延長(zhǎng)氣田延303平1井下套管遇阻原因分析及方案優(yōu)化

白 杰，毛亞軍，余明龍，龐方言，許永華

（陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司延長(zhǎng)氣田采氣一廠，陜西 延安 716000）

水平井下套管遇阻卡情況普遍存在，處理下套管遇阻，不但會(huì)消耗大量人力、物力、財(cái)力，還會(huì)增加井下安全風(fēng)險(xiǎn)，增大作業(yè)成本，影響油氣田開發(fā)進(jìn)度[1]。為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，避免類似情況再次發(fā)生，下面結(jié)合延303平1井下套管遇阻案例，進(jìn)行了分析總結(jié)。

1 基本情況

延長(zhǎng)氣田于鄂爾多斯盆地東南部，區(qū)內(nèi)延303平1井是一口三開水平井，位于陜西省延安市延長(zhǎng)縣境內(nèi)，設(shè)計(jì)斜深3844.06m，目的層位山12段。該井于2019年8月1日開鉆，2019年9月21日17時(shí)00分鉆至2714.31m時(shí)，計(jì)劃下入二開技術(shù)套管，當(dāng)時(shí)泥漿密度1.15g/cm3，該井井眼直徑222.2mm，井內(nèi)套管串結(jié)構(gòu)為Φ177.8mm浮鞋+Φ177.8mm套管2根+Φ177.8mm浮箍+轉(zhuǎn)換套管+Φ177.8mm套管串+聯(lián)頂節(jié)。

2 遇阻情況及處理措施

2.1 下套管前通井

該井按設(shè)計(jì)二開鉆至2860m后，開始單扶通井下至井底，開泵正常，期間無遇阻情況。循環(huán)好后起鉆至直井段，后又下至井底循環(huán)至振動(dòng)篩處無砂子，起鉆后測(cè)井，2趟傳輸測(cè)井至井底，無遇阻遇卡現(xiàn)象。其后下雙扶鉆具組合通井，下鉆至井底也無遇阻現(xiàn)象，循環(huán)至振動(dòng)篩處無砂子后起鉆到直井段，再次下至井底循環(huán)，循環(huán)2周后注入含塑料小球鉆井液1t至井底，起鉆正常無遇阻顯示。

2.2 下套管遇阻及固井情況

2019年9月21 日2：00開始下套管，期間下套管正常，扶正器按照設(shè)計(jì)要求下入，17：00下套管至2714m遇阻（設(shè)計(jì)下深2850m），上提正常，活動(dòng)幾次后無明顯緩解，接循環(huán)頭后單凡爾開泵，泵壓較高，間斷循環(huán)頂通，發(fā)生滲透性漏失，套管上提下放均有顯示，配堵漏漿進(jìn)行堵漏；22日堵漏成功，三凡爾開泵泵壓6MPa，泵壓正常，上提下放均有顯示，中部約有0.5m自由段；23日2：30注入濃度8%燒堿水，靜止浸泡解卡，至20：00上提套管未能提出，自由活動(dòng)間距仍為0.5m；24日16：00-25日9：00套管活動(dòng)解卡后持續(xù)循環(huán)下至2775m再次遇阻（設(shè)計(jì)下深2850m）；26日9：00上提下放位置不動(dòng)，活動(dòng)間距2m，泵壓6MPa，現(xiàn)場(chǎng)以活動(dòng)循環(huán)為主；27日1：00注入5噸柴油、解卡劑4桶，進(jìn)行靜止浸泡解卡。27日13：00后開始間斷的上提下放套管；28日8：00套管未解卡，嘗試活動(dòng)鉆具，開泵循環(huán)，發(fā)現(xiàn)泵壓為7MPa，若持續(xù)開泵循環(huán)，則泵壓繼續(xù)上升，28日12：00仍無法活動(dòng)套管，且循環(huán)時(shí)環(huán)空仍出現(xiàn)憋壓情況，套管繼續(xù)下放難度大，且套管鞋處井斜達(dá)83°，泥漿性能又不是很理想，再加上井壁極不穩(wěn)定，存在井壁垮塌而導(dǎo)致無法固井，及井眼報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)，為了降低損失，挽救該井，決定提前實(shí)施固井作業(yè)，套管最終下深2775m；28日22：00開始固井，直至29日0:34分碰壓，固井施工順利完成。

3 認(rèn)識(shí)與分析

3.1 套管遇阻分析

1）井眼準(zhǔn)備方面。該井套管遇阻位置巖性為泥巖，井斜83°，井壁經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)沖刷，泥餅被破壞，處于近水平段，井壁極不穩(wěn)定，出現(xiàn)掉塊及垮塌現(xiàn)象，且遇阻位置以下井徑突然減小，套管下放困難，導(dǎo)致套管被卡死。

2）該井下入套管直徑為177.8mm，扶正器直徑為210mm，井眼直徑為222.2mm，套管、扶正器與井眼三者之間的間隙較小，套管又相較鉆桿，與井壁接觸面積大，套管靜止時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致黏卡[2]。

3）該井套管壁厚為10.36mm，本身剛性較強(qiáng)，水平井井眼軌跡相較直井更為復(fù)雜，遇到調(diào)整井斜段不易通過，使得套管柱卡在彎曲井段而無法下入。

4）根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，該井扶正器采用旋流剛性滾珠扶正器和彈性扶正器交替下入，目前扶正器的選擇及間距，水平井摩阻大對(duì)套管的順利下入也會(huì)造成一定的影響，所以扶正器間距、用量及選擇還有待優(yōu)化。

3.2 處理過程認(rèn)識(shí)

3.2.1 套管下放遇阻后固井隊(duì)待命及時(shí)

套管下放遇阻后，固井隊(duì)一直在井場(chǎng)待命，以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，為鉆井隊(duì)在處理套管遇阻情況時(shí)，免去后顧之憂，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，減小損失，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)值得總結(jié)和應(yīng)用。

3.2.2 套管下放遇阻后第一次處理有效

套管下放遇阻后，第一時(shí)間活動(dòng)套管，并開泵循環(huán)，避免套管進(jìn)一步卡死，然后注入濃度8%燒堿水，浸泡解卡，最后解卡成功，起到了一定的處理效果。

3.2.3 第二次處理無效原因

井壁經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)沖刷，泥餅被破壞，又因遇阻位置井斜達(dá)83°，接近水平段，井壁不穩(wěn)定，出現(xiàn)掉塊及垮塌現(xiàn)象，導(dǎo)致套管被卡死，處理無效。因井筒循環(huán)出現(xiàn)憋壓情況，事發(fā)突然，需緊急處理，決定提前固井，防止井眼報(bào)廢。

3.3 處理對(duì)后期施工的影響分析

3.3.1 固井質(zhì)量分析

經(jīng)查看延303平1井二開固井質(zhì)量圖，1030～1380m，1916～2760m，聲幅值顯示 20%以內(nèi)，屬于固井質(zhì)量良好。

3.3.2 三開鉆進(jìn)情況

該井10月22日三開開鉆，鉆井施工一切正常，再未出現(xiàn)掉塊、垮塌、起下鉆遇阻等情況，水平段鉆進(jìn)1000m，目前該井已經(jīng)順利完鉆，砂體鉆遇率80.6%，完鉆井深3886m。

4 下步優(yōu)化方案

1）加強(qiáng)井眼質(zhì)量控制，保證井眼軌跡圓滑。大力提升地質(zhì)導(dǎo)向與定向人員的專業(yè)素質(zhì)，同時(shí)優(yōu)化導(dǎo)向和定向軟件技術(shù)性能，為井眼質(zhì)量控制提供堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)保障。

2）優(yōu)化鉆井液性能，充分發(fā)揮鉆井液的潤(rùn)滑與攜砂作用，清潔凈化井眼，降低下套管時(shí)的摩阻，以此來降低卡鉆幾率。

3）合理選用扶正器數(shù)量、類型以及間距。①扶正器安放間距太小，套管不易彎曲，通過彎曲段時(shí)會(huì)變得非常困難。相反，如果扶正器安放間距較大，套管就容易彎曲，但是假如其彎曲過大，受井眼條件的約束，而增加其與井壁的接觸面積，產(chǎn)生更大的摩擦力，影響套管下入井內(nèi)[3]。②扶正器類型方面，因?yàn)闈L珠扶正器與井壁接觸方式為滾動(dòng)接觸，其與井壁接觸面積相比剛性扶正器、彈性扶正器最小，所以滾珠扶正器的摩阻系數(shù)最小，建議區(qū)內(nèi)可以推廣使用滾珠扶正器[4]。③考慮扶正器安放間距太小，套管剛度大，易擦掛井壁發(fā)生掉塊，從利于套管下入考慮，建議每三根套管安放一個(gè)扶正器[5]。

4）合理設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)，降低下套管作業(yè)難度。合理選取鉆頭尺寸與套管尺寸，盡量增大井內(nèi)初始環(huán)空間隙，減小套管與井壁接觸面積，從而減小下套管的摩阻力。借鑒本區(qū)塊前期經(jīng)驗(yàn)，建議開次由三開優(yōu)化為四開井。

5 結(jié)論

為防止下套管遇阻，可從以下方面預(yù)防：1）在下套管前期作業(yè)中，加強(qiáng)井眼質(zhì)量控制，特別是斜井段的全角變化率的控制，保證井眼軌跡圓滑，降低下套管阻力。2）注入性能優(yōu)良的潤(rùn)滑劑，改善鉆井液的潤(rùn)滑性能，降低下放摩阻。3）下套管前必須進(jìn)行通井作業(yè)，對(duì)阻、卡井段應(yīng)認(rèn)真劃眼。單扶通井一次，雙扶通井兩次。一般通井鉆具組合的最大外徑和剛度應(yīng)不小于原鉆具組合。對(duì)于深井、大斜度井和水平井，通井鉆具組合的最大外徑和剛度應(yīng)不小于下入套管的外徑和剛度。