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      51/2″套損井側(cè)鉆定向井挖潛技術(shù)

      2013-08-15 00:51:32馮超中石油海洋工程有限公司天津分公司
      化工管理 2013年8期
      關(guān)鍵詞:定向井固井開窗

      馮超(中石油海洋工程有限公司天津分公司)

      中石油海洋工程有限公司天津分公司進(jìn)入勝利油田市場以來,勝利油田已進(jìn)入高含水后期開采階段,并且每年新發(fā)現(xiàn)的套損井?dāng)?shù)成逐年上升態(tài)勢。為了更好服務(wù)業(yè)主,套損井側(cè)鉆定向井挖潛技術(shù)成為研究重點(diǎn),側(cè)鉆是繼取套技術(shù)之后又一修復(fù)套損嚴(yán)重井,使其恢復(fù)生產(chǎn)的有效方法。如不定向側(cè)鉆,一是有可能造成鉆穿相鄰井的套管事故,二是可能進(jìn)入了相鄰井挖制的采油區(qū)域,其結(jié)果是事倍功半。因此,應(yīng)開展側(cè)鉆定向井工藝現(xiàn)場應(yīng)用,進(jìn)一步提供競爭力提供技術(shù)保障,搶占中石油外部市場,為公司未來飛躍發(fā)展打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

      一、套管開窗方法的優(yōu)選確定

      套管側(cè)鉆開窗方法目前有兩種:一是鍛銑開窗,然后注水泥側(cè)鉆;二是側(cè)向開窗,即下入斜向器,然后用銑錐開窗側(cè)鉆。斜向器開窗時間短,只是鍛銑開窗工作量的十分之一左右。存在的不足是開始鉆進(jìn)時(大約20m)由于距離套管斷口很近和磁性干擾不能使用隨鉆測量儀,同時存在套管上斷口在上提鉆具時存在阻卡的隱患。如采取鍛銑開窗側(cè)鉆,剛好在此地層處增斜,因此不可取。側(cè)鉆開窗已有五年的成熟經(jīng)驗(yàn),開出的窗口平整圓滑,上提下放只有大于0.5t的夾持力,卡鉆的機(jī)率極小。斜向器的方位可以調(diào)整到設(shè)計方位,在轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)50m左右方位漂移不會太大。考慮到擴(kuò)孔和下尾管扶正器的需要,確定在套損點(diǎn)以上20~30m鍛銑5~6m,在此處固定斜向器,然后進(jìn)行側(cè)向開窗。

      二、井身剖面的設(shè)計原則及計算方法

      根據(jù)開窗方法和地層的情況確定井身剖面類型為斜直-增斜,鉆速和電測都有明顯的影響,一般認(rèn)為,最大井斜角小于15°的井,難于穩(wěn)定方位,最大井斜角在15°~30°之間的井,既能有效地調(diào)整井斜和方位,又能順利地進(jìn)行鉆進(jìn)、電測和固井。確定螺桿鉆具的造斜率K(K=1/Ro)后,就能計算出最大井斜角,反過來,確定了最大井斜角后,就能確定螺桿鉆具的造斜率,由此來選定螺桿鉆具的彎曲角度。

      造斜點(diǎn)在套損點(diǎn)以上20m左右,井段長50m左右。其目的一是避開隨鉆測量儀的磁性干擾長度,二是避開此段復(fù)雜的井段增斜扭方位。斜向器的導(dǎo)斜角設(shè)計成3°~2°。斜面方位與設(shè)計方位相同,因此窗口平滑圓整,方位漂移也不會太大。

      三、裸眼鉆進(jìn)鉆具組合結(jié)構(gòu)設(shè)計及井眼軌跡控制方法

      1.開窗鉆具組合結(jié)構(gòu)

      φ120銑錐+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

      鉆進(jìn)參數(shù):

      起始階段:鉆壓5kN;排量10L/s;轉(zhuǎn)速20~30r/min。

      鉆進(jìn)階段:鉆壓10~15kN;排量10L/s;轉(zhuǎn)速60~80r/min。

      出套階段:鉆壓105~20kN;排量10L/s;轉(zhuǎn)速80—100r/min。

      鉆進(jìn)長度:5~5.5m修窗上提下放懸重下降不超過5kN。

      2.斜直段鉆具組合結(jié)構(gòu)

      φ118PDC鉆頭+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

      施工參數(shù):鉆壓20~40 kN;排量10~12L/s;轉(zhuǎn)速120~150r/min。

      3.增斜段鉆具組合

      φll8PDC鉆頭+φ95單彎螺桿+φ105定向接頭+φ73無磁抗壓鉆桿+φ73抗壓鉆桿+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

      施工參數(shù):鉆壓105~20kN;排量10~12L/s;泵壓14MPa。

      4.穩(wěn)斜段鉆具組合結(jié)構(gòu)

      φ118PDC鉆頭+φ115螺扶+φ105定向接頭+φ73無磁抗壓鉆桿+φ73抗壓鉆桿+φ115

      螺扶+φ73抗壓鉆桿+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。

      施工參數(shù):鉆壓20~40kN;排量12L/s;轉(zhuǎn)速120~150r/min。

      四、提高側(cè)鉆井固井質(zhì)量措施

      由于5 1/2″套管側(cè)鉆井的環(huán)空間隙相當(dāng)于常規(guī)井眼環(huán)空間隙的四分之一(約9mm),在

      狹窄的間隙中管串貼壁極易蹩漏竄,導(dǎo)致固井質(zhì)量差,甚至導(dǎo)致注水泥施工的失敗,小井眼固井面臨的困難有:

      ①封固井段套管串在小間隙環(huán)空中的居中扶正問題。

      ②提高水泥漿的頂替效率和防止注替過程中的堵蹩漏問題。

      ③小排量注替控制技術(shù)。

      ④如何形成高強(qiáng)度均勻優(yōu)質(zhì)薄水泥環(huán)以阻止地層油氣水進(jìn)入等。

      為提高固井質(zhì)量應(yīng)采取以下措施:

      ①擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)大封固井段孔徑至140~150mm,增加水泥環(huán)的厚度提高固井質(zhì)量。

      ②在下井尾管上加放扶正器,在主油層段l0m尾管一只,非主油層20m套管一只,起到扶正尾管、保護(hù)井壁、減小流動阻力,提高頂替效率。在斜向器位置鍛銑就是為了擴(kuò)眼和下扶正器而設(shè)計的。

      ③在水泥漿中加入降失水劑、分散劑、減阻劑,使配制的水泥漿在施工全過程中低失水,大大減少了環(huán)空間隙的流動阻力。使薄水泥環(huán)堅韌優(yōu)質(zhì),在候凝期間抵御地層油氣水的侵入。

      ④在注水泥前用清水充分洗井,洗出井壁上和套管外壁上的泥餅,提高第一、二膠界面的膠結(jié)強(qiáng)度。注水泥漿頂替采用紊流狀態(tài),環(huán)空返速在1.5~1.6m/s,提高頂替效率。

      五、建議

      ①在5 1/2″套管內(nèi)側(cè)鉆應(yīng)用鍛銑和側(cè)向相結(jié)合的方法開窗,既有效地節(jié)省時間,又有利于擴(kuò)眼和下尾管扶正器。

      ②如果定向鉆進(jìn)井段較長,會出現(xiàn)鉆速較慢或加壓無效的情況,說明鉆具與井壁接觸面積增大,此時必須大幅度活動鉆具,短起下鉆,分段循環(huán);鉆進(jìn)中根據(jù)井眼軌跡控制需要和井下情況導(dǎo)向鉆進(jìn)數(shù)米,然后定向鉆進(jìn)。

      ③必須根據(jù)施工中的實(shí)際情況連續(xù)測量,利用計算機(jī)跟蹤計算、作圖,準(zhǔn)確預(yù)計井眼的變化趨勢,計算出待鉆井眼所需造斜率,以此為依據(jù)制定出合理的下步施工方案。

      1 王珍應(yīng),馬德坤.井眼軌跡預(yù)測研究的回顧和展望[J];石油機(jī)械;1993年10期;

      2 譙抗逆,李鷺光.套管開窗側(cè)鉆分枝井工藝技術(shù)實(shí)踐[J];天然氣工業(yè);1995年01期;

      3 謝繼安.φ140mm套管開窗側(cè)鉆定向井技術(shù)應(yīng)用[J];石油鉆采工藝;1996年04期;

      4 黃彬,李勇,馬旭川.川西地區(qū)套管開窗側(cè)鉆定向井技術(shù)應(yīng)用前景探討[J];鉆采工藝;2000年04期;

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