長(zhǎng)水平段水平井套管懸浮器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)

海照新

摘要：依據(jù)長(zhǎng)慶油田二次加快發(fā)展、探索黃土塬地貌工廠化作業(yè)的發(fā)展目標(biāo)與任務(wù)，隴東區(qū)域長(zhǎng)7高產(chǎn)儲(chǔ)層水平井水平段不斷增長(zhǎng)，位垂比不斷增加，因井型結(jié)構(gòu)限制、施工周期限制，完井套管安全、快速下入難度較大。隨著套管懸浮器的應(yīng)用達(dá)到了高效下完井套管的目的，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中也顯現(xiàn)出了一些問(wèn)題，本文通過(guò)分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)形成了一套套管懸浮器安全下入與正確使用的方法，已期對(duì)后續(xù)的施工提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)水平段；套管懸浮器；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

引言

長(zhǎng)水平段水平井的大范圍開(kāi)發(fā)投產(chǎn)對(duì)長(zhǎng)慶油田隴東區(qū)域增儲(chǔ)上產(chǎn)，提高采收率至關(guān)重要，本著“奉獻(xiàn)能源，創(chuàng)造和諧”的宗旨與要求，大井叢施工、工廠化作業(yè)、持續(xù)提高采收率、快速建產(chǎn)成為必然趨勢(shì)。在油田鉆井工程方面，通過(guò)不斷提速提效的突破創(chuàng)新，形成了一套高效技術(shù)集成，本文主要對(duì)快速完井技術(shù)進(jìn)行介紹。

1 隴東長(zhǎng)水平段水平井施工現(xiàn)狀

1.1 施工區(qū)域特點(diǎn)

隴東區(qū)塊長(zhǎng)水平段水平井集中在為寧縣、華池2個(gè)區(qū)塊。寧縣區(qū)塊相對(duì)目的層垂深較淺、設(shè)計(jì)平均水平段1500米左右，油層鉆遇率高，泥巖累計(jì)段長(zhǎng)相對(duì)較短。華池區(qū)塊目的層垂深2000米左右、設(shè)計(jì)水平段1500米至3000米不等、位垂比較大，相對(duì)泥巖段多、累計(jì)泥巖段長(zhǎng)、摩阻大、因地層打開(kāi)周期長(zhǎng)，泥巖段不同程度坍塌現(xiàn)象較為普遍。

1.2 結(jié)構(gòu)與干擾現(xiàn)狀

因產(chǎn)能建設(shè)單位降本開(kāi)發(fā)的現(xiàn)實(shí)需要，隴東區(qū)域內(nèi)油井開(kāi)發(fā)井均為二開(kāi)井身結(jié)構(gòu)，只是采用表層套管封固200米至300米不等的黃土層，導(dǎo)致裸眼段長(zhǎng)、且長(zhǎng)期曝露，裸眼段漏失現(xiàn)象較為普遍。

另，因開(kāi)采老區(qū)多層系的注水開(kāi)發(fā)，儲(chǔ)層連通性好，鉆遇異常高壓區(qū)概率倍增；隨著快速建產(chǎn)的工作要求，長(zhǎng)7儲(chǔ)層采用鉆試分區(qū)同作的模式工廠化施工，水平段出水情況增多；體積壓裂試油壓裂技術(shù)的大范圍推廣，使長(zhǎng)7儲(chǔ)層連通性更好，且發(fā)現(xiàn)有與其他產(chǎn)層互通現(xiàn)象；一旦發(fā)生出水，壓力釋放周期及強(qiáng)度均無(wú)法通過(guò)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

因鉆遇泥巖的概率不斷增加，井筒坍塌風(fēng)險(xiǎn)不斷增大。

基于以上因素，為達(dá)到安全施工的目的，在鉆完井作業(yè)中對(duì)鉆井液密度設(shè)計(jì)及作業(yè)中激動(dòng)壓力的控制顯得尤為重要，同時(shí)井筒壓力平衡更為精細(xì)。

1.3 2018年度區(qū)域應(yīng)用分析

工廠化施工、鉆試投分區(qū)同作的模式，在生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)控制上要求較高，施工周期及施工成本控制壓力較大。2018年度，區(qū)域內(nèi)各區(qū)塊大位移水平井開(kāi)發(fā)，完井作業(yè)中均使用了套管懸浮器工具，以應(yīng)對(duì)井漏、壓力激動(dòng)誘發(fā)出水、巖屑床形成摩阻等不利于快速、安全施工的因素。

2套管懸浮器的作用原理

套管懸浮器是一種起到隔斷套管內(nèi)腔，在下完井套管作業(yè)中使水平段套管處于常壓封閉，形成水平段套管處于懸浮狀態(tài)，從而降低巖屑床產(chǎn)生的套管下行阻力，達(dá)到快速施工的目的。隔斷位置可承受上部管內(nèi)靜壓，待作業(yè)結(jié)束后通過(guò)配合膠塞與泵壓作用達(dá)到管串與環(huán)空建立循環(huán)的作用。

該工具與產(chǎn)層套管鋼級(jí)、壁厚、扣型相符，現(xiàn)場(chǎng)連接簡(jiǎn)單易操作；具有中途不循環(huán)、工具上部灌漿避免套管擠壓變形的特點(diǎn)。避免了中途循環(huán)產(chǎn)生壓力激動(dòng)誘發(fā)井漏、溢流的風(fēng)險(xiǎn)，降低了地層吸附粘卡套管的風(fēng)險(xiǎn)。

3現(xiàn)實(shí)需要與改進(jìn)成果

因水平段長(zhǎng)，巖屑床的形成無(wú)法避免，期望通過(guò)通井措施修整井壁、依賴鉆井液攜砂能力完全消除巖屑床的目的無(wú)法實(shí)現(xiàn)；且通過(guò)調(diào)整鉆井液性能達(dá)到降摩減阻效果，周期長(zhǎng)、成本高。同時(shí)也因周期的延長(zhǎng)增大了井筒出水的可能、增大了泥巖垮塌的可能。

完井后泥漿處理性能要求是在攜砂的基礎(chǔ)上更加強(qiáng)調(diào)潤(rùn)滑作用，但摩阻仍較大，完井下套管施工難度及風(fēng)險(xiǎn)仍然較大。在產(chǎn)層泥巖含量高，裸眼段漏失嚴(yán)重，注水開(kāi)發(fā)區(qū)域出水現(xiàn)象普遍的情況下，下套管施工中途循環(huán)存在一定的井漏、誘發(fā)溢流風(fēng)險(xiǎn)；存在完井周期長(zhǎng)，泥巖長(zhǎng)時(shí)間曝露垮塌套管埋卡風(fēng)險(xiǎn)。

2016年度區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)7儲(chǔ)層開(kāi)始大范圍開(kāi)發(fā)，因地層認(rèn)識(shí)及施工難度總結(jié)不足，導(dǎo)致完井下套管阻卡率高達(dá)28%，時(shí)效損失及經(jīng)濟(jì)損失較大。2017年度區(qū)域內(nèi)引入套管懸浮器，完井下套管阻卡率下降到8%，使用效果顯著；但是發(fā)生的2起阻卡事故，均為懸浮器內(nèi)滑套卡簧熔縮變形無(wú)法打開(kāi)導(dǎo)致，處理難度大。2018年經(jīng)對(duì)下膠塞卡簧進(jìn)行改進(jìn)后，該工具適用范圍更加寬泛，適應(yīng)井溫180度內(nèi)、垂深1950米-4350之間、密度1.20g/cm3-1.50g/cm3之間使用。

4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用管理重點(diǎn)

4.1 井筒準(zhǔn)備

4.1.1 通井措施

單扶組合：?215.9mm牙輪鉆頭+?165mm鉆鋌（1根）+?127mm普通鉆桿，通至井底。如遇阻則進(jìn)行提拉、直至可順利通過(guò)，通井到井底為止。調(diào)整鉆井液潤(rùn)滑性，循環(huán)1周以上，至保證摩阻控制在直井段套管懸重50%以內(nèi)，如不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行雙扶通井破壞巖屑床。

4.1.2 下套管前鉆井液潤(rùn)滑性能調(diào)整

下套管前井漿中加入潤(rùn)滑劑，水平段潤(rùn)滑劑含量5-6%，洛河段潤(rùn)滑劑含量3-4%。如水平段超2500米，加入玻璃微珠等機(jī)械性潤(rùn)滑劑，使?jié)櫥瑒┑暮窟_(dá)到20%，最大限度的降低摩阻。

4.2 套管懸浮器使用過(guò)程控制

4.2.1 工具送井裝卸過(guò)程輕拿輕放，避免懸浮器及相關(guān)附件受損；附件到井后對(duì)浮箍、浮鞋進(jìn)行水介質(zhì)反向密封試驗(yàn)，對(duì)套管懸浮器進(jìn)行正、反向密封試驗(yàn)；如發(fā)現(xiàn)密封失效及時(shí)進(jìn)行更換。

4.2.2 套管懸浮器安裝過(guò)程中，禁止動(dòng)力鉗在其本體上上卸扣，保證上扣扭矩達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.2.3 套管懸浮器入井前管內(nèi)不進(jìn)行灌漿，入井后執(zhí)行每下25--30根灌漿一次；泥漿含沙量控制在0.5-0.6、切力8-12。

4.2.4 雖然管內(nèi)灌入泥漿經(jīng)過(guò)固控設(shè)備凈化處理，但隨著套管柱下行慣性趨勢(shì)，固相下沉在所難免，因此套管懸浮器打開(kāi)應(yīng)在套管內(nèi)灌滿泥漿的情況下單凡爾頂通，避免固相壓實(shí)造成打開(kāi)壓力高。

5 使用情況

隴東區(qū)域2018年隴東區(qū)域共計(jì)使用套管懸浮器 42套，均未發(fā)生質(zhì)量事故；平均單井完井周期縮短7.5小時(shí)，累計(jì)節(jié)約成本約114萬(wàn)元。該工具的有效應(yīng)用在鉆井提速提效、安全完井方面效果顯著。

6 存在的問(wèn)題及建議

6.1 壓力膜片打開(kāi)壓力不明顯

華X-1井打開(kāi)過(guò)程明顯，但下膠塞壓力膜片破損顯示不明顯，不能根據(jù)泵入排量及壓力膜片破裂時(shí)立壓變化第一時(shí)間判定內(nèi)滑套是否到底。

建議：更換膜片材料或增加膜片厚度。

6.2 泥漿凈化環(huán)節(jié)需要細(xì)化

套管懸浮器內(nèi)滑套打開(kāi)過(guò)程中，XX-2井采用鉆井泵單凡爾反復(fù)憋壓10MPA打開(kāi)、XX-3井13MPA打開(kāi)，打開(kāi)壓力高，經(jīng)過(guò)原因分析判定為鉆井泥漿罐清理不徹底、鉆井泵濾子內(nèi)含有大顆粒固相材料，管內(nèi)下沉壓實(shí)作用導(dǎo)致打開(kāi)壓力高；存在壓實(shí)無(wú)法打開(kāi)的可能。

建議：下套管前徹底清理泥漿罐及沖洗地面循環(huán)管匯。

6.3 管內(nèi)灌漿嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

管內(nèi)灌漿灌入量不符合要求，漂浮打開(kāi)排空置換周期長(zhǎng)，容易造成循環(huán)開(kāi)泵困難。

（作者單位：中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶鉆井總公司）