鉆頂塞工藝在油田的應(yīng)用

摘要：文留油田屬于多斷塊、多層系開發(fā)的油田，隨著地層壓力的降低，注采比失調(diào)。20世紀初以來，采油廠開始把多年前封掉的油水井重新恢復(fù)注采，鉆頂塞施工工藝應(yīng)運而生。由于前幾年沒有合適的防頂鉆、防井噴工藝、工具，在鉆穿灰塞時容易發(fā)生事故。因此，必須開發(fā)、引進適合文留油田鉆頂塞工藝的配套技術(shù)，調(diào)整施工方案，改善施工工藝。

關(guān)鍵詞：鉆頂塞；斷塊油田；井噴；高壓低滲透油氣層；防噴；防頂

中圖分類號：TE245 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）29-0042-02

1 頂塞的概念

圖1 頂塞示意圖

20世紀90年代國際油價低迷，對于那些日產(chǎn)油量較低、注采比失調(diào)的部分井采取了長期關(guān)井的辦法，在這些長期關(guān)井的開采層上、水泥返高以下打水泥，同時為防止落物在離井口30～100m處注一段水泥塞，這個水泥塞即為頂塞。隨著國際油價的上漲，長時間關(guān)閉使得這些井的注采比得到了平衡，經(jīng)分析后又要對這些井重新利用，由于一些井下部灰塞不密封，在頂塞下部形成高壓油氣區(qū)，導(dǎo)致在鉆開頂塞時易發(fā)生井噴或頂鉆事故。

2 鉆頂塞工藝

2.1 傳統(tǒng)鉆頂塞工藝

以往采用鉆頂塞方法是：套管密封形式是套管四通+防噴器+轉(zhuǎn)盤，用150型通井機鏈條帶動轉(zhuǎn)盤施工，套管兩側(cè)接放噴管線。傳統(tǒng)鉆頂塞的缺點：只能短時間內(nèi)噴、防頂，很難解決防噴、防頂現(xiàn)象的發(fā)生，同時施工中管柱輕，無法進行增加鉆壓。

2.2 鉆頂塞工藝的改造

如何在傳統(tǒng)的鉆塞工藝基礎(chǔ)上來解決防頂鉆現(xiàn)象的發(fā)生，經(jīng)過多次的施工我們總結(jié)出來需在以下方面進行改進：

2.2.1 改進鉆塞管柱結(jié)構(gòu)，淘汰傳統(tǒng)機械式鉆盤采用三牙輪鉆頭+螺桿鉆+鉆鋌的管柱，為下步防頂措施的制定奠定了基礎(chǔ)。我們現(xiàn)在可以改用頂驅(qū)鉆塞，頂部驅(qū)動鉆井系統(tǒng)與管柱排放器聯(lián)合使用，這樣發(fā)生井噴和傳統(tǒng)鉆塞比，不用把方鉆桿起出來再關(guān)閉防噴器，可以直接關(guān)閉防噴器封閉油套空間，爭取時間防止井噴。

2.2.2 改進完善了防頂措施，采取“三級防頂”，三級保險很好地解決了頂鉆事故的發(fā)生。

一級防頂：在封井器上部安裝防頂卡盤，它的額定拉力50噸，施工中油管只能下行，不能上移，油管如果發(fā)生頂鉆現(xiàn)象，卡瓦將緊緊鎖住油管，起到防頂作用。

二級防頂：在防頂卡盤上部安裝防頂法蘭，防頂法蘭可以使油管節(jié)箍不能通過，起到防頂作用。

三級防頂：在防頂法蘭上部安置羊角吊卡，羊角吊卡鎖住油管本體，處于關(guān)閉狀態(tài)，并用7/8"鋼絲繩穿過羊角吊卡分死角用地錨固定住，油管節(jié)箍不能通過羊角吊卡，起到防頂作用。

2.2.3 三項防噴措施。

第一項防噴措施：井口四通上安裝好液壓封井器，在發(fā)生井噴現(xiàn)象時，能用遠程控制，迅速關(guān)井，防止井噴失控。

第二項防噴措施：鉆塞管柱最上部一根油管接好上下旋塞，在發(fā)生井噴現(xiàn)象時，使管柱在任何位置都能關(guān)閉旋塞，實現(xiàn)內(nèi)防噴。

第三項防噴措施：套管接好壓井、防噴管線，油管接好放噴管線，在發(fā)生井噴現(xiàn)象時，能同時放噴及時降低油套環(huán)空壓力，防止井噴的發(fā)生。并且根據(jù)需要，能隨時進行正壓井、反壓井，油管放噴及套管放噴施工，起到防噴作用。

2.3 工藝步驟

施工基本步驟：

2.3.1 施工準備：（1）安裝KY65-35型井口裝置，并試壓35MPa合格；（2）安裝2FZ18-35液壓防噴器，在套管兩邊上安裝壓井、放噴管線，并對防噴器及壓井放噴管線試壓35MPa合格；（3）用一把抓清理井桶的磚石等雜物至?xí)婧笃鸪龉苤?；?）下三牙輪鉆頭+螺桿鉆+鉆挺的鉆塞管柱至灰面，在連接水龍頭的油管上安裝上下油管旋塞，并依次安裝好防頂卡盤、防頂法蘭、養(yǎng)角吊卡，并將防頂卡瓦+羊角吊卡固定在離井口0.5～1m高的管柱上，通井機拉緊鋼絲繩給管柱施加壓力，完成房頂裝置；（5）安裝連接地面流程，在地面先將安裝油管旋塞的水龍頭與油管、水龍頭連接，水泥車與水龍帶之間用2根油管連接，中間接高壓三通和2個閘門并接出油管放噴管線，水泥車出口處串接地面過濾器，并對水龍帶及管線試壓20MPa合格。

2.3.2 開泵循環(huán)正常后慢慢下放鉆具，排量控制在400～500L/min之間。同時啟動通井機，緩慢拉緊鋼絲繩，加壓30～40kN，并與鉆具同步下放、當管柱接箍下行到下部羊角吊卡時，將羊角吊卡上移至接箍上部，并將防頂法蘭松開，待接箍通過防頂卡盤后，在將防頂法蘭合住，并將固定羊角吊卡的鋼絲繩拉緊。鉆塞全過程防頂卡盤要處于鎖緊狀態(tài)。

2.3.3 施工中，防頂卡瓦和羊角吊卡交替上移0.5～1m，每鉆進3～5m后，同時進行以下操作：（1）通井機緩慢回放鋼絲繩；（2）緩慢上提油管，上提速度略小于鋼絲繩回放速度。提出油管3～5m，觀察鉆柱是否有上頂現(xiàn)象。若無上頂現(xiàn)象，劃眼后繼續(xù)鉆進。若有上頂現(xiàn)象，通井機拉緊鋼絲繩進行循環(huán)洗井、減壓至正常后，繼續(xù)鉆進。

2.3.4 重復(fù)步驟2與步驟3直至鉆透灰塞。

2.3.5 洗井，大排量洗井2周、洗井液量為井筒容積1.5～2倍。

3 安全技術(shù)要點

（1）施工前查清井況井史資料，進行技術(shù)交底，每個施工人員清楚施工步驟及方法。

（2）整個施工過程由專人負責統(tǒng)一指揮，分工

明確。

（3）進入井場施工車輛必須配戴防火罩，泥漿泵車、罐車停在距井口20m以外，處于上風(fēng)口。泥漿泵車出口接2根N80Φ73mm油管并連接35MPa高壓三通，三通出口接250型閘門，閘門外接出放噴管線，并用地錨固定。壓井、防噴管線必須用地錨固定。

（4）防頂卡盤施工全過程處于鎖緊狀態(tài)。

（5）壓井、防噴、循環(huán)、管線水龍帶使用前要進行試壓，拴保險繩，循環(huán)管線無刺漏，工作壓力低于水龍帶安全工作壓力。

（6）鉆壓不能過大，控制在30～50kN，防止泵、鉆柱反轉(zhuǎn)。

（7）除井口操作人員外，其余人員遠離井口25m

以外。

（8）接換單根時，要徹底循環(huán)洗井，確認進出口排量一致后，方可卸卡瓦。安裝防頂卡瓦時，施工人員注意卡瓦牙受力方向。

4 結(jié)語

通過該工藝應(yīng)用不僅僅可以解決傳統(tǒng)工藝不能解決的反加壓問題，還可以由通井機根據(jù)灰塞的軟硬程度任意調(diào)整噸位。由于該工藝采用了“三級防頂措施”和“三項防噴措施”，解決了頂鉆井噴的發(fā)生。當頂鉆時，防頂卡盤、卡瓦、鋼絲繩同時工作，不存在冒險作業(yè)，增加了安全系數(shù)。在2006年施工的14口鉆頂塞扶躺井中有6口井發(fā)生頂鉆、8口井發(fā)生井噴現(xiàn)象，由于應(yīng)用了這項工藝，有效地控制了鉆頂塞機及井噴事故的發(fā)生，提高了文東油田的開發(fā)水平，還為內(nèi)部鉆頂塞工藝的發(fā)展提供了技術(shù)支持，為我局鉆頂塞工藝技術(shù)進步作出了巨大貢獻。但該措施還存在防頂措施繁瑣、鉆壓不易控制等情況，換單根時，卡瓦牙塊在作業(yè)過程中易失效等，存在著一定的風(fēng)險，還需要我們在今后的工作中進一步地總結(jié)經(jīng)驗，及時改進工藝水平。

參考文獻

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作者簡介：盧艷軍（1976-），男，供職于河南省濮陽市中原油田采油五廠井下作業(yè)大隊五聯(lián)隊，研究方向：井下作業(yè)工藝。