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1、机械捞砂技术机械捞砂技术张永红 李玉奎 葛东 （中原油田井下特种作业处，河南 濮阳 457061）摘摘 要要 煤层气井压裂投产后，地层出砂而砂埋产层导致生产中断。根据煤层气 井的低压特点，提出了通过机械捞砂来清砂的技术。文中介绍了油管捞砂和绳索捞砂， 该捞砂技术能有效清除井底沉砂，不产生储层污染和地面污染，省时高效，得到了现 场验证，建议在煤层气井推广应用。 关键词关键词 煤层气煤层气 捞砂泵捞砂泵 油管捞砂油管捞砂 绳索捞砂绳索捞砂 操作操作 应用应用Mechanical fishing sand technologyZHANG Yong-Hong, LI Yu-Kui, GE Dong (
2、Downhole Special Service Company, Zhongyuan Oilfield, Puyang, Henan 457061,China) Abstract: After the coal bed gas well furacturinged and put into production, the sand production can bury the gas pay, the gas production will interrupt. According to the low pressure characteristic of the coal bed gas
3、 well, put forward the sand removal technology by mechanical fishing sand. This paper presents the fishing sand by tubing carrier, and by steel line carrier, this technology is able to remove in effect the sand of the bottom of the well, and dont bring pollution to reservoir and to ground, and save
4、operation time, and give good effect, It has been validated by location, advise popularization and application. Key words: coal bed gas, sand pump, sand fishing by tubing carrier, sand fishing by line carrier, handle, application.1.1.概述概述煤层气井压力低、渗透率低，煤层气吸附在煤层上，需要经过水力加砂压裂措施来达到商业开采目的。压裂后，随着生产时间的延长，煤层气
5、井出砂增多，甚至出现煤层砂埋、生产管柱砂卡等故障，给生产及现场作业施工带来了很多困难。为解决这一问题，以往经常采用的措施是进行循环冲砂作业。因为煤层渗透率高，地层压力极低，冲砂液体漏失严重，返出量远少于进入量，不仅严重污染地层，而且增大了排液采气的困难，冲砂的收益很低。针对这些情况，为了满足煤层气现场生产的需要，结合低压油气田井下作业情况，采用绳索捞砂和油管捞砂技术，既能有效地排除井筒内的砂子，恢复煤层气的正常生产，又避免了对井的污染，还极大地降低了作业的直接费用。绳索捞砂和油管捞砂都是利用捞砂泵下井，接触砂面后，通过上提下放活塞达到将套管内砂粒吸入泵储砂筒内带出地面，从而实现排净井筒沉砂的目
6、的。两种捞砂泵工作原理和结构基本相同，只是传动方式和泵的具体结构不同而已，二者都能很好地捞砂，具体选择那种方法要根据现场条件和井下情况决定。通过现场的实际应用，证明该工具具有结构简单、造价低廉、安全性能可靠、捞砂效率高、砂面计量准确等优点，而且无需使用洗井液和泥浆泵，从而减少了对地层和地面环境的污染，具有较高的实用价值。2.2.捞砂泵结构和工作原理捞砂泵结构和工作原理捞砂泵由上接头、活塞拉杆、挡盖、挡盖、挡环、活塞、工作筒、单流阀、捞砂齿等几部分组成，其中砂筒在绳索捞砂泵中兼作工作筒，在油管捞砂泵中砂筒和工作筒是分开的。当捞砂泵下行时，捞砂泵示意图捞砂泵示意图捞砂齿插进砂面，活塞在自重及加重杆
7、和惯性力的推动下相对工作筒下行，单流阀关闭，活塞与单流阀之间的液体从活塞内部的单向通道中移到活塞上部的泵筒中，当活塞拉杆上接头与挡盖接触时停止下行。在外力的作用下，活塞快速上行，活塞下部工作筒形成负压，单流阀打开，套管内砂粒在泵外液柱压力作用下随液体迅速进入下部工作筒内，同时工作筒在重力作用下下移，使捞砂齿始终接触并吃入砂面，直到活塞档环与挡盖接触时为止，完成一个冲程。反复上提下放活塞，即可使套管挡环挡环工作筒工作筒内砂子随液体不断进入单流阀之上的工作筒内，直至砂子基本充满下部工作筒，再从井中起出充满砂子的捞砂泵，在地面上从工作筒下部卸开单流阀，倒掉砂子即完成一次捞砂过程。3.3.油管捞砂油管
8、捞砂油管捞砂是利用油管传输捞砂泵下井，接触砂面后，通过上提下放油管，达到将套管内砂粒不断吸入泵下作为砂筒的油管柱中并带出地面，从而起到捞砂作用。活塞一般用钢骨架四棱抽子代替，抽子的级数一般为一到三级为宜。油管的具体尺寸可根据井身结构和现场条件选择，作为砂筒的油管根数可依据所需捞砂量来确定，但以不超过根为宜。活塞拉杆上接的第一根油管应开有旁通孔，在捞砂和起钻时起到漏失管内液体的作用，以减轻管柱重量，减少地面污染。当井下砂塞较硬时，可采用配套的六棱活塞拉杆和挡盖，以便在地面旋转管柱钻散砂面，为捞砂打好基础。4.4.绳索捞砂绳索捞砂绳索捞砂是利用钢丝绳下入捞砂泵，通过钢丝绳上提下放捞砂泵将井底沉砂吸
9、入砂筒，将捞砂泵起出井筒，倒出砂子。绳索捞砂工作筒的外径尺寸应比生产套管内径至少小 6-8 毫米，在直径为 139.7 毫米的生产套管中，可采用直径为 101.6 毫米的旧套管加工捞砂工作筒，考虑到作业井架高度，其长度以不超过 9 米为宜。活塞拉杆一般用抽汲加重杆加工而成，长度为 4 米左右，其上接头和钢丝绳抽汲绳帽连接。捞砂泵筒上部接一根 3 米的直径为 73 毫米的油管短节，既可以起扶正拉杆的作用，又可起到加重泵筒的作用。5.5.捞砂操作过程中注意事项：捞砂操作过程中注意事项：1.捞砂前要通井，以避免卡钻。2.捞砂泵下部接触到砂面前的悬重要提前记录好，一旦开始捞砂，就要连续进行，不要让捞砂
10、筒在井底停留时间过长。3.平稳、匀速，注意负荷变化，尽量不要使捞砂齿离开砂面过多，使捞砂齿一直接触砂面最佳。4.注意上提速度控制，如过慢则抽子抽力不足，影响捞砂效率，过快则将可能损坏抽杆或活塞胶皮，大致本次捞砂过早间断。5.砂面下降超过 8m 时，一般要将捞砂泵上提 9m 后再慢慢下放，以防止在大直径套管内形成砂洞，坍塌后埋住工作筒。6.绳索捞砂时，下放速度不能过快，以防钢丝绳在井下打扭。每提捞 2-3 次之后，必须检查一次绳帽、拉杆、活塞有否松动和损坏现象，防止发生掉落事故。6.6.现场应用现场应用近几年来，我们在中原油田、苏丹黑格里油田、淮北煤层气二十多口井，采用了上述保护地层的捞砂技术，
11、均捞砂成功，达到了施工目的，部分捞砂井统计结果见下表。由该表可以看出，平均单井清砂时间节约46 小时，单井节约特种车辆费用 6508 元，实现了了优质高效作业的目的。部分捞砂井统计表：部分捞砂井统计表：井号捞砂深度（m）捞砂用时（h）捞出砂量（m3）较其它工艺节约用时（h）节约特车费用（元）Ba-7198314.50.57385200Ba-141760180.81598600文 242450160.53354800部 5323419.50.68458160789220.75535780平均值1831.2180.6684665087.7.认识与建议：认识与建议：1.捞砂技术适用于低压高渗透煤层气的清砂作业。2.捞砂技术可避免冲砂液进入地层，不对地层产生污染伤害，保证了煤层气的畅通生产。3.捞砂产生的抽汲作用可有效清除近井地带的煤灰和其他污染物的堵塞。4.与以往常用的其他清砂技术相比，捞砂技术成功率高，一般不会发生砂卡事故，可大大提高生产作业时效，不发生特种车辆费用，综合效益高，是一种方便快捷、安全高效、保护储层的无污染清砂技术。参考文献吴志义.修井工程.石油工业出版社，1991.3.作者简介: 张永红，男，工程师，1989 年毕业于中原石油学校钻井专业，一直从事井下作业技术工作。
