Φ139.7 mm免钻塞工具在春风油田的应用

2021-07-09张斌中石化新疆新春石油开发有限责任公司山东东营257000

化工管理 2021年18期

张斌 (中石化新疆新春石油开发有限责任公司，山东东营 257000)

0 引言

春风油田构造位置位于车排子凸起的东北部，区域构造上属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元。排612块位于春风油田东北部，该区块油层薄、埋藏浅，水平井设计井深700 m左右，垂深270～320 m，位垂比大，井眼曲率高，造斜率大，平均达25°/100 m，在工具下入、钻塞等方面存在较大困难[1]。

1 排612区块前期完井概况

春风油田排612区块前期施工的4口井采用水平井采用分级箍筛管顶部注水泥方式完井。其基本管串结构为：洗井阀+短套+精密筛管+套管+盲板+套管+封隔器+套管+封隔器+套管+分级箍+套管串至井口（如图1所示）。

图1 分级箍筛管顶部注水泥完井管柱图

即在水平油层段下入精密滤砂管，防砂完井，以保持地层原始渗透率，利用分级箍、封隔器等工具进行筛管顶部进行注水泥固井作业，有效封隔异质层。

主要施工工序：下完井管柱、胀封管外封隔器、打开分级箍、固井、关闭分级箍、钻塞、通井。

该工艺在本区块完井施工过程中暴露出以下几个问题：

（1）钻塞过程中容易对分级箍和套管造成磨损或破坏，甚至钻穿套管；

（2）钻塞过程容易造成水泥环破裂，导致油气水窜或注蒸汽热量的散失；

（3)钻塞后内壁不光滑，留有毛刺，下入作业生产工具时容易造成破损（特别是橡胶材质的工具）而增加施工风险；

（4)钻塞碎屑造成洗井、充填工具堵塞，无法建立循环进行洗井或砾石充填作业；

（5)钻塞周期长，增加完井成本。

本区块已完成的4口井施工时间统计如表1所示。

表1 新春排612区块钻塞时间统计

如表1所示，排612区块已完成的4口井中，纯钻塞时间平均超过40 h，加上起下钻时间，超过60 h，大大增加了完井周期，提高了完井成本，延缓了施工进度和工作计划。其主要原因是春风油田排612块油层薄、埋藏浅，水平井设计井深700 m左右，垂深270～320 m，位垂比大，井眼曲率高，造斜率大，平均达25°/100 m，钻塞时加压困难，井口只能施加0.5～2 t的压力，导致钻塞困难，钻塞时间过长，虽然采取了在井口加放钻铤，改进钻头，调整钻进参数等诸多措施[2]，但收效甚微，效果不理想。

针对水平井分级箍筛管顶部注水泥完井工艺在春风油田排612区块施工过程中暴露出来的种种问题，尤其是钻塞困难，钻塞耗时过长的严重弊端，并结合该区块井深较浅的特点，我们在该区块采用水免钻塞筛管顶部注水泥完井方式进行完井作业，有效解决了上述问题（如图2所示）。

图2 钻塞示意图

2 水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井工艺在排612区块的应用

目前，Ф177.8 mm水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井工艺已得到广泛应用[3]。但Ф139.7 mm免钻塞完井工艺由于施工井较深、打捞拉拔力大以及小尺寸打捞管柱抗拉能力低等原因，导致现场应用较少，而春风油田排612区块由于油藏较浅，井深仅700 m左右，为Ф139.7 mm免钻塞完井工艺的现场应用创造了有利条件。

Ф139.7 mm免钻塞完井工艺是在水平井油层段下入精密滤砂管，筛管顶部利用免钻塞工具进行注水泥固井作业[4]，有效封隔异质层，防砂完井。其基本管串结构为：洗井阀+短套+精密筛管+套管+免钻塞工具+套管串至井口（如图3所示）。

图3 免钻塞筛管顶部注水泥完井管柱图

施工步骤：（1）通井，按要求下入完井管柱；（2）打压8～10 MPa，稳压3～5 min，胀封免钻塞胶筒（如图4所示），继续打压至15～17 MPa，开启注水泥循环通道；（3）循环、固井；（4）碰压关闭注水泥循环通道；（5）憋压候凝4 h；（6）下入打捞工具，打捞出免钻内套；（7）电测固井质量；（8）下入Ф116 mm磨鞋通井至人工井底；

图4 免钻塞工具图

φ139.7 mm免钻塞筛管顶部注水泥完井技术优势：

（1）免钻工具等完井附件在作业过程中不受钻磨影响，使用寿命大大延长，有效降低了修井作业时间及成本；

（2）完井管柱内通径大且内表面光滑通畅，有利于后期作业工具顺利下入；

（3）无需钻塞降低了套管破损风险，增加了油井使用寿命。

3 现场试验及及应用效果

3.1 现场试验

P612-P17井为φ139.7 mm免钻塞在春风油田排612区块的首口应用井，该井井深722 m，垂深318 m，造斜点89 m，水平位移492 m，最大造斜度11.88°/30 m。

管柱结构：洗井阀（715.06～712.48 m）+短套1根（712.48～709.9 m）+精密筛管4根（709.9～665.72 m）+套管3根+精密筛管12根（632.41～499.63 m）+套管6根+免钻塞工具（400.37～394.89 m）+套管串至井口。

施工过程：2018年9月19日09:30开始下完井管柱；12:00下入免钻塞装置；19:00下完全部管柱；20:00开始胀封免钻封隔胶筒，打压5 MPa试压，稳压2 min不降；继续打压10、12 MPa，各稳压3 min 不降，继续打压18 MPa，打开循环通道，接大泵循环，循环压力2 MPa； 2018年9月20日00:15开始注水泥；01:00碰压20 MPa，稳5 min 不降；放压至4 MPa憋压候凝；04:00放压正常；07:00 下入组合打捞矛；11:00打捞成功，起出免钻内芯；通井正常。

3.2 应用效果

目前，φ139.7 mm免钻塞筛管顶部注水泥完井工艺已在排612以成功应用7口井，其打捞时间统计如表2所示。

表2 新春排612区块打捞时间统计

如表2所示，采用免钻塞工艺完井的7口井，其平均打捞时间约4.3 h，与分级箍平均钻塞时间40 h相比，每口井节约36 h，大大缩短了完井周期，节省钻头2～3只，为后期作业和固井质量的提高等带来诸多益处。φ139.7 mm免钻塞筛管顶部注水泥完井工艺在排612区块运用7口井，免钻塞工具在下入、胀封、循环通道打开、关闭以及打捞等各个环节表现稳定、可靠，在国内首次规模化应用成功，同时也为春风油田浅层水平井的提质提效提供了技术支持。