新型擴(kuò)眼器在海上油田的實際應(yīng)用

修海媚郭志楠 徐希良

（1.中海石油（中國）有限公司蓬勃作業(yè)公司，天津 300457 2.威德福（中國）能源服務(wù)有限公司，北京 100027）

1.背景

蓬萊19-3油田是目前中國最大的海上油田，位于渤海中南部海域，平均水深28 m。該油田于1999年探明儲量，2002年一期投產(chǎn)，2007年二期陸續(xù)投產(chǎn)。但隨著油田的深度開發(fā)，陸續(xù)出現(xiàn)了地層大量出砂、油井產(chǎn)量下降和含水率上升等問題。綜合考慮修井作業(yè)難度大、費用高、周期長等因素，目前普遍采用封堵原有產(chǎn)層、開窗側(cè)鉆出新井眼并重新完井的方法。

A06ST04井為開窗側(cè)鉆井，計劃鉆152 mm（6 in）裸眼井段，并下入127 mm（5 in）尾管。但是要在152 mm（6 in）裸眼井段用127 mm（5 in）尾管完井，面臨的主要問題是井壁穩(wěn)定性差和環(huán)空間隙過小，它增加了潛在的鉆井事故的風(fēng)險，會導(dǎo)致難以下入尾管和較差的固井質(zhì)量，還會給完井防砂作業(yè)帶來困難。而使用擴(kuò)眼器可將152 mm（6 in）裸眼井段擴(kuò)大至178mm（7 in），從而為解決上述問題提供了最簡便有效的方法。因此，作業(yè)計劃調(diào)整為鉆152mm（6 in）裸眼井段后擴(kuò)至178 mm（7 in），下入127 mm（5 in）尾管。

2.擴(kuò)眼器介紹

2.1 工具規(guī)格

2.1.1 工具外徑:149 mm（5.88 in）

2.1.2 可擴(kuò)眼尺寸:159 mm（6.25 in），178 mm（7 in），191 mm（7.50 in），200 mm（7.88 in），216 mm（8.50 in）

2.1.3 工具內(nèi)徑:38 mm（1.50 in）

2.1.4 最大排量:1560 L/min（413 gpm）

2.1.5 最高工作溫度:150 0C

2.2 特點

毋庸置疑，擴(kuò)眼器的性能成為此次作業(yè)成功與否的關(guān)鍵，該擴(kuò)眼器采用了一系列獨特創(chuàng)新的設(shè)計，在增強(qiáng)可靠性的同時，質(zhì)量與性能也得到進(jìn)一步完善與提高，工作效率增長了20%以上。其具體創(chuàng)新設(shè)計如下:

2.2.1 多種激發(fā)方式。使用投球、RFID（射頻識別）和循環(huán)開/關(guān)泵三種方式激發(fā)?？筛鶕?jù)現(xiàn)場實際情況和用戶需求靈活選擇激發(fā)方式。其中，RFID（射頻識別）激發(fā)方式成功地把射頻識別這一非接觸識別技術(shù)應(yīng)用到控制井下工具，打破了傳統(tǒng)工具控制方式的局限性，具有里程碑的意義。

2.2.2 控制部分和擴(kuò)眼部分相分離。該擴(kuò)眼器由兩部分組成—控制接頭和擴(kuò)眼本體，采用了控制部分和擴(kuò)眼部分分離的設(shè)計，控制部分可根據(jù)激發(fā)方式的不同而調(diào)整，并能根據(jù)實際需要進(jìn)行替換。

2.2.3 液壓驅(qū)動。當(dāng)工具被激發(fā)，開泵并達(dá)到設(shè)計排量后，在壓差作用下，刀片會自動張開，停泵刀片就會立即收回。操作非常簡便。

2.2.4 PDC固定刀片。該擴(kuò)眼器共有三個刀片，采用PDC切削齒，具有高沖擊強(qiáng)度和良好的抗磨蝕性，可應(yīng)用于硬度高、磨蝕性強(qiáng)和多變的地層。另外，刀片的外徑不會隨外力變化，使得擴(kuò)眼的尺寸基本恒定，保證了擴(kuò)充井眼的均勻一致性。

2.2.5 同心設(shè)計。該擴(kuò)眼器采用了平衡性的同心設(shè)計，三個刀片均勻分布，三個噴嘴尺寸相同。這種設(shè)計減少了擴(kuò)眼過程中的震動，使載荷均勻、液流合理分布。

3.現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 作業(yè)計劃

3.1.1 首先對原井眼A06ST03井進(jìn)行棄井作業(yè)，封堵產(chǎn)層；3.1.2在245 mm（9-5/8 in）套管內(nèi)431 m處開窗；

3.1.3 鉆216 mm（8-1/2 in）裸眼；

3.1.4 下入178 mm（7 in）尾管，尾管底部在1039 m；

3.1.5 鉆152 mm（6 in）裸眼至1971 m；

3.1.6 從1042 m-1948 m處將152 mm（6 in）裸眼井段擴(kuò)大至178 mm（7 in）；

3.1.7 下入127 mm（5 in）尾管；

3.1.8 固井并測固井質(zhì)量。

3.3 作業(yè)步驟

擴(kuò)眼器在庫房進(jìn)行了功能測試和試壓，工作正常，密封性能良好。此次作業(yè)擴(kuò)眼器使用機(jī)械式控制部分，采用投球激發(fā)方式。一共安裝有10個銷釘，設(shè)定剪切值為10.3 MPa（1500 psi）。擴(kuò)眼器安裝有3個5 mm（6/32 in）的噴嘴，工具組合底部還有1個14 mm（18/32 in）的噴嘴，在950 L/min（6 bpm）的排量下，產(chǎn)生約3.9 MPa（570 psi）的壓差，可提供足夠的驅(qū)動力保證刀片完全打開。

該擴(kuò)眼作業(yè)如期按以下步驟進(jìn)行:

3.3.1 組合擴(kuò)眼工具，并對LWD工具地面測試；

3.3.2 下鉆至預(yù)定位置，投球打壓，激發(fā)擴(kuò)眼器；

3.3.3 保持950 L/min（6 bpm）的泵排量，以60 rpm的轉(zhuǎn)速從1042 m開始擴(kuò)眼，每擴(kuò)1柱劃眼2遍。擴(kuò)眼300米短起一次；

3.4 結(jié)果

3.4.1 該作業(yè)僅用56小時（擴(kuò)眼時間）就將906米的152 mm（6 in）井眼擴(kuò)至7 in，平均擴(kuò)眼速度達(dá)到了16.18米/小時；

3.4.2 LWD測井工具工作正常，取得了所需的地層數(shù)據(jù)。節(jié)省一趟鉆，節(jié)約了至少20個小時的鉆井時間；

3.4.3 1039米的127 mm（5 in）尾管在20小時之內(nèi)被順利下到位，下入過程中沒有任何遇阻；

3.4.4 127 mm（5 in）尾管順利固井，電測固井質(zhì)量優(yōu)良；

3.4.5 安全高效完成此次作業(yè)，無任何損失工時，無任何安全事故；

[1]Luis A.GONZALEZ,Eddie VALVERDE,Tommy LAIRD.RFID Provides Multiple On-Demand Activation/Deactivation Reli?ability to Underreaming[J].SPE 146033,2011.

[2]Luis A.GONZALEZ,Eddie VALVERDE,Tommy LAIRD.Improving underreaming reliability with RFID technology[J].World Oil,2012 Apr:51-63.