安文目 魏輝龍 隋成龍
(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司,天津 300459)
隨著渤海油田開(kāi)發(fā)調(diào)整進(jìn)程的推進(jìn),諸如埕北油田、秦皇島32-6 油田和渤中25-1 油田等大批老油田在經(jīng)歷多輪加密調(diào)整后面臨著兩個(gè)難題,一是空槽口所剩無(wú)幾,剩余儲(chǔ)量無(wú)法得到動(dòng)用,老油田面臨急需解決增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的難題;二是老井控制儲(chǔ)量減少、井下工具老化、井壁垮塌出砂關(guān)停等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,常規(guī)修井措施力不從心,老油田面臨著故障井長(zhǎng)期躺井的難題。
一方面是缺乏槽口資源盤(pán)活剩余油,另一方面是占據(jù)槽口資源的故障井無(wú)法復(fù)產(chǎn),渤海油田急需一項(xiàng)新技術(shù)來(lái)盤(pán)活老井釋放槽口資源,同時(shí)實(shí)現(xiàn)部分井身再利用,用以發(fā)掘剩余油,助力老油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn),讓老油田走出“兩難”境地,這對(duì)渤海油田的長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
本文介紹了以側(cè)鉆方案優(yōu)選技術(shù)、老井眼套管側(cè)鉆井筒準(zhǔn)備技術(shù)、水平裸眼井同層側(cè)鉆井筒準(zhǔn)備技術(shù)共3 項(xiàng)技術(shù)為主體的“渤海油田老井眼再利用井筒準(zhǔn)備技術(shù)”體系,該技術(shù)綜合考慮了安全性、經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性,填補(bǔ)了海上油田此類(lèi)型作業(yè)的技術(shù)空白。
通過(guò)對(duì)500 余口側(cè)鉆井方案的歸納總結(jié),用系統(tǒng)分析方式實(shí)現(xiàn)側(cè)鉆方案的最優(yōu)解,形成了以“安全、經(jīng)濟(jì)、高效”為基準(zhǔn)的側(cè)鉆方案優(yōu)選技術(shù),該技術(shù)的決策樹(shù)見(jiàn)圖1。
圖1 老井眼再利用側(cè)鉆方案優(yōu)選流程圖
在深層側(cè)鉆的井中,老井眼能夠得到不同程度的再次利用,通過(guò)對(duì)新井的靶點(diǎn)、軌跡和老井的固井質(zhì)量等信息的綜合研判,井筒準(zhǔn)備技術(shù)又細(xì)分為生產(chǎn)套管側(cè)鉆和同層裸眼側(cè)鉆兩類(lèi)。
對(duì)于老井儲(chǔ)層已無(wú)開(kāi)采價(jià)值,僅是利用老井井身結(jié)構(gòu)的一部分向新儲(chǔ)層鉆進(jìn)的井,這就需要進(jìn)行生產(chǎn)套管側(cè)鉆,其側(cè)鉆方式可以分為兩種:一是通過(guò)在套管內(nèi)坐封斜向器進(jìn)行套管開(kāi)窗,適合開(kāi)窗位置為單層套管的情況,二是在上一層套管管鞋以下進(jìn)行裸眼側(cè)鉆,這需要將內(nèi)部的單層或多層套管處理至上一層套管的管鞋深度以下。針對(duì)第二種側(cè)鉆方式,常規(guī)處理單層或多層套管的方式以套銑為主,在實(shí)踐過(guò)程中頻繁出現(xiàn)因套管不居中導(dǎo)致套管被套劈的情況,后續(xù)處理復(fù)雜且耗時(shí)。該技術(shù)創(chuàng)新引入了磨銑套管技術(shù),為井筒準(zhǔn)備提供了新的思路。
2.1超聲蘭姆波成像測(cè)井技術(shù)
渤海油田常用的測(cè)井方式對(duì)老井眼套管完整性和水泥環(huán)完整性認(rèn)識(shí)不夠清晰,導(dǎo)致井筒準(zhǔn)備作業(yè)方案存在一定缺陷,造成工期長(zhǎng)、效率低,成本高,復(fù)雜情況頻發(fā)等問(wèn)題。
超聲蘭姆波成像測(cè)井技術(shù)能準(zhǔn)確區(qū)分輕質(zhì)水泥與液體,能對(duì)套管環(huán)空中的介質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)并進(jìn)行成像顯示,能指示套管在井眼中的位置,能檢測(cè)套管內(nèi)徑與壁厚等。該技術(shù)以其精度高、清晰直觀(guān)的優(yōu)勢(shì)為確定井筒準(zhǔn)備作業(yè)方案提供更充分的決策依據(jù),能夠從源頭上對(duì)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行把控,制定最優(yōu)的套管棄置程序。
(1) 通過(guò)分析管外水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量功能可以準(zhǔn)確判斷自由段套管的深度為確定切割深度提供決策依據(jù)。
(2) 通過(guò)指示套管在井眼中位置功能可以判斷套管居中程度,以此決策在棄置膠結(jié)段套管時(shí)是選擇套銑方案還是磨銑方案,避免套管切割打撈不成功,套劈套管等復(fù)雜情況的發(fā)生。
2.2 高效套管棄置井筒準(zhǔn)備技術(shù)
以超聲蘭姆波成像測(cè)井所得的套管居中度和固井質(zhì)量為依據(jù),對(duì)自由段套管采取水力切割后打撈的方式進(jìn)行處理,對(duì)固井質(zhì)量好的套管采取磨銑的方式處理,該技術(shù)主要內(nèi)容有:
(1) 形成水力切割+打撈+套銑+磨銑的工藝體系及配套工具。
(2)根據(jù)井況定制水力割刀和刀片,提高切割時(shí)效,實(shí)現(xiàn)了9-5/8″和13-3/8″套管的雙層高效切割。
(3)加工外加厚波浪齒水槽銑鞋,增加套銑扶正器,降低套劈、套漏的風(fēng)險(xiǎn)。
(4)制作專(zhuān)用套管磨銑領(lǐng)眼磨鞋,最高磨銑套管速率4 米/小時(shí)。
(5)改進(jìn)磨鞋刀翼鋪焊形式,提高了磨鞋的耐用性和磨銑時(shí)效。
有些老井因防砂方式失效導(dǎo)致出砂關(guān)停,但其控制的儲(chǔ)層仍有開(kāi)采價(jià)值,這種情況多見(jiàn)于渤海油田疏松砂巖儲(chǔ)層的水平裸眼生產(chǎn)井。針對(duì)這類(lèi)老井,可以采取在生產(chǎn)套管管鞋以下的原儲(chǔ)層中進(jìn)行裸眼側(cè)鉆的方式恢復(fù)產(chǎn)能,老井的全部井身結(jié)構(gòu)得到再次利用,符合低成本開(kāi)發(fā)的原則。井筒準(zhǔn)備作業(yè)的主要任務(wù)是處理管鞋以下原裸眼段內(nèi)的防砂管柱以滿(mǎn)足側(cè)鉆的要求,一般為處理至管鞋以下30m,該技術(shù)主要內(nèi)容有:
(1)針對(duì)7″、6-5/8″等大尺寸防砂管柱,創(chuàng)新形成一次切割打撈、回收頂部封隔器,使用七刀翼領(lǐng)眼磨鞋磨銑防砂管柱至側(cè)鉆要求深度的工藝及工具。
(2)針對(duì)4″、4-1/2″、5-1/2″等小尺寸防砂管柱,使用套銑+公錐倒扣處理方式。
(3)首次引入EZFLOW 高攜帶性、高封堵性鉆井液進(jìn)行井筒準(zhǔn)備作業(yè),實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層保護(hù)。
(4) 形成水平井防砂管柱水力切割作業(yè)操作規(guī)程和推薦參數(shù),提高井斜90°下水力切割的成功率。
(5) 形成多功能過(guò)濾器+柱狀強(qiáng)磁刮管器的高效井筒清潔組合,攜帶磨銑產(chǎn)生的鐵屑,保證作業(yè)安全。
表1 渤海油田常用領(lǐng)眼磨鞋統(tǒng)計(jì)表
渤海某油田A 井為一口水平裸眼井,采用7"優(yōu)質(zhì)篩管防砂完井,開(kāi)發(fā)疏松砂巖儲(chǔ)層。2015 年投產(chǎn),2016 年含水率快速上升,出砂嚴(yán)重關(guān)停。為了補(bǔ)充地層能量,該井需要轉(zhuǎn)為注水井。通過(guò)老井眼再利用側(cè)鉆方案優(yōu)選技術(shù),針對(duì)該井提出4 套側(cè)鉆方案,見(jiàn)表2。
由表2 可知,方案1 合計(jì)工期較長(zhǎng),方案3 鉆井工期較長(zhǎng),綜合費(fèi)用較高,排除方案1 和方案3,考慮該井需要大尺寸井眼滿(mǎn)足后期注水量要求,排除方案4。該井選用方案2,側(cè)鉆井身結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。
表2 該井側(cè)鉆方案工期對(duì)比表
圖2 A 井側(cè)鉆后井身結(jié)構(gòu)示意圖
該井在30-500m 井段進(jìn)行超聲蘭姆波成像測(cè)井,測(cè)井成果見(jiàn)圖3。
由圖3 中“氣液固成像”可以清晰得出:30-130 米為自由套管;130-220 米有部分水泥存在;220-500 米水泥含量較多,固井評(píng)價(jià)為中等-優(yōu)。該井井筒準(zhǔn)備作業(yè)主體方案為:直接切割打撈30-220m 套管,磨銑處理220-400m 套管。
圖3 A 井超聲蘭姆波測(cè)井成果圖
該井井筒準(zhǔn)備作業(yè)步驟:
(1) 水力切割9-5/8"套管:組合為8-1/8"水力割刀+變扣+5"短鉆桿+5"鉆桿,切割深度214m。
(2)內(nèi)打撈9-5/8"套管:組合為9-5/8"套管可退式卡瓦打撈矛+變扣+5"鉆桿。
(3)磨銑9-5/8"套管:組合為9-5/8"套管領(lǐng)眼磨鞋+8"鉆鋌+變扣+5"加重鉆桿+5"鉆桿,磨銑至400m。
該井筒準(zhǔn)備作業(yè)實(shí)際工期14.88 天,處理套管至13-3/8"套管管鞋以下30m,滿(mǎn)足側(cè)鉆要求。需要特別關(guān)注的是在磨銑套管中會(huì)形成大量的鐵屑,需要隨時(shí)進(jìn)行清理,以免發(fā)生卡鉆事故。
4.2水平裸眼井同層側(cè)鉆井筒準(zhǔn)備技術(shù)
渤海某油田B 井為一口水平裸眼井,采用7"優(yōu)質(zhì)篩管防砂完井,開(kāi)發(fā)疏松砂巖儲(chǔ)層。2014 年投產(chǎn),2018 年出砂嚴(yán)重而關(guān)停。該井區(qū)剩余油富集,但因出砂關(guān)停,常規(guī)措施已無(wú)法恢復(fù)產(chǎn)能,因此建議該井實(shí)施同層位側(cè)鉆,進(jìn)一步挖掘剩余油,該井側(cè)鉆后井身結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。
圖4 B 井側(cè)鉆后井身結(jié)構(gòu)示意圖
該井井筒準(zhǔn)備作業(yè)步驟:
(1)水力切割:組合為4-1/2"水力割刀+變扣(211×310)+浮閥+變扣(311×410)+6-1/2"機(jī)械震擊器立柱+5" 加重鉆桿+5"鉆桿,割點(diǎn)位于頂部封隔器以下2m。
(2)回收頂部封隔器管柱:組合為頂部封隔器回收工具+3-1/2"短鉆桿+變扣(311×410)+6-1/2"機(jī)械震擊器立柱+5" 加重鉆桿+5"鉆桿。
(3)磨銑防砂管柱:組合為3-1/2"鉆桿1根+7"領(lǐng)眼磨鞋+5"短鉆桿1 根+6-1/2"機(jī)械震擊器立柱+5"加重鉆桿+5"鉆桿,磨銑防砂管柱至管鞋以下30m。
(4)井筒清潔:組合為8-1/2"牙輪鉆頭+變扣(430×410)+5"鉆桿1 柱+9-5/8"柱狀強(qiáng)磁×2+5" 短鉆桿1 根+5" 鉆桿1 柱+9-5/8" 柱狀強(qiáng)磁×2+5" 短鉆桿1 根+6-1/2"機(jī)械震擊器立柱+5"鉆桿+5"加重鉆桿+5"鉆桿。如有必要下入9-5/8"多功能過(guò)濾器,視鐵屑情況可以進(jìn)行多趟井筒清潔。
在該技術(shù)出現(xiàn)之前,傳統(tǒng)井筒準(zhǔn)備作業(yè)單井工期在25 天左右,該井采用水平裸眼井同層側(cè)鉆井筒準(zhǔn)備技術(shù)后井筒準(zhǔn)備作業(yè)實(shí)際工期為8.63 天,工期縮短65%,鉆完井作業(yè)實(shí)際工期6.17 天,產(chǎn)能恢復(fù)至31.4m3/d,實(shí)現(xiàn)了重新動(dòng)用剩余油的目的。
5.1 海上油田發(fā)展至中后期時(shí),槽口資源緊缺與穩(wěn)油增產(chǎn)需求之間的矛盾日益突出,停產(chǎn)、低產(chǎn)、低效井恢復(fù)產(chǎn)能迫在眉睫,老井眼再利用井筒準(zhǔn)備技術(shù)安全、經(jīng)濟(jì)、高效地實(shí)現(xiàn)了利用老井槽口和井身資源恢復(fù)油田產(chǎn)能的目的。
5.2 該技術(shù)最主要的技術(shù)創(chuàng)新是利用磨銑的方式處理套管和防砂管柱,加工制作全系列全尺寸領(lǐng)眼磨鞋讓該技術(shù)成為可能,井筒準(zhǔn)備作業(yè)整體提效達(dá)到55%。
5.3 由于磨銑產(chǎn)生的鐵屑會(huì)增加阻卡風(fēng)險(xiǎn),影響儲(chǔ)層保護(hù)效果,需要使用強(qiáng)磁等工具進(jìn)行通井吸附鐵屑,做好井筒清潔工作。