油田水平井打撈技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉燕(中國(guó)石油遼河油田分公司冷家油田開(kāi)發(fā)公司, 遼寧 盤(pán)錦 124010)

油田水平井打撈技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉燕(中國(guó)石油遼河油田分公司冷家油田開(kāi)發(fā)公司, 遼寧 盤(pán)錦 124010)

以提高單井油氣產(chǎn)量、提高油藏采收率為根本目標(biāo)的水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)在遼河油田得到了廣泛成功的應(yīng)用，水平井開(kāi)發(fā)給井下作業(yè)技術(shù)帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，水平井作業(yè)與傳統(tǒng)直井、定向井作業(yè)從某種意義上講有天壤之別。遼河油田是在難度較大的水平井打撈、大修等方面獲得了突破，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

遼河油田；水平井；打撈；解卡

隨著油田水平井所占比例逐年增加，水平井的修井作業(yè)施工也隨之增加，促進(jìn)了對(duì)水平井作業(yè)技術(shù)的需求。水平井、特殊結(jié)構(gòu)井的特性決定了它的修井工藝與常規(guī)井眼修井工藝有本質(zhì)的不同，為此，我們從水平井修井的基礎(chǔ)理論研究、工具開(kāi)發(fā)、技術(shù)配套等方面進(jìn)行了深入研究。水平井和直井相比具有井眼軌跡的特殊性，常規(guī)打撈工具不能直接下入，目前的水平井修井技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)掉入彎曲和水平段內(nèi)的常規(guī)管柱進(jìn)行解卡打撈和磨銑處理，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水平井的連續(xù)沖砂作業(yè)。但對(duì)于水平井分段壓裂管柱的阻卡，解卡還存在一定的難度。

1 水平井打撈作業(yè)難點(diǎn)分析

(1)井眼軌跡特點(diǎn) 我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)施的水平井目的層是多穿過(guò)油層，保持與油層的走向。水平段的井斜角大到一定的程度，井眼曲率變化就會(huì)增大，連續(xù)增斜段長(zhǎng)，水平位移大等特點(diǎn)。水平井按曲率變化可分為長(zhǎng)曲率、中曲率和短曲率水平井。

(2)打撈管柱受力分析 水平井中管柱設(shè)計(jì)復(fù)雜，帶來(lái)了受力情況多種因素共同影響，不同的井段管柱受力不同，特別是“鐘擺力”和彎曲應(yīng)力很大、分力多。“鐘擺力”使得井內(nèi)管柱貼近井壁低邊，比如在水平段中，由于鉆柱重量的軸向分量為零，因而必須借助上部鉆柱的“推動(dòng)”才能使這部分鉆柱向前移動(dòng)。

鐘擺力：f=w×sinα

式中：α為井斜角；W為卡點(diǎn)以下管柱質(zhì)量。

當(dāng)α等于直角時(shí)，鐘擺力f等于水平段管柱重量，使得起下管柱磨阻達(dá)到最大，并隨著水平段管柱增長(zhǎng)而增加。

作業(yè)設(shè)備的提拉載荷要克服打撈管柱重量及套管與打撈管柱之間的摩擦力才能傳遞到落魚(yú)，打撈解卡的技術(shù)核心就在于保證作用在落魚(yú)上的力。

(3)下井工具長(zhǎng)度確定 水平井實(shí)施打撈過(guò)程中，我們所用到的工具基本都是大口徑，長(zhǎng)度大的打撈工具，能否順利下入到目的層，避免二次卡井，我們選擇的工具能否順暢下入，成為打撈的關(guān)鍵所在，目前通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用和科研院所的研究，打撈工具日趨成熟，不過(guò)在打撈過(guò)程中由于井下?tīng)顩r復(fù)雜，打撈工具卡井狀況時(shí)有發(fā)生，打撈工具的攻關(guān)與研制仍是日后努力的方向。

2 水平井打撈解卡工藝技術(shù)研究

(1)選擇打撈工具的原則 一是對(duì)打撈工具進(jìn)行優(yōu)選，選擇可退式打撈式工具，通過(guò)理論分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)井內(nèi)生產(chǎn)情況、落物結(jié)構(gòu)、落物狀態(tài)設(shè)計(jì)打撈管柱。防砂管柱和丟手封隔器卡封管柱，遇卡可能性較大，打撈管柱設(shè)計(jì)為：可退打撈工具+水平井生力器＋3×45°倒角油管＋普通油管。從直井段落入水平段的落物(包括下移的防落物、落井螺桿泵及其它生產(chǎn)管柱)遇卡可能性較小，打撈管柱設(shè)計(jì)為：可退打撈工具+扶正器＋3×45°倒角油管＋普通油管。

(2)砂埋油管打撈技術(shù) 遼河油田水平井埋深大、水平段較長(zhǎng)，流體性質(zhì)復(fù)雜，腐蝕因素多，導(dǎo)致井下管柱斷脫、套管破損等事故，打撈作業(yè)過(guò)程復(fù)雜。以某井為例，該井在作業(yè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上部7"套管破損，油管腐蝕穿孔，破損處出砂，將下部1700m油管砂埋，在該井水平段、小井眼打撈砂埋油管的井下作業(yè)中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，由用常規(guī)工具進(jìn)行套銑、公錐、母錐、倒扣撈矛、卡瓦打撈筒打撈等方法；到引用高效銑鞋進(jìn)行套銑、鉆磨、卡瓦打撈筒根部打撈法(進(jìn)度提高了近二倍)；再到大斜及水平段鉆磨、套銑打撈，最終處理完井下全部落魚(yú)，為水平井事故處理進(jìn)行了有益探索。通過(guò)目前對(duì)該井的打撈施工，說(shuō)明井下作業(yè)的順利實(shí)施取決于對(duì)井下?tīng)顩r的正確判斷分析、優(yōu)良的套磨打撈工具，合理的鉆具組合，科學(xué)的套磨參數(shù)，和關(guān)鍵工藝的正確精心操作?？梢缘贸觯恒@磨、套銑、卡瓦撈筒根部倒扣打撈技術(shù)，合理的鉆具組合是處理大斜段、水平段井下砂埋貼壁管柱較為理想的一項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)在以后的類似作業(yè)中進(jìn)行試推廣。高效銑鞋在套銑過(guò)程中，因銑鞋內(nèi)壁加有鎢鋼粉，可以很好對(duì)管類落物進(jìn)行套磨，并使魚(yú)頭規(guī)則化而不復(fù)雜，同時(shí)半圓形引子減小了套銑時(shí)蹩鉆現(xiàn)象且更容易進(jìn)魚(yú)。套銑管帶卡瓦撈筒根部倒扣打撈相比反扣公、母錐倒扣更容易操作也更安全，同時(shí)可使打撈進(jìn)度提高二倍。鉆磨及套銑時(shí)帶撈杯能及時(shí)將落魚(yú)周圍的鐵屑清理干凈，可降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提高作業(yè)成功率。該井從撈杯內(nèi)累計(jì)撈出鐵屑及打撈工具殘塊很多。鉆磨至接近落魚(yú)根部1根油管時(shí)應(yīng)及時(shí)下卡瓦撈筒進(jìn)行打撈，以提高處理速度。

(3)打撈解卡作業(yè)工藝 打撈前必須做好充分準(zhǔn)備工作，所有下井工具必須認(rèn)真檢查地面試驗(yàn)合格后方可下井。做好打撈前輔助工序的施工，地面輔助設(shè)施必須準(zhǔn)確可靠。

①?zèng)_洗魚(yú)腔：下入專用密封插頭探砂面，沖洗留井魚(yú)腔。將密封插頭插入留井魚(yú)腔內(nèi)，正、反擠一定量修井液有利于落魚(yú)松動(dòng)。對(duì)于防砂管較長(zhǎng)、出砂嚴(yán)重的井可先下連續(xù)油管進(jìn)行防砂管內(nèi)沖砂。②刮削：下套管刮削器刮削洗井，對(duì)魚(yú)頂以上套管反復(fù)刮削，有利于井下液壓生力器的座封。③通井：下入長(zhǎng)度及外徑不小于打撈管柱最大工具的通井規(guī)通井至魚(yú)頂。④打撈：下入打撈管柱打撈，如上提遇卡，油管打壓生力器工作，可反復(fù)打壓放壓，直至解卡，如不能解卡則退出打撈工具。

[1]高慶云,張雪芹,王青川,孟憲軍,張際春.套損注水井復(fù)雜井筒再造工藝技術(shù)實(shí)踐與認(rèn)識(shí) [J].油氣井測(cè)試,2011，(05).

[2]吳壯坤,謝先平.小井眼修井工藝技術(shù)應(yīng)用研究[J].斷塊油氣田，2007，(01).