67.44 15.53 5.06 -1326.03 153.00 -23.3

20、4 上修后一個(gè)月，含水突增至100%4hqHW8404568.34 14.31 4.53 67.77 11.64 3.75 -112.17 144.00 0.57 5hqHW8403669.66 3.62 1.10 43.39 10.20 5.77 327.31 70.00 26.27 6hqHW8203055.16 3.98 1.78 71.89 11.35 3.19 174.33 124.00 -16.73 氮?dú)馀菽瓫_砂效果統(tǒng)計(jì)（續(xù)）三、稠油水平井沖砂的開(kāi)展情況序號(hào)井號(hào)上修前平均上修后平均至2月16日累積增油（T）增油天數(shù)含水下降（）備注含水（）日產(chǎn)液量（T）日產(chǎn)油量（T）含水（）日產(chǎn)液量

21、（T）日產(chǎn)油量（T）7hqHW8201925.66 3.52 2.62 17.71 4.29 3.53 103.22 113.00 7.95 8hqHW8400432.38 1.05 0.71 56.36 9.16 4.00 332.03 101.00 -23.98 9hqHW8206379.87 13.21 2.66 58.75 8.04 3.32 63.76 97.00 21.12 10hqHW8400266.80 2.66 0.88 43.99 6.14 3.44 230.03 90.00 22.81 11hqHW8201071.08 1.54 0.45 48.68 2.49 1.28 78.26 94.00 22.40 12hqHW8202024.00 1.91 1.45 45.89 2.48 1.34 -10.97 100.00 -21.89 1