小井眼井鉆塞配套關(guān)鍵技術(shù)探究

辛廣峰

摘要：采用小井眼井大幅度地降低低滲透、特低滲透油氣田的開發(fā)成本，來提高該類氣田的開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益顯得十分緊迫和非常必要。目前，研究區(qū)塊共有油井中小井眼井占油井總數(shù)的7.4%，隨著生產(chǎn)開發(fā)逐年增加，后續(xù)需鉆塞配合的增產(chǎn)措施日益增多，如擠灰、壓裂防砂、化學(xué)堵水、大劑量調(diào)剖等，措施后堵劑在井筒內(nèi)凝固，形成一定長(zhǎng)度的堵塞段，常規(guī)沖砂沖不動(dòng)，需要鉆塞。目前，油田小井眼鉆塞以螺桿鉆鉆塞為主要方式。因此查找影響小井眼鉆塞效率低的原因，采取措施，提高小井眼鉆塞效率，是目前的當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：小井眼井;鉆塞配合;螺桿鉆;鉆塞效率

修井作業(yè)工藝技術(shù)是伴隨著油田勘探開發(fā)以及采油工藝的發(fā)展而不斷發(fā)展的，各種完井方式不斷增加，完井套管直徑小于Φ139.7 mm的小井眼井逐年增加。隨著小井眼采油配套技術(shù)的應(yīng)用，側(cè)鉆井的增多，以及不斷的井下作業(yè)施工，小井眼事故井?dāng)?shù)也隨之增加，也相應(yīng)的需要進(jìn)行修井作業(yè)。

由于小井眼井徑小，配套工具困難，環(huán)空容積小，易卡鉆。常規(guī)螺桿鉆具難以滿足小井眼鉆塞要求，導(dǎo)致小井眼鉆塞效率低。該文從小井眼鉆塞工藝技術(shù)的特點(diǎn)入手，對(duì)小井眼鉆塞技術(shù)進(jìn)行了研究說明，對(duì)于提高小井眼修井技術(shù)水平具有重要的指導(dǎo)意義。

1 存在問題分析

（1）鉆塞效率低、進(jìn)尺困難。小井眼螺桿鉆外徑尺寸一般有φ73mm、φ89mm，φ95mm 三種，提供的扭矩僅為0.3-1KN.m，遇到較硬的灰面，進(jìn)尺困難，最后需轉(zhuǎn)大修鉆塞。并且小螺桿鉆易堵塞、需起管更換鉆具，鉆塞效率低。

（2）井徑小，配套工具困難。油田最小井眼為4吋套管，套管內(nèi)徑僅為φ86mm，限制了鉆塞作業(yè)工具的配套尺寸，大部分鉆塞工具不適用。小井眼鉆塞工具品種少，井下工具強(qiáng)度難以滿足要求，可靠性差。

（3）環(huán)空容積小，易卡鉆。由于井眼容積小，加上內(nèi)有管柱，空間更小，大塊固體顆粒不易返排，循環(huán)不暢造成堆積，易卡鉆。

2 小井眼井鉆塞配套技術(shù)

2.1動(dòng)力水龍頭裝置

動(dòng)力水龍頭裝置是一種新型的石油天然氣修井作業(yè)裝備，可替代常規(guī)轉(zhuǎn)盤和螺桿鉆驅(qū)動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。動(dòng)力水龍頭集機(jī)械、液壓、氣動(dòng)于一體，由水龍頭本體、液壓站和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)三大部分組成。

（1）動(dòng)力水龍頭本體是裝置的執(zhí)行部件，由形提環(huán)、鵝頸管、沖管盤根、反扭矩臂、減速箱、液壓馬達(dá)、主軸等組成。

（2）液壓站向整個(gè)系統(tǒng)提供液壓油，由柴油機(jī)、主液壓泵、輔助液壓泵、油箱、控制元件和油路附件構(gòu)成。

（3）遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可對(duì)裝置隨時(shí)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和調(diào)節(jié)。采用液壓驅(qū)動(dòng)對(duì)主軸和轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級(jí)調(diào)控，各種作業(yè)參數(shù)可集中顯示和控制。在井下發(fā)生蹩鉆現(xiàn)象時(shí)操縱平臺(tái)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力升高，采取合理處置措施，為本質(zhì)化安全提供了保障。

2.2 小直徑平底磨鞋

將三牙輪或三刮刀鉆頭改為小直徑平底磨鞋，進(jìn)一步提高鉆進(jìn)速率。開發(fā)φ80mm小直徑平底磨鞋，滿足4吋套管內(nèi)鉆塞需求。平底磨鞋底面上堆焊YD合金和其他耐磨材料，利于用較大的鉆壓對(duì)灰面進(jìn)行研磨。它具有便于排砂、進(jìn)尺效率更快、強(qiáng)度更高、便于加壓的優(yōu)點(diǎn)。

2.3配套薄壁鉆桿

由于4吋套管內(nèi)徑為86mm，鉆桿外徑小于86mm的鉆桿有4種。而接箍是鉆桿外徑最大處，接箍小于86mm的鉆桿有φ50mm 鉆桿和φ60mm薄壁鉆桿，考慮到φ50mm 鉆桿外徑僅50mm，抗拉強(qiáng)度較低，故小井眼內(nèi)鉆桿選用φ60mm薄壁鉆桿。φ60mm薄壁鉆桿材質(zhì)采用G105管材加工而成，屈服強(qiáng)度：600MPa～605MPa，抗拉強(qiáng)度：716KN，斷后伸長(zhǎng)率：29.5%～30%。

2.4采用反循環(huán)沖砂方式

將平底磨鞋底部水眼擴(kuò)大，改變常規(guī)循環(huán)沖砂方式，由正循環(huán)改為反循環(huán)，便于將大塊固體顆粒返排出去，循環(huán)徹底干凈，一次鉆磨到底。

2.5管柱優(yōu)化

目前，油田的小井眼鉆塞管柱結(jié)構(gòu)為：牙輪或刮刀鉆頭+ 螺桿鉆+平式油管，本次對(duì)管柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，管柱組合上部常規(guī)套管內(nèi)選用Φ73mm加厚油管，底部小套管內(nèi)選用Φ60mm薄壁鉆桿，下部接相應(yīng)鉆頭。

2.6施工工藝

（1）組配鉆塞管柱。

（2）緩慢下探塞面，開泵循環(huán)正常后，下放鉆具至塞面。

（3）控制鉆壓20KN左右，一直鉆塞至設(shè)計(jì)深度。

（4）鉆塞完畢后，循環(huán)徹底干凈后起出管柱。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

小井眼鉆塞配套技術(shù)研究與試驗(yàn)，確保了油水井正常生產(chǎn)及后續(xù)增產(chǎn)措施的順利實(shí)施，為穩(wěn)產(chǎn)提供了有力保障和技術(shù)支撐。截至2017年8月，共成功實(shí)施2井次，成功率100%，1趟鉆磨管柱完成鉆磨作業(yè)，累計(jì)鉆塞101米，用時(shí)5小時(shí)，平均機(jī)械鉆速達(dá)到20m/h。貢獻(xiàn)增油388噸，節(jié)省大修作業(yè)費(fèi)用140萬元，合計(jì)創(chuàng)效147萬元。

典型井1：A井

該井于3月份實(shí)施壓裂防砂，施工后井筒內(nèi)形成高強(qiáng)度樹脂砂塞，常規(guī)沖砂沖不動(dòng)，該井還是小井眼5寸半套管懸掛4寸套管，實(shí)施常規(guī)螺桿鉆鉆塞難度極大，易卡鉆，存在施工安全風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)論證分析，決定實(shí)施小井眼鉆塞工藝。鉆塞井段：1240-1311m，進(jìn)尺：71m，施工時(shí)間：3.5h。

典型井2：B井

該井于5月份實(shí)施大劑量調(diào)剖后，在井筒內(nèi)形成堵劑段塞，硬度大。該井還是小井眼7寸套管懸掛5寸套管，在824米位置還存在套變，套管縮徑為Φ95×92mm。實(shí)施常規(guī)螺桿鉆鉆塞后無進(jìn)尺，鉆不動(dòng)。經(jīng)論證分析，決定實(shí)施小井眼鉆塞工藝。鉆塞井段：834-864m，進(jìn)尺：30m，施工時(shí)間：1.5h。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）配套小套管內(nèi)鉆塞管柱工具，實(shí)現(xiàn)小套管內(nèi)動(dòng)力水龍頭鉆塞零突破，在小井眼鉆塞領(lǐng)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了整體工藝創(chuàng)新。

（2）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該技術(shù)可一趟鉆磨管柱完成鉆磨作業(yè)，提高鉆塞一次成功率，可避免轉(zhuǎn)大修作業(yè)。

（3）與常規(guī)小井眼鉆塞相比，該技術(shù)具有縮短施工周期，節(jié)約作業(yè)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工安全性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]盧艷軍.鉆塞工藝技術(shù)研究與應(yīng)用.硅谷，2011（03）：103.

[2]蘇愿忠.動(dòng)力水龍頭在鉆塞施工中的應(yīng)用.科技傳播，2011（08）：109-110.