水平井修井技术探索

2012-12-28刘德利

中国新技术新产品 2012年11期

刘德利

（辽河油田兴隆台工程技术处，辽宁盘锦 124010）

水平井钻井技术，是油气田高效开发的一项重要技术，起源于上个世纪的三十年，是当今石油工业最重要的关键技术之一。发展于八十年代，特别是在八十年代后期，随着钻井技术水平的不断提高，和油气田开采进入后期，为了提高单井产量，降低开发生产成本，水平井的应用越来越广泛。水平井技术更加广泛的用于，开发各种油气藏，我国早在六十年代，全球每年钻各类水平井在2000口以上。我国在四川碳酸盐岩中，但限于当时的技术水平，尝试打成了磨，未取得应有的效益，3井和巴24井两口水平井。到1988年，石油水平井发展迅速，开发技术又重新兴起。近年来，中主要以辽河、塔里木、翼东为代表，截止2007，累计水平井387口，累计原油生产能力125.5×104T。目前，水平井开井数、日产油和当年产油分别占总量的2%、14.2%和10%。西南油气田水平井，工艺发展相对较缓。

1 水平井修井现状

1.1 难点

水平段，斜井段管柱贴近井壁低边，加之流体流动方向，受钟摆力和磨擦力影响，与重力方向不一致和接单根，作业管柱容易被卡。小井眼水平井修井难度大，井内脏物如砂粒等容易形成砂床，风险大。与直井相比，水平井因为井身结构的特殊性，水平井修井难度大，受井眼轨迹限制，工程风险大。直井常规井下工具，斜井段，管柱难以满足水平井修井要求。水平井摩阻大，水平段常规可退式打捞工具，不能正常工作，拉力、扭矩和钻压传递损失大，遇卡不易退出落鱼。解卡打捞困难。打捞作业，鱼头引入和修整困难。套、磨、钻工艺难度大，套管保护难度大。套管磨损问题突出，倒扣作业中和点掌握不准。设计的修井液，还要减少漏失保护油气层。这对低压中和特别是异常低压井，除了保证减少钻具摩阻和具有较好的携砂能力，防漏及油气层保护问题难度大。

1.2 工艺技术现状

针对水平井的特殊性，如打捞工具、防掉铅模、磨、钻、铣工具以及钢球扶正器、防砂管捞矛、液压式安全接头、滚子扶正器、挠性接头、万向节、液压增力器辅助工具等，基本能满足水平井修井需要。由于水平井井身结构的特殊性，各油田设计了相应的水平井修井工具，解卡打捞工具、检测工具、磨、钻、铣工具，起得出,通常需要特殊设计加工以及其他辅助工具等必须满足井眼轨迹要求，才能满足修井要求。下得去，斜井段水平段修井管柱要求，或无节箍油管，油管柱采用节箍倒角的油管，钻杆采用18°斜坡钻杆。

1.3 水平井解卡工艺

液压增力器，地面设备提升力的不足，不仅可以补偿钻具，同时实现了大井斜段、抗拉强度，水平段解卡力的传递问题，管柱结构和震击法管柱结构相似，实现解卡目的。适用于管柱掉井后，只是打捞工具采用可倒扣打捞工具。上述方法无法解卡的,可利用震击配合倒扣进行解卡，砂卡或小件落物造成的管柱阻卡后的解卡。

2 水平井修井工艺

2.1 落物打捞技术

针对水平井自身结构的复杂性和特点，研制了打捞工具。水平井小件落物液压打捞器，该“检测装置”，解决了落物的形状印证，对于套管破损等比较难的问题。主要用于水平段打捞，小件落物，如钳牙、铜球、碎铁块等。在水平井的水平段，水平井套管破损检测装置。井壁既是井底，井底又是井壁。因此，水平井径向，钻柱轴向降摩阻扶正装置研制，应用平均降低上提摩擦阻力43.2%，及配套工艺技术该扶正器的，在水平井段使用效果很好。将泄压阀打开，致使油套畅通，提高钻柱加压力41.2%，减少反转圈数55%，起出被捞物体。由于其采用液压方式，同时该工具还将强磁打捞器，打捞杯以及碎物打捞器的功能，水平井井下增力装置，集于一身。研制及配套工艺技术水平井，将爪牙推出腔体并将小件物体包裹起来，井下增力装置的原理。

2.2 井筒清理技术

应用实例，该井2009年4月为完成测试下，冷42-H4C井筒清理。154MM通井规至814M遇阻，热水洗井，下下笔尖至814M气洗，填砂1立方,回探砂面在814.14M以下，填砂管至752.22M，注水泥，上提管柱至732.96M，凝固后实探水泥面为763.45M，填砂1.4立方，试压不合格。实探砂面为779.54M，注水泥，凝固后实探水泥面深度780.96M。水平井井筒清理技术，水平井错断套管大修关键技术，就是对该井筒的疑难落物进行磨、套铣配套工艺技术，包括水平段错断套管取出，试压合格，提出注水泥管柱完井。利用鱼顶侧钻二次下套管完井两部分，下管柱钻灰塞遇卡，而灰塞上面有不明落物，该井灰塞所在位置在拐点处，下鱼尾刮刀无进尺，如果需要反循环冲砂，只能选用套铣解卡后磨掉灰塞,效果很好。将冲砂换向封隔器连接在油管上，根据施工设计，下入井内。下入足够数量的无接箍油管，用油管矛将井内油管串吊起。油管下至井底轻探砂面核实砂面位置后，上部连接普通油管。根据冲砂进尺，提出3～4个单根。事先组装足够数量的专用冲砂单根，计算所需油管和短节长度，确保每一根油管下部的密封换向短节连接可靠。准备短节，安装冲砂自封，连接好地面流程。循环洗井后，将专用冲砂单根连接下人，套下衬管，进行正常冲砂即可。

2.3 连续冲砂技术

水平井连续冲砂地面流程，为泵车供液，由除砂收油车和罐车，泵车泵出的高压冲砂液，套管内自动换向连续冲砂襞置，通过高压管线从冲砂自封进入井筒。套管内自动换向连续冲砂装置，冲完一根单根后，由机械液压密封换向短节，双补偿冲砂自封和村管总成三部分组成。接完单根后，井口接单根的同时进行不停泵洗井。上部密封换向短节进入衬管后，经正循环或者反循环冲砂后，重复上述动作。从与井口四通连接的返液管线中，泥砂从排砂口排出，进入除砂收油车的多级除砂装置，较轻的原油留在罐体的上部，液体通过溢流管进入大罐，下部的清水循环使用。水平井连续冲砂工作原理，向上的液流通道被自封胶芯阻断，冲砂液从冲砂自封侧向，向下的液流通道被密封总成阻断，进入油管和衬管之间的环形空间后，推动阀芯向上移动。冲砂自封安装在井口，液流只能通过换向阀外管侧孔进入换向阀内部，村管通过衬管挂悬挂在井筒最上部的套管内。此时，换向阀内管的侧孔被打开，密封换向短节连接在冲砂管下部，液流通过换向阀内管进入油管内部，进行正冲砂。

2.4 技术发展

水平井打捞工艺技术的研究和完善。分支水平井技术修井的研究，它的技术研究也是刻不容缓的。水平井修井修井工艺操作规程制定。分支水平井是水平井技术的延伸，水平井由于水平段长，井斜大、摩阻大，是油田增储上产的有效手段。因此，水平井专用打捞工具的研制与应用，对各种下井工具和钻具要求较高。水平井打捞的难点之一是人鱼困难和旋转退出困难。