水平井钻磨桥塞技术研究与应用

尹立明

摘要：本文分析水平井桥塞钻磨工艺技术现状及存在问题，优化钻磨工艺技术，解决了钻磨桥塞处理时效，减少低效、无效工序，降低作业成本、缩短措施作业周期的问题，并在XXX井成功应用，效果显著。

关键字：水平井;钻磨桥塞;技术

一、前言

在钻磨桥塞施工中，经常面临磨铣长时间无进尺或进尺缓慢、卡钻等难题，导致延长了作业施工周期甚至造成井下事故，影响了油井產量，增加作业成本。因此，分析水平井桥塞钻磨工艺技术现状及存在问题，优化钻磨工艺技术，解决钻磨桥塞处理时效，减少低效、无效工序，降低作业成本、缩短措施作业周期的问题。

二、水平井钻磨桥塞工艺及配套技术研究

1、WBM桥塞结构

目前我厂水平井使用的桥塞都为四机赛瓦WBM型，具体尺寸：本体最大外径110mm，中心管直径69.85mm，压环至胶筒180mm，材质为铸铁。

WBM桥塞是一种性能可靠、结构紧凑的桥塞;承受压差70MPa，适用于多种规格的套管。这种桥塞与其它类型的桥塞相比有外径小、中心管短、膨胀比大的特点。WBM 桥塞主要用于对油、气、水层进行临时、永久性封堵。具体可配合用于生产井封窜、堵水、压裂、酸化等施工。该桥塞是利用液压在坐封工具产生的推力作用于上卡瓦，拉力作用于释放栓，通过上下锥体对密封胶筒施以上压下拉两个力，在一定拉力范围内，桥塞上下卡瓦破裂并镶嵌在套管内壁上，胶筒膨胀并密封，完成坐封。

理论上将桥塞中心管外部隔环、上锥体钻磨完（总长76.21mm），桥塞即可失封、胶筒回缩，若长时间胶筒碳化已经则需要将胶筒钻磨完才能导致桥塞失封（总长220mm）。

2、配套技术研究

水平井与直井作业区别是受重力的影响，入井管柱和工具在水平段紧贴在套管底部，在直井中是相对居中;入井流体在水平段存在层流，而在直井中是紊流。

2.1、入井钻具和工具配套

入井钻具和工具满足安全要求：下得去、起得出，在入井钻具中水平段和造斜段全部采用18°斜坡钻具，钻具推荐使用S135钻杆（本体外径73mm，接箍外径110mm），与套管间隙小，抗扭矩大，且起到扶正作用。钻具组合安全系数在1.5以上，满足解卡时吨位需求，一般钻具负荷余量40t。

钻磨工具尺寸需要根据水平段套管尺寸和井斜数据，钻磨工具本体外径小于套管内径6-8mm（一厂5寸半套管内径多为118mm/121mm），便于起钻时减小挂卡，长度根据入井工具长度和井筒轨迹要求确定，磨鞋宜选用平底磨鞋、凹底磨鞋，合金铺焊厚度不小于30mm，水眼不小于15mm：

曲率半径是从圆心O点到井眼中心线F点的距离OF=360/（2π*k），可以看出MN与内弧相切，OG垂直与CD，OE=OF-EF、OG=OE+EG。由勾股定理可得CG长度，求得CD。

k—造斜率;EF—油层套管半径;EG—下井工具直径;

钻磨工具下钻要求：为确保下钻安全，对水平井起下钻应有更加严格要求，当作业井斜超过60°后，下钻速度控制在5m/min，出现刮卡现象应下两根起1根，直至无刮卡现象后按正常速度下钻。钻磨管柱组合中在造斜点附近加捞杯，确保小件异物循环干净，为打捞创造条件。

钻磨工具上部应连接安全接头，在发生异常卡钻无法解卡时可进行丢手（若发生卡钻，水平井倒扣不易从卡点倒扣容易造成大段落鱼管柱），便于后期的打捞处理，缩短处理周期。

钻磨处理桥塞过程中要重点关注好处理进尺，下钻磨钻具到位后首先核实桥塞位置，若偏差较大先尝试正冲循环洗井，将桥塞上部地层砂等异物充分循环干净，加压20KN再次核实桥塞深度并标记方入，钻磨过程中按照转速60-100rpm，并在磨铣工具上加2.27-3.63T 的钻压，记录好处理过程中有效进尺，观察出口碎屑返出情况。

在磨进过程中，应注意泵压变化，磨到胶筒部位时，泵压有可能突然升高，此时应停泵，但要保持悬重，轻微的活动管柱，待泵压恢复正常后继续磨进。

2.2、循环系统及修井液选择

现场应配套1000型撬装泵或700型泵车进行钻磨施工，排量不低于450L/min，确保桥塞被钻磨后的碎屑能及时返出地面防止因上返问题导致卡钻，提高钻磨效率。在漏失井、7寸套管未回接的井应考虑适当增加压井液的粘度，提高入修井液的携带能力，同时大排量洗井，避免卡钻事故。

2.3、井控配套技术

井控装置方面选择70MPa压井节流管汇、双闸门液压防喷器，并在施工前对其按标准试压合格，确保钻磨过程中井控保障。

若考虑封堵层位以下长时间关井压力较高，则根据地层压力恢复情况选择合适密度的压井液，防止因井底压力不够发生溢流、井涌，确保井控安全。

钻磨桥塞至人工井底后大排量循环洗井1.5周，确保井筒稳定后起钻至直井段观察稳定时间，无溢流无气泡后方可起钻，并在起钻过程中按管柱壁排及漏失量及时补液。

三、现场应用

1、井况概述：

AT1-8H井是西北油田一口水平井，井下2013年在水平段座封WBM桥塞封堵下部产层。该井目前高含水低效生产，需钻塞回采T2a3：4530-4645m井段与目前井段T2a3：4400-4440m合采，释放井周油气潜力。

2、钻磨桥塞情况：

钻具组合：114mm平底磨鞋+安全接头+73mm钻杆72根+捞杯+27/8钻杆328根+88.9mm钻杆

处理过程：加压20KN探底4499.47m，比设计高9.99m，判断井底有地层砂埋桥塞。接方钻杆正循环至4508.74m，排量450L/min，泵压8MPa，转速60-80r/min，钻压0.5-1t，进尺9.27m。继续处理桥塞，排量450L/min，泵压8MPa，钻压0.5-2t，转速60-80r/min，泵入189m3，漏失9.4m3，进尺0.2m，桥塞松动，出口有少量铁削，后推桥塞至人工井底4650m，达到地质目的要求。

四、结论与认识

1、水平井的钻磨桥塞入井工具和管柱需要合理配套，必须满足能有效处理桥塞，且能防止发生卡钻事故。

2、水平井钻磨桥塞过程中需密切关注钻磨参数的变化及钻屑返出情况，判断井下情况，防止发生复杂情况，确保有效处理。

参考文献

[1]吴奇.井下作业工程师手册【M】.北京：石油工业出版社.2002年9月：5-8，67-68;

[2]万仁傅，罗英俊，采油技术手册-第五分册 修井工具与技术【M】.北京：石油工业出版社.2005年9月：189-192;

中国石化西北油田分公司采油一厂  新疆  轮台  841600