嚴(yán)重變形裸眼取換套工藝現(xiàn)場(chǎng)處理

張宏峰　張高峰

【摘? 要】針對(duì)常規(guī)裸眼井取換套工藝現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工案例，在嚴(yán)重變形裸眼取換套工藝實(shí)施過程中，按照井下情況進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，對(duì)于井下復(fù)雜情況提出對(duì)策及應(yīng)對(duì)措施，為裸眼取換套工藝的具體實(shí)施和應(yīng)用提出建設(shè)性參考。

【關(guān)鍵詞】套管變形;取換套

引言

隨著陸上油田開發(fā)進(jìn)入中后期，油水井套管損壞情況越來越嚴(yán)重，各油田都提出了一些針對(duì)性措施，減緩了套管的損壞速度，但是由于非均勻地應(yīng)力作用因素及套管腐蝕和注水壓裂酸化等必要的開發(fā)措施的應(yīng)用，套管損壞在一定時(shí)期內(nèi)，仍將是影響油田上產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的主要矛盾。 取換套技術(shù)是治理錯(cuò)斷、破裂、變形套損井的一種有效的技術(shù)手段，它可以徹底修復(fù)套管，恢復(fù)原井的技術(shù)指標(biāo)，能夠滿足地質(zhì)開發(fā)方案的技術(shù)要求，是目前修井領(lǐng)域最為徹底的套管修復(fù)技術(shù)。

隨著“示蹤保魚，內(nèi)割取套”等深部取套工藝相取得顯著的效果，但在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和特殊井況時(shí)，需要對(duì)工藝和工具適應(yīng)性進(jìn)行調(diào)整，本文以大港油田實(shí)施的一口典型裸眼取換套井為例，為該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的適應(yīng)性改進(jìn)提供參考。

1.Z9-47井概況

Z9-47井，地質(zhì)要求永久性封井，井深2830米，在2420m有11米氣層。在前期的施工中∮78mm鉛印至320.2m遇阻，打印印痕縮徑至67mm;∮78mm銑錐2h無進(jìn)尺憋鉆;∮48mm油管33根帶2根∮36mm空心桿試下，遇阻深度328m無法通過;24臂井徑測(cè)試儀提前遇阻、“鷹眼”井下視像測(cè)井儀顯示∮139.7mm原井套管在316m彎曲斷開。推測(cè)井筒情況見圖1，套管彎曲變形嚴(yán)重且存在錯(cuò)斷，導(dǎo)致井內(nèi)油氣層無法實(shí)施有效封堵。

該井位于人口稠密居民區(qū)，屬于高危施工區(qū)域，另外該井表層套管46.15m下入較淺，如果油氣上竄，表套不能有效分隔地層，油氣會(huì)隨著地層空隙竄到地面四處蔓延，大量人口要緊急疏散，故該井有較高的安全風(fēng)險(xiǎn)、井控風(fēng)險(xiǎn)、工藝風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)，存在重大的安全隱患。

2.取換套工藝的技術(shù)難點(diǎn)

（1）無法有效封堵井內(nèi)油氣層，施工存在較大井控風(fēng)險(xiǎn)，無法下入常規(guī)示蹤管，存在丟魚風(fēng)險(xiǎn)。

（2）套管變形直徑達(dá)到237.5mm，常規(guī)套銑組合無法有效將變形套管引入，容易將原井套管劈開后，側(cè)出原井筒軌跡，在沒有示蹤的前提下，導(dǎo)致丟魚;

（3）套銑過程中無法及時(shí)取套，原套管不可避免地對(duì)套銑筒產(chǎn)生影響，推動(dòng)套銑管改變軸線，更為嚴(yán)重的是脆弱的原套管在套銑管摩擦力和旋轉(zhuǎn)離心力作用下，極易斷裂下移，和魚頭重疊，引起下部套管魚頭“穿袖”現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響套銑速度，魚頭無法進(jìn)入套銑管，勢(shì)必會(huì)造成劈套管，套銑施工將異常艱難。

3.取換套工藝技術(shù)對(duì)策

（1）井口安裝2FZ35-35防噴器，配套244.5mm和139.7mm閘板，簡(jiǎn)易套管頭安裝地面引流管，以便對(duì)油氣上竄及時(shí)引流和采取應(yīng)急措施。

（2）無法設(shè)置常規(guī)示蹤管，割取原井套管深度不超過表套深度46.15m，如果造成魚頭穿袖情況，用同心變扣懸掛原井套管。

（3）受表套內(nèi)徑305mm限制，采用244.5mm套銑管+290mm套銑頭作為套銑管柱，轉(zhuǎn)速80～100r/min，鉆壓為40～60 KN。采用單級(jí)偏梯形螺紋套銑管，此套銑管具有連接強(qiáng)度大，容易對(duì)扣，不易亂扣，密封可靠，不會(huì)刺壞連接螺紋等優(yōu)勢(shì)。

（4）套銑頭內(nèi)腔為喇叭口狀，工作面鋪焊YD合金，可自動(dòng)引入套損點(diǎn)下部套管，可以磨銑不規(guī)則魚頂，避免了下部套管的破壞，保證魚頭規(guī)則不丟失。銑鞋底部為小波紋齒，底部圓周上開有5道馬蹄形水槽，以便套銑出的巖屑及時(shí)返出。

（5）配套動(dòng)力水龍頭，利用套銑管短接加深鉆進(jìn)，解決方鉆桿接單根上提露出魚頭重新找魚的風(fēng)險(xiǎn)。

（6）設(shè)計(jì)后腔式專用母錐MZ/5-1/2FH，前端加焊∮200mm引鞋，長(zhǎng)度2.5m，兼顧套銑、引入和造扣功能。

（7）套銑時(shí)將會(huì)產(chǎn)生大量地層巖屑，固控系統(tǒng)效率要求高，配套大排量泥漿泵、雙層振動(dòng)篩、離心機(jī)。

4.取換套工藝實(shí)施過程

（1）切割油層套管15m，焊表套套管頭，安裝液動(dòng)防噴器并試壓合格，安裝導(dǎo)流管，ρ1.15泥漿套銑。

（2）裸眼套銑深度315米進(jìn)尺緩慢，隨后發(fā)生卡鉆、活動(dòng)解卡1000KN開，起鉆發(fā)現(xiàn)套銑頭外壁泥包，內(nèi)部有大片切削粘土，套銑頭部分失去破巖能力。分析原因是表層鉆進(jìn)速度太快，切削井壁粘土尺寸過大;平原組地層粘土造漿作用強(qiáng)，加之泥漿凈化能力差，導(dǎo)致切削的鈣質(zhì)泥餅尺寸大，泥漿無法攜帶到地面，形成泥包鉆頭卡鉆。通過計(jì)算優(yōu)化鉆井液參數(shù)，調(diào)整泥漿泵排量至1.6m3/min，粘度35秒，提升井筒凈化能力，離心機(jī)清除泥漿中固相顆粒，采取恒鉆壓30KN勻速鉆進(jìn)。

（3）鉆進(jìn)至320米無進(jìn)尺，方鉆桿憋跳嚴(yán)重，接單根后遇阻深度變淺至318米，分析原因是原井套管在套銑過程中已斷脫，上部套管下沉和下部套管魚頭形成“穿袖”，超過套銑頭內(nèi)徑270mm，無法引入套銑筒，套銑頭側(cè)劈原井套管，造成套銑困難。

（4）下可退式倒扣撈矛，撈獲套管，下放鉆柱遇阻深度上移3m，驗(yàn)證了“穿袖”。下帶撥叉套銑頭，用動(dòng)力水龍頭下端連接同心變扣，內(nèi)接∮139.7mm原井套管，外接∮244.5mm套銑筒，進(jìn)行套銑鉆進(jìn)，消除了魚頭“穿袖”影響，擴(kuò)大套銑頭的擴(kuò)徑率，加大套銑管和井壁環(huán)形空間，防止粘卡。

（5） 套銑至385米，進(jìn)入明化鎮(zhèn)上段地層，停止鉆進(jìn)，起出上部斷脫套管，末端呈開花狀（圖2），側(cè)壁有磨銑痕跡，驗(yàn)證了前期套管斷脫和穿袖的判斷。

（6）下后腔式母錐套銑筒，引入魚頂，造扣，倒扣出破損套管，下帶引鞋套管對(duì)扣器+∮139.7mm套管對(duì)扣，試壓合格。

5.結(jié)束語

（1）嚴(yán)重彎曲井裸眼取換套在無法做到有效示蹤的前提下，不能貿(mào)然提出原井套管，以防丟魚造成施工困難，可以用同心變扣懸掛原套管，不阻礙正常套銑。

（2）動(dòng)力水龍頭可以保持持續(xù)鉆進(jìn)，避免普通接單根需要上提管柱造成已含入的魚頭脫魚。

（3）大井徑需要提高排量，利用離心機(jī)降低泥漿中固相含量，粘度不應(yīng)超過40秒，恒鉆壓緩慢勻速送鉆。

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作者簡(jiǎn)介：張宏峰（1971-），男，高級(jí)工程師，1994年畢業(yè)于西安石油大學(xué)采油工程專業(yè)，目前從事修井、增產(chǎn)措施的研發(fā)和推廣。