澀北臺南水平井作業(yè)技術(shù)

葉文剛（青海油田邊遠(yuǎn)油田開發(fā)公司 甘肅 敦煌 736202）

前 言

水平井是通過擴(kuò)大油氣層泄漏面積來提高油氣井產(chǎn)量，提高油田經(jīng)濟(jì)效益的一項開發(fā)技術(shù)。水平井開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了少井高產(chǎn)、提高采收率的目的，已成為當(dāng)今石油工業(yè)最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。到目前為止，青海油田在澀北、臺南氣田先后進(jìn)行了45口水平井鉆井，隨著氣田開發(fā)的需要，水平井會越來越多，水平井的修井以及后續(xù)的增產(chǎn)作業(yè)技術(shù)尤為重要。目前國內(nèi)外的水平井修井技術(shù)已經(jīng)推廣應(yīng)用，而我們才開始起步，技術(shù)還不成熟，需要進(jìn)一步探索和研究。

一、澀北臺南氣田水平井開發(fā)現(xiàn)狀

自2008年澀北臺南氣田大規(guī)模應(yīng)用水平井開發(fā)技術(shù)至今，澀北三大氣田一號氣田已投產(chǎn)水平井50余口，全部采用篩管完井，并實施全過程的氣層保護(hù)，為水平井高效開發(fā)和油田快速上產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。

隨著水平井井?dāng)?shù)的增加和開發(fā)的深入，就會不可避免的出現(xiàn)事故井。那么為了老井的進(jìn)一步高效開發(fā)和對事故井的有效處理，水平井的修井技術(shù)已經(jīng)成為全世界同行共同關(guān)注的問題。

資料顯示，國外在水平井沖砂、打撈、鉆銑作業(yè)等方面在幾年前已經(jīng)有成功實施的報道，在我國也有成功實例，如冀東油田,大港、江蘇、勝利油田等都有了相對較為成熟的技術(shù)，也研發(fā)了不少針對水平井的特殊工具，水平井修井工作和工具研發(fā)的迫切性也日益顯現(xiàn)出來。

二、水平井完井方法

澀北三大氣田已完井的水平井完井方法主要包括：固井射孔完井技術(shù)、管外封隔器懸掛篩管完井、分級注水泥篩管完井技術(shù)等。

三、水平井常規(guī)作業(yè)技術(shù)

（一）、投產(chǎn)作業(yè)

目前澀北三大氣田水平井主要是分級注水泥篩管完井，在水平井作業(yè)前我們開展了水平井作業(yè)的先期調(diào)研和研究，做出了充分的準(zhǔn)備工作并制定了《水平井作業(yè)規(guī)程》。

篩管完井是用篩管對地層進(jìn)行支撐或擋砂，不再進(jìn)行固井和射孔，儲層不受固井水泥漿污染。使用的篩管主要有精密微孔濾砂管、纖維復(fù)合濾砂管、星孔防砂篩管、復(fù)合防砂篩管、割縫襯管等。

傳統(tǒng)的分級注水泥篩管完井水平井投產(chǎn)施工工序為：搬遷安裝、一次替泥漿、試壓、套銑膠塞、二次替漿、通井、鉆分級箍及盲板、打撈膠塞、下生產(chǎn)管柱、替噴 放噴、完井。

通過實踐驗證對比，使用Φ114-116mm領(lǐng)眼磨鞋鉆分級箍及盲板效率高時間最短。因此在將水平井新井投產(chǎn)作業(yè)的工序改進(jìn)為：搬遷安裝、一次替泥漿、試壓、通井、下領(lǐng)眼銑鞋鉆膠塞分級箍及盲板（下一趟鉆塞管柱即可）、二次替漿、鉆分級箍及盲板、打撈膠塞、下生產(chǎn)管柱、替噴 放噴、完井。

通過優(yōu)化改進(jìn)分級注水泥篩管完井水平井投產(chǎn)作業(yè)工序改進(jìn)后，具有以下優(yōu)點：

（1）、使用改進(jìn)后領(lǐng)眼銑鞋效率高、時間短，且不需更換鉆頭

（2）、相對安全，磨銑后井徑質(zhì)量好。

（二）、鉆塞作業(yè)

水平井鉆塞施工應(yīng)當(dāng)注意的問題：

1.鉆屑的上返

（1）修井液必須有足夠的攜砂能力（提高粘度）。

（2）增大循環(huán)排量。

2.扭矩的傳遞

（1）鉆具增加滾子扶正器，減少鉆具磨阻

（2）提高修井液潤滑性

3.鉆頭的選擇：

（1）鉆頭側(cè)面盡可能是圓柱體，可以減少對套管磨損及鉆具扭矩?fù)p耗。

（2）鉆頭底面盡可能是錐形或半球形，防止鉆頭底面抵住套管連接處及工具臺階而損傷套管及工具，有利于施加鉆壓；同時鋪焊碎碳化鎢或帶有相應(yīng)利刃，對橡膠及鋁鑄件切削力強。

4.鉆具組合原則：

（1）保證能夠順利通過大井斜段及水平段；

（2）有利于鉆壓的施加和鉆屑的上返；

5.鉆具組合：

（1）螺桿鉆具：鉆頭+5 LZ957.0螺桿鉆（帶螺旋扶正器）＋剛性扶正器＋油管

（2）機械鉆具（大修）：鉆頭＋滾子扶正器＋Φ73mm 18°斜坡鉆桿1根＋滾子扶正器＋Φ73mm 18°斜坡鉆桿500m(每三根鉆桿加滾子扶正器一個)＋Φ73mm普通鉆桿。

（三）、打撈作業(yè)

水平井由于井斜大、水平段長，受鐘擺力的影響，靠旋轉(zhuǎn)管柱和自身重力下放的工具在水平井中很難操作，決定了其修井難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直井。主要體現(xiàn)在：打撈工具入魚難，地面扭矩、拉力傳遞損失大，導(dǎo)致常規(guī)打撈、磨銑技術(shù)難以有效實施，因此，需要有專門的工具和設(shè)備以適應(yīng)水平井修井的特殊需要。

1 下井工具尺寸的限制

在水平井打撈及大修施工中，經(jīng)常使用到大直徑、長度較大的工具，工具能否順利通過造斜率較大的井段是施工成敗的關(guān)鍵。

2 水平井下井工具尺寸的確定：

曲率半徑是從圓心O點到井眼中心線F點的距離OF=360/(2π*k)，由圖可以看出MN與內(nèi)弧相切，OG垂直與CD，OE=OFEF、OG=OE+EG。由勾股定理可得CG長度，求得CD。

其中：k—造斜率；

EF—油層套管半徑；

EG—下井工具直徑；

考慮下井工具安全問題，安全系數(shù)取80%，所以下井工具長度確定為理論長度×80%。

四、結(jié)論

由于水平井的大斜度井段或水平段所形成的復(fù)雜條件，使得各項修井工藝不同于常規(guī)直井。為此，在水平井實施各項修井方案中，主要遵循幾個原則：

（一）工藝過程必須保證安全、靈活可靠；

（二）采用有效的油管扶正技術(shù)，提高成功率和有效率；

（三）受曲率半徑的影響，在保證其結(jié)構(gòu)和密封性可靠的條件下，下入工具的數(shù)量、長度和外徑盡可能的限制，同時管柱也應(yīng)該相對地集中；

（四）井下工具全部采用地面液壓控制，以消除井筒摩阻所帶來的影響。

隨著水平井?dāng)?shù)量的增加及其開發(fā)程度的不斷深入，對修井工藝技術(shù)的要求也越來越高。在今后的研究過程中，應(yīng)將鉆井、完井、修井等各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一考慮，要通過外引內(nèi)創(chuàng)，逐步形成自己的水平井修井工藝、工具體系,進(jìn)一步提高水平井修井工藝技術(shù)水平，為油田增儲上產(chǎn)提供可靠的保證。

[1]勝利采油研究院 水平井修井工藝技術(shù)2006