过管扶正器的研制与使用
2015-12-01李涛
李涛
(中国石油长城钻探工程有限公司压裂公司压裂酸化技术研究所,辽宁盘锦 124010)
过管扶正器的研制与使用
李涛
(中国石油长城钻探工程有限公司压裂公司压裂酸化技术研究所,辽宁盘锦 124010)
辽河油田所属区块目前很多压裂酸化井的完井方式都采用尾管悬挂。在这种井身结构中,压裂封隔器入井后经过悬挂器时比较困难,很容易造成封隔器胶筒损坏,严重影响后期压裂施工。尤其是在大斜度井中,压裂封隔器在经过悬挂器时受损的几率显著增大,造成的后果更为严重。针对上述问题,研制出了适合尾管悬挂完井方式的压裂工艺管柱辅助工具——过管扶正器。这种扶正器有效解决了常规扶正器在井内悬挂器位置无法继续下入的问题,有效保护了入井的压裂封隔器,在辽河油田所属各大采油厂得到了广泛应用。[1~2]
尾管悬挂 压裂封隔器 过管扶正器
随着钻井技术的发展,深井、超深井、分支井、小井眼、小间隙井等钻井技术的兴起,以及老井侧钻技术的高速发展,尾管固井技术的应用越来越广泛。在采用尾管完井时往往需要用到悬挂器,正是由于悬挂器的存在,尾管与上一级套管的连接处产生了井径突变,给后期的井下作业带来了诸多不便——经常有各种工艺管柱入井后,在通过变径点位置时,就会出现刮碰、遇阻等现象;有的甚至无法通过,而不得不将全部管柱从井内起出来;有的虽然经过多次提放、旋转管柱等方法,使得入井工艺管柱通过了悬挂器,但是,它却不能保证入井工具在进入下一级套管中完好无损。尤其是压裂酸化施工中使用的封隔器,很容易被刮伤、刮坏,在地面又很难及时发现。在高压施工中,由于其弱点的存在、承压强度下降,极易造成油套间的突然窜通,使得施工无法进行。轻则带来人力、物力的损失浪费,重则造成人员伤亡、设备损坏,即给安全生产带来隐患。同时,也给正常的生产运行、石油上产造成很大影响。可见,如何保障入井工具能顺利地通过悬挂器,安全地进入到下一级套管中,就显得十分必要。[3]
针对这一普遍性的问题,我们设计出了适用于尾管悬挂完井方式的压裂工艺管柱辅助工具——过管扶正器。这种工具与入井工具相连接,在工具通过悬挂器之前可以保证工具在井眼内居中,以便入井工具顺利经过悬挂器,且不影响工具与入井管柱进入下一级套管,大大增加了井下施工的成功率。
1 技术分析
(1)结构。过管扶正器结构如图1所示。过管扶正器结构主要由特殊短接、过管扶正器总成、扶正体、内扶正块、弹簧片、挡环、剪切环、卸载销钉、紧固螺钉等部件组成。
(2)工作原理:使用时,将过管扶正器与工艺管柱,通过油管丝扣连接起来,位置放在需要防护的工具上端,并随管柱一起入井。
下管途中,由于过管扶正器始终处于被保护工具的上端,其扶正体外径与大直径套管内壁之间保持6~8mm的间隙,让入井工具在井筒上部大套管中居中。在工具快要到达悬挂器位置时,缓慢下放管柱(此时,注意观察指重表悬重变化),当过管扶正器的剪切环接触悬挂器上台阶,加压2~3吨(也可根据实际需要设定加压载荷),卸载销钉被剪断,释放过管扶正器总成,总成被阻留在尾管悬挂器上端,继续起到扶正油管的作用。同时入井工具也可安全顺利地进入下一级小直径套管内,而不被刮碰。在油管接箍经过过管扶正器时,内扶正块在外力作用下被挤压,油管接箍即可顺利通过,然后又在弹簧片的弹力作用下伸出体外,抱住油管本体,使油管也能处于井径的中心线位置,顺利地通过尾管悬挂器;起管时,内扶正块又会在弹簧片的弹力作用下,使其下端台阶卡在下部油管接箍的上端,使得过管扶正器能够被管柱一起带出井。
图1
2 优点
(1)操作方便。过管扶正器与被保护入井工具连接简单,十分便于操作。
(2)这种过管扶正器在入井后被截留在悬挂器上端,不影响工具及入井管柱进入下一级套管和后续的施工作业。
(3)采用四周均布的扶正体,为入井管柱与套管之间留下了较大的过流面积,不会在后续的洗井等作业中产生较大的截流压差。
(4)钢体强度高,耐磨性强,随管柱起出来以后,经过简单的维护,更换卸载销钉后可以重复使用。
3 经济效益分析
自该过管扶正器研制成功以来,至今已在辽河油区实际应用超过100井次,现场应用效果良好。目前正大量使用于辽河油区的勘探井,其直接经济效益达到每井次8000—12000元不等。如果在辽河油区的压裂酸化施工中,因压裂封隔器在经过悬挂器时遇阻无法下放而起出再从新下入管柱,则施工周期会延长两天左右,损失较大的设备运行费用。更严重的情况是,压裂封隔器在经过悬挂器时因偏磨受损,而造成后续的压裂施工失败,则损失更大。
4 结语
(1)针对尾管悬挂完井方式的井身结构特点,分析出入井封隔器受损的原因。
(2)克服常规扶正器的弱点,有针对性地研制出过管扶正器。
(3)经现场应用检验,使用效果良好,大大降低了后续压裂酸化施工风险,且成本低廉。其推广应用前景广阔。
[1]赵金洲,张桂林.钻井工程技术手册(第二版)[M].北京:中国石化出版社,2010:982-998.
[2]赵磊.简明井下工具使用手册[M].北京:石油工业出版社,2004:33-57.
[3]俞绍诚等.水力压裂技术手册[M].北京:石油工业出版社,2010: 508-525.