過(guò)管扶正器的研制與使用

李濤

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司壓裂酸化技術(shù)研究所,遼寧盤(pán)錦 124010)

過(guò)管扶正器的研制與使用

李濤

(中國(guó)石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司壓裂酸化技術(shù)研究所,遼寧盤(pán)錦 124010)

遼河油田所屬區(qū)塊目前很多壓裂酸化井的完井方式都采用尾管懸掛。在這種井身結(jié)構(gòu)中,壓裂封隔器入井后經(jīng)過(guò)懸掛器時(shí)比較困難,很容易造成封隔器膠筒損壞,嚴(yán)重影響后期壓裂施工。尤其是在大斜度井中,壓裂封隔器在經(jīng)過(guò)懸掛器時(shí)受損的幾率顯著增大,造成的后果更為嚴(yán)重。針對(duì)上述問(wèn)題,研制出了適合尾管懸掛完井方式的壓裂工藝管柱輔助工具——過(guò)管扶正器。這種扶正器有效解決了常規(guī)扶正器在井內(nèi)懸掛器位置無(wú)法繼續(xù)下入的問(wèn)題,有效保護(hù)了入井的壓裂封隔器,在遼河油田所屬各大采油廠得到了廣泛應(yīng)用。[1～2]

尾管懸掛 壓裂封隔器 過(guò)管扶正器

隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，深井、超深井、分支井、小井眼、小間隙井等鉆井技術(shù)的興起，以及老井側(cè)鉆技術(shù)的高速發(fā)展，尾管固井技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在采用尾管完井時(shí)往往需要用到懸掛器，正是由于懸掛器的存在，尾管與上一級(jí)套管的連接處產(chǎn)生了井徑突變，給后期的井下作業(yè)帶來(lái)了諸多不便——經(jīng)常有各種工藝管柱入井后，在通過(guò)變徑點(diǎn)位置時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)刮碰、遇阻等現(xiàn)象;有的甚至無(wú)法通過(guò)，而不得不將全部管柱從井內(nèi)起出來(lái);有的雖然經(jīng)過(guò)多次提放、旋轉(zhuǎn)管柱等方法，使得入井工藝管柱通過(guò)了懸掛器，但是，它卻不能保證入井工具在進(jìn)入下一級(jí)套管中完好無(wú)損。尤其是壓裂酸化施工中使用的封隔器，很容易被刮傷、刮壞，在地面又很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在高壓施工中，由于其弱點(diǎn)的存在、承壓強(qiáng)度下降，極易造成油套間的突然竄通，使得施工無(wú)法進(jìn)行。輕則帶來(lái)人力、物力的損失浪費(fèi)，重則造成人員傷亡、設(shè)備損壞，即給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患。同時(shí)，也給正常的生產(chǎn)運(yùn)行、石油上產(chǎn)造成很大影響。可見(jiàn)，如何保障入井工具能順利地通過(guò)懸掛器，安全地進(jìn)入到下一級(jí)套管中，就顯得十分必要。[3]

針對(duì)這一普遍性的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)出了適用于尾管懸掛完井方式的壓裂工藝管柱輔助工具——過(guò)管扶正器。這種工具與入井工具相連接，在工具通過(guò)懸掛器之前可以保證工具在井眼內(nèi)居中，以便入井工具順利經(jīng)過(guò)懸掛器，且不影響工具與入井管柱進(jìn)入下一級(jí)套管，大大增加了井下施工的成功率。

1 技術(shù)分析

(1)結(jié)構(gòu)。過(guò)管扶正器結(jié)構(gòu)如圖1所示。過(guò)管扶正器結(jié)構(gòu)主要由特殊短接、過(guò)管扶正器總成、扶正體、內(nèi)扶正塊、彈簧片、擋環(huán)、剪切環(huán)、卸載銷釘、緊固螺釘?shù)炔考M成。

(2)工作原理:使用時(shí)，將過(guò)管扶正器與工藝管柱，通過(guò)油管絲扣連接起來(lái)，位置放在需要防護(hù)的工具上端，并隨管柱一起入井。

下管途中，由于過(guò)管扶正器始終處于被保護(hù)工具的上端，其扶正體外徑與大直徑套管內(nèi)壁之間保持6～8mm的間隙，讓入井工具在井筒上部大套管中居中。在工具快要到達(dá)懸掛器位置時(shí)，緩慢下放管柱(此時(shí)，注意觀察指重表懸重變化)，當(dāng)過(guò)管扶正器的剪切環(huán)接觸懸掛器上臺(tái)階，加壓2～3噸(也可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定加壓載荷)，卸載銷釘被剪斷，釋放過(guò)管扶正器總成，總成被阻留在尾管懸掛器上端，繼續(xù)起到扶正油管的作用。同時(shí)入井工具也可安全順利地進(jìn)入下一級(jí)小直徑套管內(nèi)，而不被刮碰。在油管接箍經(jīng)過(guò)過(guò)管扶正器時(shí)，內(nèi)扶正塊在外力作用下被擠壓，油管接箍即可順利通過(guò)，然后又在彈簧片的彈力作用下伸出體外，抱住油管本體，使油管也能處于井徑的中心線位置，順利地通過(guò)尾管懸掛器;起管時(shí)，內(nèi)扶正塊又會(huì)在彈簧片的彈力作用下，使其下端臺(tái)階卡在下部油管接箍的上端，使得過(guò)管扶正器能夠被管柱一起帶出井。

圖1

2 優(yōu)點(diǎn)

(1)操作方便。過(guò)管扶正器與被保護(hù)入井工具連接簡(jiǎn)單，十分便于操作。

(2)這種過(guò)管扶正器在入井后被截留在懸掛器上端，不影響工具及入井管柱進(jìn)入下一級(jí)套管和后續(xù)的施工作業(yè)。

(3)采用四周均布的扶正體，為入井管柱與套管之間留下了較大的過(guò)流面積，不會(huì)在后續(xù)的洗井等作業(yè)中產(chǎn)生較大的截流壓差。

(4)鋼體強(qiáng)度高，耐磨性強(qiáng)，隨管柱起出來(lái)以后，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的維護(hù)，更換卸載銷釘后可以重復(fù)使用。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

自該過(guò)管扶正器研制成功以來(lái)，至今已在遼河油區(qū)實(shí)際應(yīng)用超過(guò)100井次，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。目前正大量使用于遼河油區(qū)的勘探井，其直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到每井次8000—12000元不等。如果在遼河油區(qū)的壓裂酸化施工中，因壓裂封隔器在經(jīng)過(guò)懸掛器時(shí)遇阻無(wú)法下放而起出再?gòu)男孪氯牍苤?，則施工周期會(huì)延長(zhǎng)兩天左右，損失較大的設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。更嚴(yán)重的情況是，壓裂封隔器在經(jīng)過(guò)懸掛器時(shí)因偏磨受損，而造成后續(xù)的壓裂施工失敗，則損失更大。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)針對(duì)尾管懸掛完井方式的井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析出入井封隔器受損的原因。

(2)克服常規(guī)扶正器的弱點(diǎn)，有針對(duì)性地研制出過(guò)管扶正器。

(3)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用檢驗(yàn)，使用效果良好，大大降低了后續(xù)壓裂酸化施工風(fēng)險(xiǎn)，且成本低廉。其推廣應(yīng)用前景廣闊。

[1]趙金洲,張桂林.鉆井工程技術(shù)手冊(cè)(第二版)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2010:982-998.

[2]趙磊.簡(jiǎn)明井下工具使用手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004:33-57.

[3]俞紹誠(chéng)等.水力壓裂技術(shù)手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2010: 508-525.