液压刮壁器在顺北超深井的推广应用

黄建 商森

摘 要：传统机械式刮壁器在压缩弹簧作用下，刮刀始终处于伸开状态，其内径大于套管内径，无法在扫塞时候一同入井工作，这就要求必须在扫塞完后重新下入机械式刮壁器进行刮削作业。而液压刮壁器由于其工作原理特性，入井时候刮刀处于收缩状态，扫塞完成后投球憋压使刮刀伸开，再对指定井段套管进行刮削作业。通过在现场应用，液压刮壁器满足刮管施工要求，实现钻塞、刮管一趟钻作业，节约了钻井周期，提高施工时效，有效降低了钻井成本，单井平均结余钻井周期2.18天，钻井日费按16万/天，单井可节约钻井成本34.88万元。以顺北油田为例，介绍液压刮壁器在钻完井施工中的推广应用。

关键词：液压刮壁器;一趟钻作业;扫塞;刮管

钻修井作业中，套管刮削是常见的作业工序，国内外油田主要使用套管刮壁器进行相应作业，从最开始使用机械式刮壁器。随钻相关技术进步及油田作业提速提效需要，一体化式液压刮壁器应运而生。由于其完全不同于传统机械式刮壁器作业原理，液压式刮壁器在节约起下钻时间、减少作业周期、压减成本上优势明显。顺北油田为奥陶系碳酸盐岩裂缝--洞穴型油藏，储层平均埋藏深度超7300m，具有超深、超高压、超高温的特点，目前主要采用四开制井身结构，产层采用先期裸眼完井方式。为满足后期试油完井施工作业要求，在三开中完作业期间，对三开悬挂套管制定井段进行套管内壁刮管作业，清理干净套管内壁水泥块、水泥环等杂质。在西北油田分公司常规机械式刮壁器在压缩弹簧的作用下刮刀始终处于伸开状态，其外径大于套管内径，不能再扫塞时一同入井，在扫塞完成后在下入刮管钻具组合，单独进行一趟刮管施工作业。为了节约钻井周期，减少起下钻时间，在扫塞钻具组合中加入新型的液压刮壁器，扫塞作业施工完后循环处理干净泥浆，投球憋压使刮刀伸开，然后对指定井段套管进行刮管作业，在顺北油田超深井钻完井施工中成功推广应用。

1 目前机械式刮壁器作业程序

由于后期完井作业施工要求，需要对指定某一井段套管进行刮管。受制于机械式刮壁器工作原理，刮壁前需要先进行扫塞作业，扫塞作业完成后在下入机械式刮壁器，对特定井段套管内壁进行刮削3-5次，确保套管内壁清洁，满足后续试油作业下入工具需求。

2 液压刮壁器工作原理

液压刮壁器采用剪销锁定、投球液压剪断销钉、弹簧打开刮刀体的结构。入井时，刮刀体在销钉的限制下，被锁定在本体槽内，装在刮刀体与本体之间的弹簧被压缩，刮刀体上的承压塞密封在本体孔内。当钻塞作业完成后，向管柱内投入密封钢球，当密封钢球下落到刮壁器下方的滑套开光上时，通过向管柱内加压到一个特定的压力值时，承压塞上承受的力和弹簧的合力大于剪销的剪断力，被剪销销钉的刮刀体在弹簧作用下，从本体槽中弹出贴紧在套管内壁，此时上提下放钻具进行刮壁作业。同时连接在刮壁器下方的滑套开关的循环孔也被打开，可以正循环洗井。

3 扫塞、刮壁一体化施工现场应用

3.1 顺北1**井现场应用

顺北1**井是一口四开制开发井，三开中完井深7648m，下入177.8mm尾管进行悬挂。钻扫177.8mm套管水泥塞钻具组合：149.2mmPDC+浮阀+121mmDC*2根+

177.8mm液压刮壁器+121mmDC*13根+88.9mmHWDP*15根+88.9mmDP+127mmDP+139.7mmDP，实际探塞位置7480m，塞长168m。

扫塞至三开中完井深7648m，循环3周处理钻井液，起钻至5700m，投球打压至20MPa，稳压5min，继续打压至27MPa，击落球座，打开液压刮壁器刮刀，对井段5682-5009.43m井段刮刮3次，起钻完检查刮刀正常。后期下入酸压完井酸压管柱，酸压施工正常，采油作业正常。

3.2 顺北2**井现场应用

顺北2**井是一口四開制开发井，三开中完井深7414m，下入177.8mm尾管进行悬挂。钻扫177.8mm套管水泥塞钻具组合：149.2mmPDC+330*310+浮阀+121mmDC*3根+球座+液压刮壁器+146mm扶正器+121mmDC*12根+88.9mmHWDP*45根+88.9mmDP+127mmDP+139.7mmDP，实际探塞位置7100m，塞长314m。

扫塞至中完井深7414m循环3周处理钻井液，投球打压至18MPa，稳压5min，继续打压至25MPa，击落球座，打开液压刮壁器刮刀，对井段7370-5300m井段刮刮3次，起钻完检查刮刀正常。后期下入酸压完井酸压管柱，酸压施工正常，采油作业正常。

4 液压刮壁器与机械式刮壁器施工时效对比

为进一步验证液压刮壁器的优势，在顺北油田分别统计了液压刮壁器、机械式刮壁器在现场各两口井的使用情况：

通过以上表格可以看出，由于使用液压挂壁器仅仅使用一趟钻就能完成扫塞和刮壁作业，优化了作业程序，减少了一趟起下钻作业时间。在使用液压刮壁器的两口井扫塞、刮壁作业时间均少于使用机械式刮壁器，单井平均结余作业时间2.18天，顺北油田作业费用日费按16万/天，单口井可结余钻井成本34.88万元。

5 结论

①钻塞作业，刮刀未伸开，水泥块在液压刮壁器与套管环空被泥浆循环携带出井筒，即液压刮壁器对钻塞、循环作业不造成影响;

②每次扫塞刮管作业施工完，对液压刮壁器所有密封配件及损坏的刮刀进行更换，每次入井前进行探伤检测;

③液压刮壁器在顺北油田超深井钻完井施工现场应用效果良好，实现了扫塞+刮管一趟钻作业，节约了起下钻时间，缩短钻井施工周期，降低了作业成本，为顺北油田高效勘探开发提供了技术支撑;

④液压刮壁器在现场使用良好，完井管柱封隔器座封正常，后期采油作业正常运行，可以替代常规刮管器，可以推广使用。

参考文献：

[1]袁勇，唐波，江建.套管式刮削器自由选择接头的应用[J].钻采工艺，2001（3）：51-53.

[2]练以峰，李元斌，史小平等.新型多合一作业液压刮壁器：中国，E21B37/04[P].2012-08-08.

[3]李秀竹，王丰君，阎慧兰.旋转是刮削器的研制与应用[J].石油矿场机械，2005，34（5）：92-93.

[4]崔航波，黄世财，徐代才，张雪松，李栋.新型多合一作业液压刮壁器在超深井的推广应用[J].油气井测试，2015（01）.

作者简介：

黄建（1987- ），2010年毕业于中国石油大学（华东）石油工程，长期从事石油钻井工程技术、生产与监督管理工作，工程师。