固井滑套新工藝在自203井的應(yīng)用

王純?nèi)?帥春崗 吳海泉

1. 中國石油川慶鉆探工程公司井下作業(yè)公司 2. 中國石油西南油氣田分公司采氣工程研究院

自203井是位于威遠(yuǎn)中奧陶系頂部構(gòu)造南翼志留系龍馬溪組頁巖的一口開發(fā)井。四開采用?215.9 mm鉆頭鉆至4 682 m完鉆，A點(diǎn)垂深2 984 m，B點(diǎn)垂深2 894 m，水平段1 500 m。自203井為上傾井，水平段井斜在93°～95°范圍，鉆進(jìn)時(shí)起下鉆困難。為驗(yàn)證井筒完整性和提高完井時(shí)效，采用延時(shí)壓差固井滑套和投球固井滑套的新工藝。

1 固井滑套選擇

套管固井滑套有4種打開方式，與傳統(tǒng)的裸眼分段壓裂、水力噴射壓裂、射孔壓裂等技術(shù)相比，具有施工壓裂級數(shù)不受限制、管柱內(nèi)全通徑、無須鉆除作業(yè)、利于后期液體返排及后續(xù)工具下入、施工可靠性高等優(yōu)點(diǎn)[1]。固井滑套定點(diǎn)壓裂的產(chǎn)量比傳統(tǒng)多級橋塞射孔聯(lián)作的產(chǎn)量多[2]，并在大牛、蘇里格、東勝等氣田廣泛應(yīng)用于非常規(guī)油氣藏的增產(chǎn)改造[2-7]。破裂盤式的壓差啟動滑套由于絕對壓力設(shè)置和現(xiàn)場施工限制等原因，在威遠(yuǎn)頁巖氣區(qū)塊開啟成功率不足40%，且不能在開啟前進(jìn)行套管完整性試壓30 min的驗(yàn)證。延時(shí)壓差固井滑套可以解決這個(gè)問題，自203井采用延時(shí)壓差固井滑套＋投球固井滑套固井工藝。

2 固井滑套工藝

2.1 固井滑套

1）延時(shí)壓差滑套，由于有延時(shí)功能，達(dá)到開啟壓力后可以繼續(xù)提高壓力進(jìn)行套管試壓，如果試壓過程中有問題可以及時(shí)泄壓整改后再次試壓（表1）[8]。

2）投球滑套（表2）

3）碰壓座及飛鏢膠塞

由于投球滑套內(nèi)徑明顯小于套管內(nèi)徑，常規(guī)的固井膠塞有可能提前開啟投球滑套而形成固井短路循環(huán)，采用配套的飛鏢膠塞和碰壓座（表3）。

4）套管串結(jié)構(gòu)

浮鞋＋套管×5根＋碰壓座＋套管×2根＋延時(shí)壓差滑套＋套管×2根＋延時(shí)壓差滑套＋套管h2根＋投球滑套＋套管×2根＋投球滑套＋套管h2根＋投球滑套＋套管，每根套管加放1只外徑205 mm剛性扶正器。

2.2 配套措施

1）由于套管串剛性增加，下入套管前采用鉆頭＋劃眼扶正器＋鉆鋌＋劃眼扶正器＋鉆鋌＋劃眼扶正器＋鉆鋌＋鉆桿的通井組合措施，剛度系數(shù)匹配法[9-10]，通井鉆具與套管串剛度之比為1.85，大于經(jīng)驗(yàn)值1.5。

2）飛鏢膠塞剛體外徑只有38 mm，而常規(guī)水泥頭的檔銷與內(nèi)腔之間間隙達(dá)50 mm，采用與飛鏢膠塞匹配的非常規(guī)水泥頭。

3）延時(shí)壓差滑套啟動壓力設(shè)計(jì)值為107.25 MPa，考慮誤差因素固井施工控制施工絕對壓力＜95 MPa。為保證飛鏢膠塞達(dá)到碰壓座而碰壓，頂替施工應(yīng)連續(xù)且排量＞0.6 m3/min。

表 1 延時(shí)壓差滑套性能參數(shù)

表 2 投球滑套性能參數(shù)

表3 飛鏢膠塞及碰壓座尺寸

3 應(yīng)用效果

3.1 固井施工

套管串順利下到位，延時(shí)壓差滑套位于井深4 576 m（垂深2900 m）。按照固井設(shè)計(jì)泵注密度為2.2 g/cm3隔離液20 m3，試壓55 MPa，注沖洗液4 m3，密度1.0 g/cm3；注緩凝水泥漿30 m3，密度2.25 g/cm3，快干水泥漿48 m3，密度1.90 g/cm3；替清水48.3 m3，密度1.0 g/cm3，38.5 MPa碰壓至50.5 MPa。施工連續(xù)，控制延時(shí)壓差滑套處絕對壓力＜90 MPa（圖 1）。

圖1 自203井固井施工監(jiān)測曲線

完井時(shí)順利通井至投球滑套上11 m井深處，電測固井質(zhì)量，設(shè)計(jì)封固井段優(yōu)質(zhì)率90.7%。

3.2 完井作業(yè)

一個(gè)月后，套管試壓分別35 MPa，70.5 MPa，78.2 MPa（設(shè)計(jì)延時(shí)壓差滑套開啟壓力），升至94.7 MPa穩(wěn)壓30 Min，驗(yàn)證了井筒的完整性，44 min后延時(shí)壓差滑套開啟（圖2）。分別投球后逐一開啟投球滑套，與設(shè)計(jì)一致。

3.3 延時(shí)壓差滑套在威遠(yuǎn)區(qū)塊的應(yīng)用

在威 204H11-5、 威 204H11-6、 威 204H10-3、威204H10-2等井均采用了一個(gè)延時(shí)壓差滑套，完井時(shí)完成套管試壓后均成功開啟。延時(shí)壓差滑套開啟成功率達(dá)100%，與前期開啟成功率不足40%的破裂盤固井滑套相比，大幅提升了固井滑套開啟的可靠性。

圖2 自203井套管試壓及滑套開啟作業(yè)曲線

4 結(jié)論

1）通井組合、配套水泥頭、控制施工壓力、連續(xù)頂替等固井工藝措施確保自203井固井滑套的固井工藝成功。

2）延時(shí)壓差滑套開啟的可靠性高，且解決了井筒完整性驗(yàn)證問題和提高了完井時(shí)效，可以在頁巖氣推廣使用。