水平井修井技術(shù)探索

劉德利

（遼河油田興隆臺(tái)工程技術(shù)處，遼寧 盤錦 124010）

水平井鉆井技術(shù)，是油氣田高效開發(fā)的一項(xiàng)重要技術(shù)，起源于上個(gè)世紀(jì)的三十年，是當(dāng)今石油工業(yè)最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展于八十年代，特別是在八十年代后期，隨著鉆井技術(shù)水平的不斷提高，和油氣田開采進(jìn)入后期，為了提高單井產(chǎn)量，降低開發(fā)生產(chǎn)成本，水平井的應(yīng)用越來越廣泛。水平井技術(shù)更加廣泛的用于，開發(fā)各種油氣藏，我國早在六十年代，全球每年鉆各類水平井在2000口以上。我國在四川碳酸鹽巖中，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，嘗試打成了磨，未取得應(yīng)有的效益，3井和巴24井兩口水平井。到1988年，石油水平井發(fā)展迅速，開發(fā)技術(shù)又重新興起。近年來，中主要以遼河、塔里木、翼東為代表，截止2007，累計(jì)水平井387口，累計(jì)原油生產(chǎn)能力125.5×104T。目前，水平井開井?dāng)?shù)、日產(chǎn)油和當(dāng)年產(chǎn)油分別占總量的2%、14.2%和10%。西南油氣田水平井，工藝發(fā)展相對較緩。

1 水平井修井現(xiàn)狀

1.1 難點(diǎn)

水平段，斜井段管柱貼近井壁低邊，加之流體流動(dòng)方向，受鐘擺力和磨擦力影響，與重力方向不一致和接單根，作業(yè)管柱容易被卡。小井眼水平井修井難度大，井內(nèi)臟物如砂粒等容易形成砂床，風(fēng)險(xiǎn)大。與直井相比，水平井因?yàn)榫斫Y(jié)構(gòu)的特殊性，水平井修井難度大，受井眼軌跡限制，工程風(fēng)險(xiǎn)大。直井常規(guī)井下工具，斜井段，管柱難以滿足水平井修井要求。水平井摩阻大，水平段常規(guī)可退式打撈工具，不能正常工作，拉力、扭矩和鉆壓傳遞損失大，遇卡不易退出落魚。解卡打撈困難。打撈作業(yè)，魚頭引入和修整困難。套、磨、鉆工藝難度大，套管保護(hù)難度大。套管磨損問題突出，倒扣作業(yè)中和點(diǎn)掌握不準(zhǔn)。設(shè)計(jì)的修井液，還要減少漏失保護(hù)油氣層。這對低壓中和特別是異常低壓井，除了保證減少鉆具摩阻和具有較好的攜砂能力，防漏及油氣層保護(hù)問題難度大。

1.2 工藝技術(shù)現(xiàn)狀

針對水平井的特殊性，如打撈工具、防掉鉛模、磨、鉆、銑工具以及鋼球扶正器、防砂管撈矛、液壓式安全接頭、滾子扶正器、撓性接頭、萬向節(jié)、液壓增力器輔助工具等，基本能滿足水平井修井需要。由于水平井井身結(jié)構(gòu)的特殊性，各油田設(shè)計(jì)了相應(yīng)的水平井修井工具，解卡打撈工具、檢測工具、磨、鉆、銑工具，起得出,通常需要特殊設(shè)計(jì)加工以及其他輔助工具等必須滿足井眼軌跡要求，才能滿足修井要求。下得去，斜井段水平段修井管柱要求，或無節(jié)箍油管，油管柱采用節(jié)箍倒角的油管，鉆桿采用18°斜坡鉆桿。

1.3 水平井解卡工藝

液壓增力器，地面設(shè)備提升力的不足，不僅可以補(bǔ)償鉆具，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了大井斜段、抗拉強(qiáng)度，水平段解卡力的傳遞問題，管柱結(jié)構(gòu)和震擊法管柱結(jié)構(gòu)相似，實(shí)現(xiàn)解卡目的。適用于管柱掉井后，只是打撈工具采用可倒扣打撈工具。上述方法無法解卡的,可利用震擊配合倒扣進(jìn)行解卡，砂卡或小件落物造成的管柱阻卡后的解卡。

2 水平井修井工藝

2.1 落物打撈技術(shù)

針對水平井自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和特點(diǎn)，研制了打撈工具。水平井小件落物液壓打撈器，該“檢測裝置”，解決了落物的形狀印證，對于套管破損等比較難的問題。主要用于水平段打撈，小件落物，如鉗牙、銅球、碎鐵塊等。在水平井的水平段，水平井套管破損檢測裝置。井壁既是井底，井底又是井壁。因此，水平井徑向，鉆柱軸向降摩阻扶正裝置研制，應(yīng)用平均降低上提摩擦阻力43.2%，及配套工藝技術(shù)該扶正器的，在水平井段使用效果很好。將泄壓閥打開，致使油套暢通，提高鉆柱加壓力41.2%，減少反轉(zhuǎn)圈數(shù)55%，起出被撈物體。由于其采用液壓方式，同時(shí)該工具還將強(qiáng)磁打撈器，打撈杯以及碎物打撈器的功能，水平井井下增力裝置，集于一身。研制及配套工藝技術(shù)水平井，將爪牙推出腔體并將小件物體包裹起來，井下增力裝置的原理。

2.2 井筒清理技術(shù)

應(yīng)用實(shí)例，該井2009年4月為完成測試下，冷42-H4C井筒清理。154MM通井規(guī)至814M遇阻，熱水洗井，下下筆尖至814M氣洗，填砂1立方,回探砂面在814.14M以下，填砂管至752.22M，注水泥，上提管柱至732.96M，凝固后 實(shí)探水泥面為763.45M，填砂1.4立方，試壓不合格。實(shí)探砂面為779.54M，注水泥，凝固后實(shí)探水泥面深度780.96M。水平井井筒清理技術(shù)，水平井錯(cuò)斷套管大修關(guān)鍵技術(shù)，就是對該井筒的疑難落物進(jìn)行磨、套銑配套工藝技術(shù)，包括水平段錯(cuò)斷套管取出，試壓合格，提出注水泥管柱完井。利用魚頂側(cè)鉆二次下套管完井兩部分，下管柱鉆灰塞遇卡，而灰塞上面有不明落物，該井灰塞所在位置在拐點(diǎn)處，下魚尾刮刀無進(jìn)尺，如果需要反循環(huán)沖砂，只能選用套銑解卡后磨掉灰塞,效果很好。將沖砂換向封隔器連接在油管上，根據(jù)施工設(shè)計(jì)，下入井內(nèi)。下入足夠數(shù)量的無接箍油管，用油管矛將井內(nèi)油管串吊起。油管下至井底輕探砂面核實(shí)砂面位置后，上部連接普通油管。根據(jù)沖砂進(jìn)尺，提出3～4個(gè)單根。事先組裝足夠數(shù)量的專用沖砂單根，計(jì)算所需油管和短節(jié)長度，確保每一根油管下部的密封換向短節(jié)連接可靠。準(zhǔn)備短節(jié)，安裝沖砂自封，連接好地面流程。循環(huán)洗井后，將專用沖砂單根連接下人，套下襯管，進(jìn)行正常沖砂即可。

2.3 連續(xù)沖砂技術(shù)

水平井連續(xù)沖砂地面流程，為泵車供液，由除砂收油車和罐車，泵車泵出的高壓沖砂液，套管內(nèi)自動(dòng)換向連續(xù)沖砂襞置，通過高壓管線從沖砂自封進(jìn)入井筒。套管內(nèi)自動(dòng)換向連續(xù)沖砂裝置，沖完一根單根后，由機(jī)械液壓密封換向短節(jié)，雙補(bǔ)償沖砂自封和村管總成三部分組成。接完單根后，井口接單根的同時(shí)進(jìn)行不停泵洗井。上部密封換向短節(jié)進(jìn)入襯管后，經(jīng)正循環(huán)或者反循環(huán)沖砂后，重復(fù)上述動(dòng)作。從與井口四通連接的返液管線中，泥砂從排砂口排出，進(jìn)入除砂收油車的多級(jí)除砂裝置，較輕的原油留在罐體的上部，液體通過溢流管進(jìn)入大罐，下部的清水循環(huán)使用。水平井連續(xù)沖砂工作原理，向上的液流通道被自封膠芯阻斷，沖砂液從沖砂自封側(cè)向，向下的液流通道被密封總成阻斷，進(jìn)入油管和襯管之間的環(huán)形空間后，推動(dòng)閥芯向上移動(dòng)。沖砂自封安裝在井口，液流只能通過換向閥外管側(cè)孔進(jìn)入換向閥內(nèi)部，村管通過襯管掛懸掛在井筒最上部的套管內(nèi)。此時(shí)，換向閥內(nèi)管的側(cè)孔被打開，密封換向短節(jié)連接在沖砂管下部，液流通過換向閥內(nèi)管進(jìn)入油管內(nèi)部，進(jìn)行正沖砂。

2.4 技術(shù)發(fā)展

水平井打撈工藝技術(shù)的研究和完善。分支水平井技術(shù)修井的研究，它的技術(shù)研究也是刻不容緩的。水平井修井修井工藝操作規(guī)程制定。分支水平井是水平井技術(shù)的延伸，水平井由于水平段長，井斜大、摩阻大，是油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的有效手段。因此，水平井專用打撈工具的研制與應(yīng)用，對各種下井工具和鉆具要求較高。水平井打撈的難點(diǎn)之一是人魚困難和旋轉(zhuǎn)退出困難。

結(jié)論

水平井修井技術(shù)是依靠直井修井技術(shù)發(fā)展起來的，是未來井下作業(yè)技術(shù)中重中之重，一種新型的井下作業(yè)技術(shù)。水平井修井處于初級(jí)階段，水平井作業(yè)技術(shù)滯后于鉆井技術(shù)，施工周期長，堵水工藝技術(shù)，水平井找水處于開發(fā)階段，工藝難度大，措施一次成功率低。小井眼水平井修井難度特別大，水平井欠平衡修井技術(shù)有待開發(fā)。

[1]王書山.冷家油田水平井修井技術(shù)的應(yīng)用和研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，(02).

[2]馬開良.復(fù)雜結(jié)構(gòu)井開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)[J].小型油氣藏，2003，(04).

[3]智慧文，楊志彬，楊先利，趙正果.洛帶JSN氣藏水平井地質(zhì)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[J].石油地質(zhì)與工程，2007，(06).