側(cè)鉆井免射孔滑套工藝技術(shù)研究

齊月魁，張 飆，秦飛翔，袁照永，陸 輝，趙 津，關(guān) 月

（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

側(cè)鉆井免射孔滑套工藝技術(shù)研究

齊月魁，張 飆，秦飛翔，袁照永，陸 輝，趙 津，關(guān) 月

（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

從工具性能、工作原理、施工工藝等方面出發(fā)，介紹了一套側(cè)鉆井免鉆射孔滑套工藝，主要應(yīng)用?139．7 mm套管內(nèi)開窗側(cè)鉆完井，解決了常規(guī)側(cè)鉆完井采用?95 mm套管（內(nèi)徑?82．25 mm）固井后下入73槍＋60．3 mm過油管射孔的工序復(fù)雜、出水后卡層困難等問題。該工藝施工作業(yè)簡單，有效減少射孔作業(yè)及對(duì)產(chǎn)層的傷害，能有效保證固井質(zhì)量，可達(dá)到投產(chǎn)快、費(fèi)用低等效果。

側(cè)鉆井；膨脹尾管懸掛；免射孔；滑套

?139．7 mm套管側(cè)鉆井完井是指在原地質(zhì)或工程報(bào)廢油水井某個(gè)預(yù)定井段的套管開窗，在鉆出新的井眼中下入小套管的固井完井技術(shù)［1-2］。由于利用了原井場及原集輸、供電設(shè)備和原井眼，所以這一工藝既節(jié)約了建井費(fèi)用，又激活了老井的生命力。由此可見，開窗側(cè)鉆井技術(shù)是一種充分利用報(bào)廢井、挖掘老油田油藏潛力、提高采收率的有效方法。

目前，側(cè)鉆井完井工藝相對(duì)復(fù)雜，如果油層水侵入套管很難實(shí)現(xiàn)卡層。因此，本文介紹1種套管＋滑套的完井管柱工藝技術(shù)，如果后期出水，可以對(duì)滑套進(jìn)行關(guān)閉和打開重復(fù)動(dòng)作，達(dá)到有效卡層的目的。

1 相關(guān)配套工具

1．1 膨脹懸掛器

膨脹懸掛器主要應(yīng)用于側(cè)鉆井懸掛尾管完井作業(yè)中。膨脹懸掛器安裝在尾管串上部，利用液壓膨脹使懸掛膠皮與套管緊密貼合實(shí)現(xiàn)懸掛。

膨脹懸掛器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1） 懸掛力大，每個(gè)橡膠達(dá)到600 k N，懸掛密封性能可靠。

2） 懸掛后通徑≥100 mm，為后期生產(chǎn)管柱下入提供保證。

1．1．1 結(jié)構(gòu)

膨脹懸掛器［3］主要由發(fā)射室、帶膠皮的膨脹管、脹頭組成，可直接與尾管串聯(lián)接，如圖1。

圖1 膨脹懸掛器

1．1．2 技術(shù)參數(shù)

1．1．3 施工工藝

1） 膨脹懸掛器下端與尾管串連接，上端與鉆桿串連接，膨脹懸掛器上下扣必須用鎖扣連接，上扣轉(zhuǎn)矩6．8 k N·m。

2） 通過地面設(shè)備加壓使膨脹管膨脹，橡膠與原井壁緊密貼合，形成懸掛密封。

1．2 壓差滑套

1．2．1 結(jié)構(gòu)與功能

壓差滑套（如圖2）是在類似泄油器外裝1個(gè)用剪釘固定的密封套，管柱內(nèi)憋壓時(shí)形成內(nèi)外壓差，此壓差作用在2個(gè)O形圈環(huán)形面積上的力剪短銷釘，滑套立即滑開，露出滑套孔，此時(shí)與目的層相連通。

圖2 壓差滑套

1．2．2 技術(shù)參數(shù)

1．3 脫落滑套

1．3．1 結(jié)構(gòu)與功能

脫落滑套（如圖3）上下部分與尾管螺紋連接，插入到膨脹懸掛器喇叭口形成密封后，投入不同尺寸的球，通過壓力打開滑套；利用滑套噴射孔將水泥與地層溝通，使地層產(chǎn)生微裂紋，實(shí)現(xiàn)射孔＋壓裂作用。后期可通過專用工具實(shí)施換向操作，將滑套內(nèi)套通入到井底。

圖3 脫落滑套

1．3．2 技術(shù)參數(shù)

1．4 柔性膠塞

1．4．1 結(jié)構(gòu)與功能

柔性膠塞（如圖4）要通過不同直徑的脫落滑套，并將水泥漿頂替到球座上，實(shí)現(xiàn)碰壓作業(yè)。柔性膠塞插入到球座實(shí)現(xiàn)密封，為后期打開壓差滑套和脫落滑套實(shí)現(xiàn)功能性準(zhǔn)備。

圖4 柔性膠塞

1．4．2 技術(shù)參數(shù)

2 完井工藝

完井管柱結(jié)構(gòu)自下向上為：?95 mm浮鞋＋?95mm浮箍＋球座＋?95 mm壓差滑套＋?95 mm尾管＋?95 mm滑套＋?95 mm尾管串＋?139．7 mm膨脹尾管懸掛器＋鉆桿串。尾管串連接的滑套數(shù)量根據(jù)目的層的數(shù)量而設(shè)定。該工藝步驟如下：

1） 通井。

2） 下完井管柱（如圖5）。

圖5 側(cè)鉆井免射孔滑套工藝管柱

3） 下到預(yù)定位置后，投入?35球，憋壓10～14 MPa，穩(wěn)壓2～5 min，坐掛懸掛器；升壓至18 MPa，打掉球座。

4） 循環(huán)鉆井液，泵入水泥。

5） 投入柔性膠塞頂替水泥漿。膠塞通過不同的滑套內(nèi)徑替至碰壓座上，柔性膠塞頭插入到碰壓座內(nèi)形成密封。壓力升高到通過地面加壓膨脹懸掛器的值。

6） 將懸重提至送入鉆具的重力后，壓力升高到35 MPa，穩(wěn)壓2～3 min，壓力突降為零，顯示膨脹懸掛器膨脹體脹封完成。懸掛器膨脹后能夠有效地對(duì)尾管進(jìn)行懸掛，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)與上部套管的密封，提高密封和懸掛能力。

7） 立即循環(huán)鉆井液，將多余水泥漿循環(huán)干凈，上提50 m，停泵觀察30 min，井口無溢流后提出管柱。

3 投產(chǎn)完井工藝

1） 下入插入密封，與膨脹懸掛器喇叭口形成密封。

2） 憋壓45 MPa打開壓差滑套（溝通地層）。

3） 當(dāng)目的層數(shù)量較多需要多個(gè)滑套時(shí)，需繼續(xù)投入不同直徑球，加壓打開滑套，露出滑套噴射孔，壓裂目的層。

4） 提出插入密封。

5） 下泵投產(chǎn)（如圖6）

圖6 完井工藝

4 結(jié)論

1） 根據(jù)油藏和流體特性、地層傷害情況、側(cè)鉆情況和油田生產(chǎn)條件，合理選擇了免射孔滑套工藝技術(shù)。

2） 此工藝?yán)靡簤捍蜷_滑套，施工工藝簡單，同時(shí)利用滑套噴射孔將水泥與地層溝通，并產(chǎn)生微裂縫，實(shí)現(xiàn)射孔＋壓裂作用。如果后期出水，可以對(duì)滑套進(jìn)行關(guān)閉和打開，可重復(fù)動(dòng)作［4］。

3） 該工藝完井后內(nèi)徑為82 mm，保證統(tǒng)一內(nèi)通徑尺寸；減少射孔作業(yè)費(fèi)用，投產(chǎn)快捷；后期出水可控。

4） 利用膨脹尾管懸掛技術(shù)不但保證了懸掛器懸掛后套管與尾管的密封，同時(shí)能產(chǎn)生穩(wěn)定的懸掛效果，懸掛后懸掛器通徑為105 mm，為下步施工提供良好的條件。

5） 該工藝有效減少射孔作業(yè)，從而減少了對(duì)產(chǎn)層的傷害，還能有效保證固井質(zhì)量。

6） 該工藝施工作業(yè)簡單，利用小修和1臺(tái)泵車即可完成施工。

［1］Erik B Nelson．現(xiàn)代固井技術(shù)［M］．劉大為，田錫君，廖潤康，譯．沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1994．

［2］萬仁溥．現(xiàn)代完井工程［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1996．

［3］劉鳳，羅西超，王瑞霄，等，膨脹式尾管懸掛器用膨脹管受力分析［J］．石油礦場機(jī)械，2012，41（1）：30-32．

［4］姚展華，張世林，韓祥海，等，水平井壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀及展望［J］．石油礦場機(jī)械，2012，41（1）：56-61．

Study of Sliding-sleeve Technology of Perforation-free for Sidetracking Well

QI Yue-kui，ZHANG Biao，QIN Fei-xiang，YUAN Zhao-yong，LU Hui，ZHAO Jin，GUAN Yue
（Petroleum Project Research Institute，Dagang Oilfield，Tianjin 300280，China）

A sliding-sleeve technology of perforation-free in sidetracking well is introduced，including performance，principle and operation．A?139．7 mm casing in completion of sidetrack drilling，which mainly solves complicated operation of conventional?95 mm（inner diameter is?82．25 mm）and 73 shoots＋60．3 mm through tubing shooting and the difficulty of stratabound when water bursting．The technology features for its simple operation，less harm to production layers，thus to ensure the cementing quality，quick production，and low cost．

sidetrack drilling；expendable liner hanger；perforation-free；sliding sleeve

TE925

B

1001-3482（2014）01-0088-03

2013-07-31

齊月魁（1967-），男，山東陽谷人，高級(jí)工程師，主要從事石油鉆井完井工藝技術(shù)研究。