上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

當(dāng)前常用的上部注水泥固井下部篩管完井技術(shù)施工結(jié)束后要進(jìn)行六棱鉆頭鉆塞作業(yè)，鉆塞不但影響油井生產(chǎn)時(shí)間、增加作業(yè)費(fèi)用，而且鉆塞過(guò)程中容易對(duì)套管、篩管和井下工具造成一定的傷害，甚至影響開(kāi)發(fā)后期的修井作業(yè)。對(duì)固井完井工藝和相關(guān)工具進(jìn)行分析研究，給出了一種不用鉆塞的上固下篩固井完井技術(shù)和相關(guān)的配套工具的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了單流可脫落式盲板和單流式注水泥器，這大大節(jié)省了施工時(shí)間，節(jié)省了施工費(fèi)用。相關(guān)的研究結(jié)果表明，上固下篩一體化快速固井完井技術(shù)簡(jiǎn)化了固井完井施工作業(yè)流程，極大降低了施工過(guò)程中的各種風(fēng)險(xiǎn)，適合在各種疏松砂巖的水平井、直井和側(cè)鉆井等使用，同時(shí)也推動(dòng)了相關(guān)的配套工具的設(shè)計(jì)研發(fā)進(jìn)程。

篩管；固井；快速；完井

上部注水泥下部篩管完井技術(shù)是針對(duì)疏松砂巖水平井的主要技術(shù)，該技術(shù)能節(jié)省中間套管，同時(shí)增大油層裸露程度，應(yīng)用較為廣泛［1］-［2］。但是目前的固井完井工藝施工后要進(jìn)行鉆塞，這大大增加了作業(yè)時(shí)間和費(fèi)用，而且鉆塞過(guò)程中鉆頭容易對(duì)套管和固井工具造成一定的傷害，甚至造成固井完井故障。本文研究的上固下篩一體化固井完井工藝通過(guò)對(duì)相關(guān)固井工具進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，免去了原工藝的鉆塞過(guò)程，有效地避免了可能存在的上述固井完井事故。通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)研究，保持了原工藝上部注水泥下部篩管完井的流程，同時(shí)施工結(jié)束后只需下入絲堵將脫落件推入井底即可。該技術(shù)能非常有效保護(hù)套管安全，大大提高固井質(zhì)量和油井完井質(zhì)量，滿足了油井的長(zhǎng)期有效開(kāi)發(fā)規(guī)劃。但是，原工藝存在的問(wèn)題歸根到底是相關(guān)固井完井工具的性能影響了該技術(shù)的進(jìn)展，對(duì)該工藝工具的研究非常急需。因此，開(kāi)展了上固下篩一體化快速固井完井工具及工藝的研究，以便對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行解決。

1 關(guān)鍵工具設(shè)計(jì)思路

（1）注水泥器 注水泥器是上部注水泥下部篩管完井技術(shù)的主要工具之一，以往的工藝要單獨(dú)下入注水泥器和盲板，二者配合使用。新的注水泥器，如圖1所示，增加了脫落筒7且替漿塞設(shè)置成為單流式替漿塞1，工作時(shí)，首先管內(nèi)憋壓，將注水泥器下部的裸眼封隔器漲封，然后打高壓將注水泥孔4打開(kāi)進(jìn)行注水泥作業(yè)。替漿塞設(shè)置為單流式替漿塞1，該替漿塞下入到注水泥器位置時(shí)，先與脫落筒7鎖定在一起，帶動(dòng)關(guān)閉筒6向下運(yùn)動(dòng)剪斷剪釘3，此時(shí)注水泥孔4被關(guān)閉，繼續(xù)打壓剪斷脫落剪釘5，單流式替漿膠塞2和脫落筒7鎖定在一起與注水泥器分離，此時(shí)泥漿可以通過(guò)單流式替漿膠塞1向上流動(dòng)。

（2）單流盲板 原工藝盲板為不通腔，下入管柱的過(guò)程中要每十根管柱灌一次泥漿，減少浮力影響。新的盲板通過(guò)單流盲板圖2的設(shè)計(jì)，使泥漿能夠通過(guò)單流球3向上運(yùn)動(dòng)達(dá)到了在下入管柱的過(guò)程中不用灌漿的目的，簡(jiǎn)化施工程序。使用該盲板時(shí)，先將管內(nèi)打高壓，圖2單流盲板中的單流球3、球座4和內(nèi)筒5便一起向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，脫落剪釘2在軸向剪切力的作用下被剪斷，內(nèi)筒5與外筒1脫離。此時(shí)，便可下入鉆桿，將單流式注水泥器圖1和單流盲板2一起推入到井底，鉆桿末端設(shè)置有內(nèi)通型導(dǎo)向堵。

2 固井完井主要工藝

（1）固井完井管柱結(jié)構(gòu) 上固下篩一體化快速固井完井管柱從下到上為絲堵+洗井篩管+礫石充填裝置+篩管（帶滾輪扶正器）+單流盲板+裸眼封隔器+單流式注水泥器+套管至井口。

（2）施工流程和注意事項(xiàng) ①井眼準(zhǔn)備，用泥漿充分循環(huán)清洗。②用通井規(guī)對(duì)井眼進(jìn)行通井。③按照設(shè)計(jì)的管柱結(jié)構(gòu)依次下入工具。④管柱串在下入過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的速度下入，嚴(yán)禁頓撞和變速。⑤盲板、注水泥器和裸眼封隔器的上下接頭處要涂抹密封膠。⑥管柱下入到預(yù)定位置后，進(jìn)口接入水泥頭，打入泥漿，打壓漲封裸眼封隔器。⑦穩(wěn)壓10分鐘后，繼續(xù)打壓至壓力突降為0，注水泥孔打開(kāi)，充分循環(huán)泥漿至進(jìn)出口液體一致。⑧注水泥作業(yè)，注入設(shè)計(jì)量的水泥。⑨然后進(jìn)行替漿作業(yè)，釋放單流式替漿膠塞，將水泥頂替到套管環(huán)空內(nèi)。⑩替漿膠塞到達(dá)注水泥處碰壓，關(guān)閉注水泥孔。繼續(xù)打壓至脫落筒剪釘剪斷與外筒分離。⑾通過(guò)打高壓使單流盲板的內(nèi)筒剪斷剪釘，與外筒分離。⑿下入鉆桿，底帶內(nèi)筒型導(dǎo)向堵，將單流盲板和單流式注水泥器的脫落部分一起推入到井底。此時(shí)泥漿可以在各個(gè)單流工具內(nèi)向上流動(dòng)，消除了流體的阻力。

3 結(jié)語(yǔ)

①上固下篩一體化快速固井完井技術(shù)免去了鉆塞的程序，減少了固井完井過(guò)程中的各種風(fēng)險(xiǎn)，增加了油井生產(chǎn)時(shí)間。②單流盲板的設(shè)計(jì)使用該工藝在下入固井完井管柱的過(guò)程中不用灌漿，減少了管柱下放過(guò)程中的流體阻力，提高了施工效率，節(jié)省施工作業(yè)的費(fèi)用。③該工藝在管柱末端下入礫石充填裝置，可進(jìn)行礫石充填防砂作業(yè)。

圖1 單流式注水泥器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 單流盲板結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 固井工具推入井底

［1］劉言理、聶上振.上部注水泥下部精密復(fù)合篩管完井技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.化工管理，2015，05，158-159.

［2］劉言理、聶上振、楊延征.水平井完井方法研究和優(yōu)選［J］.價(jià)值工程，2015，10，34（378），94-95.

［3］劉言理. 水平井充填一體化化學(xué)防砂完井技術(shù)在海上油田的應(yīng)用［J］.化工管理，2015，07，149-150.