枯竭砂岩型地下储气库老井修井工具及工艺技术

庞 枫

中原文96 储气库是利用中原油田文96 枯竭砂岩油藏改建而成，由于油藏投入开发时间早，储层均得到不同程度的动用，实施了各类增产措施，使得井况恶化，套管腐蚀严重、套管变形、错断的井较多，给储气库修井封堵带来了一定的困难，为保证文96 储气库的密封性和安全生产，针对套变及复杂落物情况，研究高效复合铣锥，既能磨铣套管，又能磨铣所卡落物，是储气库修封井切实可行的修井工艺。

套铣磨捞组合工具的研究

主要研究内容

1）研制空心组合铣锥，既能扩铣变形套管，又能套铣被卡落物。可以和母铣、套铣筒配合使用。

2）研制磨扩铣锥，可同时将落鱼与套损段一起磨铣。适用于落鱼内径大于直径40mm 的井。

3）研制可钻式扶正器，可实现对中扶正错断套管，循环灰浆挤灰，并且可钻。

4）研制锻磨铣锥，锥体处刀片可扩铣变形套管，工具上部刀片经打压撑开后段铣上部套管。刀片撑开后最大外径可达直径145mm。

5）在研制以上扩铣工具的同时，考虑到各类井的复杂性，再研制以下四种配合工具。内燕尾空心铣锥、尖角式磨铣锥、高效复合铣锥、螺旋式铣锥。

套磨铣组合工具结构、性能及工艺

空心组合铣锥

1）结构：由上接头、下接头、筒体、磨铣刀片等组成。

2）技术规范：外形尺寸：φ114*φ90*1.5m。内径：φ75mm。

3）磨铣参数：排量大于25m3/h，钻压10KN～20KN，转盘转速为40r/min～60r/min 每次可套铣被套落物1.5m，每个铣锥可磨铣套管15m～20m。

4）作用：既能扩铣变形套管，同时又能套铣被卡落物，一举两得，还可以和母锥、套铣筒焊接使用。

磨扩铣锥

1）结构：由上接头、领眼、镶合金片的本体、水眼等组成。

2）技术规范：φ114、φ116、φ118mm

3）磨铣参数：排量20m3/h～25m3/h，钻 压20KN～25KN，转盘转速为60 r/min～80r/min。每个能磨铣套管和被卡落物20m 以上。

4）作用：不但能扩铣套管，同时把套变段所卡落物一同磨掉。磨铣后不但能保证井眼畅通，磨铣的井壁很光滑。

锻磨铣锥

1）结构：由上接头、刀片、引锥、弹簧、活塞、挡块、挡圈、限流塞、O 型圈、筒体等组成。

2）技术规范：筒体外径：φ114mm。刀片张开范围：φ114～φ168mm。

3）磨铣参数：加压10～12KN，转速60r/min～80r/min，排量大于25m3/h。

4）作用：下面的铣锥磨扩铣变形套管，上面的锻铣工具刀片张开，把套管本体和节箍一同磨掉，这种刀片采用美国进口特殊三角合金块，象车床车刀一样，采用高速低加压，磨得铁悄屑比较小，且均匀，易被循环液体带出。

内燕尾空心铣锥

1）结构：由上接头、本体、内燕尾等组成。

2）规格：外形尺寸：φ114mm*φ90mm*1.5m。内径：φ50mm。

3）磨铣参数：排量20m3/h～25m3/h，钻 压20KN～30KN，转盘转速为40～60r/min。每个铣锥可磨铣套管15m～20m，可磨铣被卡落物20m。

4）作用：既能扩铣变形套管，又能磨铣被卡落物，同时可将磨去的铣碎片装入内腔带出地面，避免重复磨铣。

尖角式磨铣锥

1）结构：由上接头、镶刀片的锥体、水眼组成。

2）技术规范：φ114mm*φ30mm*0.3m。

3）磨铣参数：排量20m3/h～25m3/h，钻 压10KN～15KN，转盘转速为30r/min～50r/min。

4）作用：用于扩铣套变大于φ30mm的井，锥体坡度大，磨铣时扭矩小，扩铣时由小到大，便于打通道作业。

高效复合铣锥

1）结构：由上接头、圆头引锥、扩铣段、修复段、水眼等组成。

2）技术规范：φ114mm*0.75m φ118mm*1.0m。

3）磨铣参数：排量20m/h～25m/h，钻 压20KN～30KN，转盘转速为60r/min～80r/min。

4）作用：用于扩铣单纯套变井，扩铣进尺快，扩铣速度可达0.2m/h。

螺旋式铣锥

1）结构：由上接头、水眼、螺旋式刀片等组成。2）技术规范：φ114mm*φ65mm*1m。

3）磨铣参数：排量20 m3/h～25 m3/h，钻压5KN～10KN，转盘转速为30 r/min～50r/min。

4）作用：主要用于打开通道后，修复磨铣段，扩铣后套管断面平整圆滑，螺旋铣锥有退屑槽，能有效消除铁屑卡钻。

端带插入密封段。

套铣磨捞工艺

根据套变、错断不同状况，以及所卡落物大小不同，可分为以下五类。

套变夹有落物

1）φ30—φ50 用尖角式磨扩铣锥，再用磨扩铣锥高效复合铣锥扩铣套管。

2）φ50—φ73 先用空心组合铣锥套铣捞出落物，后用磨扩铣锥或螺旋铣锥扩铣套管。

3）φ73—φ110 用磨扩铣锥既扩铣套管又磨铣落物；用内燕尾空心铣锥一般针对鱼顶劈裂。

4）φ40—φ73 用空心组合铣锥套铣捞出落物，下可钻式扶正器，挤灰固定套管，下高效复合铣锥把扶正器和套管一同铣掉。

5）φ73—φ110 挤灰把落物和套管固死，下磨扩铣锥把落物和套管铣

工艺要求

1）磨铣时，必须加φ105mm 钻铤2 根，防止开窗，必要时还要加扶正器，接沉淀怀，能提高磨铣效率。

2）磨铣套管时必须用泥浆，一是能抵抗地层压差，防止卡钻，二是泥浆悬浮能力强，把铁屑和岩石带出地面。

3）磨扩铣的最佳参数：排量20m3/h～25m3/h，加压10KN～30KN，转速40r/min～60r/min，送钻速度0.1m/h～0.3m/h。

现场使用情况

1）打通道修井文96-2 井

进行大修时：共捞出油管236 根，封隔器等，当捞到2557.92m～2558.92m，套管严重变形，最小通径为φ65mm，下部有油管7 根、封隔器、配水器各2 级。修套打捞过程：中先后下尖角式磨铣锥、高效复合铣锥、磨扩铣锥从2557.92m 磨铣至2566.90m，进尺9.98m，磨铣参数：排量20m3/h，加压5KN～10KN，转速30r/min～40r/min，送钻速度0.1m/h。后下卡瓦捞筒出全部落物。水泥挤堵后，用清水试压20MPa，压降小于0.5MPa，合格。

2）打通道挤灰加固

文92-5 井

修前：套管在1924.5m，变形，最小直径为105mm，最大直径为107mm，1643.13m 以上井段漏。修套过程及加固结果：先后下磨扩铣锥和高效复合铣锥从19245m 铣至1938.8m，参数：排量25m3/h，加压15KN～20KN，转速60r/min～80r/min。后捞出落物，通井至人工井底，全井筒挤灰20 方，钻塞，试压15MPa，合格。

建议

针对套损的不同状况，和套变所夹落物不同，选择合适的铣锥组合，选择铣锥时从小到大，磨铣打通道时，先短后长。

磨扩铣套管时，选择好磨铣参数，根据井深、井斜、及套管内径大小、泵压变化，随时调节排量、转速和钻压，以达到磨铣最佳效果。

虽然该技术解决一部分套变井、出砂严重、轻微错断等卡有落物的情况，但是针对套变严重（闭合死）、错位较大、死狗腿弯等状况还难以解决。

储气库老井修井中，现场应用46 口井，成功率达100%。套铣磨捞组合工具及工艺研究的成功，该工艺的实施，使一批套管变形、轻微错断、出砂严重、且卡有落物的报废井得到了修复。