套管鍛銑工藝在大港油田的應(yīng)用

吳墨染，饒開(kāi)波董超，劉彬

（ 中石油渤海鉆探工程有限公司第一鉆井工程分公司，天津300280）

套管鍛銑工藝是采用套管鍛銑工具將套管從預(yù)計(jì)位置截?cái)?，然后將套管鍛銑一?jié)（一般5～20m）的技術(shù)，其目的是為了在側(cè)鉆過(guò)程中進(jìn)行套管開(kāi)窗，即依據(jù)設(shè)計(jì)要求在套管內(nèi)某位置開(kāi)一窗口或銑掉一段套管，側(cè)向鉆出一個(gè)新的井眼，最終實(shí)現(xiàn)重新完井［1］。大港油田中8－68－2井所在井區(qū)板Ⅲ油層發(fā)育較好，為有效開(kāi)發(fā)剩余油藏，利用DPX－210鍛銑工具對(duì)該井進(jìn)行套管鍛銑，以便向井口西南600m方向進(jìn)行側(cè)鉆。下面，筆者以中8－68－2井為例，對(duì)套管鍛銑工藝在大港油田的應(yīng)用情況進(jìn)行了探討。

1 套管鍛銑工藝

1.1 鍛銑工具

在中8－68－2井現(xiàn)場(chǎng)施工中使用DPX－210鍛銑工具，其主要由上接頭、調(diào)壓總成、活塞總成、彈簧、本體、刀片總成、限位扶正套和下扶正短節(jié)等部件組成，其工作原理如下［2］：當(dāng)套管鍛銑器下放到預(yù)定位置時(shí)，先啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤后開(kāi)泵，此時(shí)泥漿流經(jīng)活塞上的噴嘴產(chǎn)生壓力并推動(dòng)活塞下行，進(jìn)而推動(dòng)鍛銑刀片外張，最終切割套管。當(dāng)套管切斷后，鍛銑刀片（簡(jiǎn)稱銑刀）逐漸外張并達(dá)到最大限定位置，此時(shí)可加壓進(jìn)行套管鍛銑施工。施工完成后，活塞在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位，銑刀靠自重和外力收回到刀槽內(nèi)，最后停轉(zhuǎn)盤并進(jìn)行起鉆作業(yè)。銑刀正常工作狀態(tài)圖如圖1所示。

DPX－210鍛銑工具主要具有以下特點(diǎn)：①銑刀由硬質(zhì)合金制成，其使用壽命較長(zhǎng)且易于更換；②采用水力活塞結(jié)構(gòu)，其可靠性高；③設(shè)計(jì)有調(diào)壓桿，這樣容易判斷套管是否切斷；④采用有限位扶正套和下扶正短節(jié)，保證工作狀態(tài)平穩(wěn)，能有效延長(zhǎng)銑刀使用壽命，正確引導(dǎo)工具下行并提高鍛銑速度。

圖1 銑刀正常工作狀態(tài)圖

1.2 施工工序

套管鍛銑之前需按要求試壓，做好通井刮削、斜向器方位調(diào)整等前期準(zhǔn)備工作，具體施工步驟如下：①井控準(zhǔn)備。按要求安裝井控設(shè)備，更換井口和鉆井新四通，并安裝好防噴器。②通井。下入?215.9mm鉆頭通井至1860m（水泥塞頂面附近），對(duì)套管壁進(jìn)行反復(fù)刮削，確保套管壁干凈。③試壓。注清水對(duì)井筒試壓15MPa，30min壓降≤0.5MPa為合格；試壓達(dá)到要求后進(jìn)行井眼準(zhǔn)備工作。④下斜向器。將斜向器下至側(cè)鉆點(diǎn)位置，利用電測(cè)陀螺對(duì)準(zhǔn)所需的方位后座掛斜向器，起出鉆桿。⑤鍛銑。下入開(kāi)窗工具，對(duì)1830～1860m段套管進(jìn)行鍛銑作業(yè)。開(kāi)窗完成后，利用銑錐對(duì)窗口反復(fù)進(jìn)行修整，確保窗口滿足下一步施工要求。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 基本概況

大港油田中8－68－2井于2008年9月10日完鉆，完鉆井深2866m，井型為三開(kāi)定向井，油田井下作業(yè)隊(duì)打水泥塞位置1859m。該井井身結(jié)構(gòu)如下：?339.7mm表層套管×150.96m＋ ?244.5mm技術(shù)套管×2074.57m＋ ?139.7mm油層套管×2862.48m。設(shè)計(jì)側(cè)鉆位置1857m，該位置井斜為18.32°，該段技術(shù)套管外徑244.5mm，鋼級(jí)為N80，壁厚為11.05mm。設(shè)計(jì)鍛銑位置為1830～1860m，鍛銑長(zhǎng)度30m。為防止鍛銑鐵屑沉積過(guò)多后影響側(cè)鉆，決定將鍛銑位置移至1794～1824m，預(yù)留30m口袋。

2.2 套管鍛銑工藝的實(shí)施

第1趟鉆的鉆具組合為?210鍛銑工具×0.86m＋631／410×0.3m＋411／4A10×0.91m＋ ?158mm鉆鋌×53.78m＋4A11／410×1.16m＋ ?127mm加重×139.27m＋?127mm鉆桿，鍛銑井段為1794～1802m，純鉆井時(shí)間30h。下鉆至預(yù)定位置1794m，小排量開(kāi)泵切割套管，轉(zhuǎn)盤無(wú)明顯憋跳現(xiàn)象。套管割斷時(shí)，轉(zhuǎn)盤扭矩突然變化較大，轉(zhuǎn)盤憋跳現(xiàn)象較嚴(yán)重；套管割斷后，轉(zhuǎn)盤扭矩趨于平穩(wěn)，泵壓下降至8MPa，證明套管已經(jīng)完全割斷，銑刀已經(jīng)完全張開(kāi)［3］。鍛銑工藝施工參數(shù)表如表1所示。

表1 鍛銑工藝施工參數(shù)表

第2趟鉆的鉆具組合為?210mm鍛銑工具×0.86m＋631／410×0.3m＋411／4A10×0.91m＋?158mm鉆鋌×53.78m＋4A11／410×1.16m＋ ?127mm加重×139.27m＋?127mm鉆桿。自1801m繼續(xù)鍛銑至1815m，純鍛銑時(shí)間20h。因第1趟鍛銑后期刀片磨損的原因，造成鍛銑井眼尺寸小于井眼直徑?310mm，為保證下一步正常作業(yè)，需進(jìn)行擴(kuò)眼工作。擴(kuò)眼前期，鉆壓泵壓正常，銑刀使用正常。銑刀使用一半后，因鍛銑工具內(nèi)部活塞犯卡，導(dǎo)致泵壓無(wú)法滿足活塞繼續(xù)下行，使得銑刀張開(kāi)不完全，這會(huì)導(dǎo)致造成銑刀使用壽命和使用效率大幅度降低。

第3趟鉆的鉆具組合為?210鍛銑工具×0.86m＋631／520×0.3m＋521／410×0.91m＋411／4A10×0.91m＋?158mm鉆鋌×53.78m＋4A11／410×1.16m＋?127mm加重×139.27m＋?127mm鉆桿。自1815m繼續(xù)鍛銑至1824m的預(yù)定深度，純鍛銑時(shí)間10h。當(dāng)鍛銑至井深1820m時(shí)，泵壓突然下降2MPa，其原因是調(diào)壓桿斷裂造成泵壓下降，但上述情況并不影響鍛銑施工正常作業(yè)［4］。

經(jīng)過(guò)套管鍛銑施工，通井后打水泥塞至1670m，候凝24h后，下入常規(guī)鉆具修整塞面至上窗口1794m，下入1.5°螺桿配合MWD儀器成功定向側(cè)鉆。套管鍛銑工藝在中8－68－2井的成功實(shí)施，表明該工藝技術(shù)可以為大港油田同類井側(cè)鉆施工提供重要參考。

3 施工注意事項(xiàng)

1）保證泵壓穩(wěn)定。施工中一旦發(fā)現(xiàn)泵壓上漲超過(guò)1MPa，必須停止鍛銑作業(yè)，在鍛銑上窗口和下窗口之間循環(huán)活動(dòng)鉆具。當(dāng)加壓過(guò)大或溜、頓鉆情況發(fā)生時(shí)，要立即上提鉆具，防止銑刀損壞造成起鉆。

2）當(dāng)需要活動(dòng)鉆具時(shí)，應(yīng)停泵后先上提鉆具，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤5～10min，這樣有利于收回銑刀和下放鉆具。

3）應(yīng)保證泥漿性能滿足攜帶鐵屑要求，確保鍛銑產(chǎn)生的鐵屑能夠攜帶至地面，防止因鐵屑堆積于上窗口而造成卡鉆事故。此外，作業(yè)過(guò)程中鉆速突然加快時(shí)，要減小鉆壓保持勻速鉆進(jìn)，否則容易因鐵屑太多而造成環(huán)空不暢，進(jìn)而造成卡鉆事故。若發(fā)生卡鉆事故，不可硬提狠拔，以免損壞刀片，應(yīng)采用先鍛銑后上下活動(dòng)鉆具再用倒劃眼的方法解卡，慢慢將工具提出窗口。

4）判斷鍛銑效果的一個(gè)重要指標(biāo)是鍛銑返出的鐵屑形狀及大?。?］（見(jiàn)圖2）。圖2中①為鍛銑套管接箍時(shí)產(chǎn)生的鐵屑；②為加壓較大時(shí)銑刀切割深度較大產(chǎn)生的鐵屑，此時(shí)若鐵屑變成團(tuán)狀，應(yīng)立即循環(huán)并減小鉆壓進(jìn)行作業(yè)；③為正常鍛銑時(shí)產(chǎn)生條狀或較小片狀的鐵屑，說(shuō)明鉆壓較合適。

5）起鉆完后應(yīng)對(duì)銑刀磨損情況進(jìn)行分析，借此判斷井下套管鍛銑情況：①若刀具磨成 “鉤子”形狀，說(shuō)明工具正在進(jìn)行有效鍛銑，不需更換刀片；②若刀具磨成 “錐形”，說(shuō)明施工中加壓過(guò)大造成銑刀磨損嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)更換刀片。

圖2 鍛銑返出的鐵屑照片

［1］楊鳳春，許軍富.套管鍛銑技術(shù) ［J］.油氣田地面工程，2004，23（4）：61－63.

［2］吳敬濤，王振光，都振川.定向井開(kāi)窗側(cè)鉆水平井的實(shí)踐與認(rèn)識(shí) ［J］.石油鉆探技術(shù)，1997，25（1）：1－3.

［3］崔延召，崔香明，李濤 .S90CX井鍛銑開(kāi)窗技術(shù) ［J］.西部探礦工程，2013（7）：83－85.

［4］李益平.塔河油田TK665CH井卡拉沙依組鍛銑側(cè)鉆水平井技術(shù) ［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2012，39（4）：31－34，38.

［5］崔龍連，汪海閣，葛云華，等.新型徑向鉆井技術(shù) ［J］.石油鉆采工藝，2008，30（6）：29－33.