| 标题 | 深井组合套管修井工艺技术探讨 |
| 范文 | 王京彬 摘 要：随着我国陆地浅层石油长时间的勘探开采，浅层石油勘探钻井以及相应的浅井大修井技术都已经比较成熟。但由于浅层石油的慢慢枯竭，目前深井钻探工作已经开始逐渐占据主导并取得了很大进展。我国未探明石油储量约85×108吨，其中73%埋藏在深层。所以，在未来深井钻探采油将是一个主要工作方向，相应的深井修井打捞作业也将成为一个重要的研究方向。 关键词：套管 修井 打捞 解卡 循环 一、深井完井套管组合问题 深井完井后的套管组合是一个非常重要的环节，目前我国深井主要集中在西部新疆塔址、西北石油局等油田区块内，东部油田的也已经大量开始进行深井钻探作业，胜利庒西、东辛、现河等采油厂都有深井。经过一段时间的设计使用，目前深井已经形成了一套比较固定的完井井身结构，一种是Φ339.7mm(表层套管)+ Φ244.5mm（技术套管）+Φ177.8mm（技术套管）+Φ127mm（油层套管）的完井井身结构，还有是Φ339.7mm(表层套管)+ Φ244.5mm（技术套管）+Φ177.8mm（技术套管）+Φ149.2mm（用Φ149.2mm钻头钻进的裸眼）的完井井身结构。这两种井身结构是目前国内西部6000m井深的主要完井井深结构。其中部分井是以Φ177.8mm技术套管回接至井口完井，但大部分井是以Φ177.8mm技术套管中途悬挂完井，形成了阶梯状完井方式。 二、深井组合套管修井施工和浅井施工相比存在的难点 1、钻具负荷加重造成的影响 由于井深，入井的修井钻具要采用组合钻具，钻具负荷加重，限制了打捞后活动接卡的吨位，不能向浅井打捞一样有较大的活动解卡余地，同等的卡钻吨位，浅井可以解卡成功但深井由于不能上提同样的附加吨位就只能选择倒扣，给打捞工作带来了难度并增加了复杂程度。 2、洗井液循环的影响 （1）增加了洗井周期，由于井深，循环一周的周期变长，并且套管直径大，井筒容积比浅井增大，所以大大增加了循环周期，这对同样的工序增加了比浅井要长的循环时间。 （2）提高了对泵排量和洗井液性能的要求，由于套管是自下而上变大的阶梯结构，所以正循环冲洗时井下碎屑随着洗井液的上升，速度会逐渐变慢，如果排量达不到，洗井液性能达不到，对于一定直径的颗粒会在中途出现停滞，不会返出井口，容易造成卡钻。 （3）对循环方式提高了要求，由于修井循环泥浆泵的局限性，对于更大的井下碎屑，以目前修井大泵的循环排量也会出现正循环无法将碎屑携带出井口的情况，所以就要进行正反配合循环洗井的方法，这就增加了施工的复杂性和风险性。这里分为两种情况。一种是冲砂作业，是正循环可以完成但风险大，所以采用正反冲砂方式，还有一种是处理裸眼坍塌岩屑作业，正循环冲洗无法将破碎后的大颗粒岩屑循环携带到地面，只能采用正冲反洗的方法处理。 例如，在深井冲砂施工中，在采用同样的洗井液的情况下，一般浅井都会采用正循环的方式，根据情况正循环冲洗安全根数的情况下，再大循环。但在深井中就不行，因为浅井的井筒直径一致，环空的间隙一致，砂子上返不会受到影响，深井中在7〞套管进入95/8〞套管后冲砂管柱和套管之间的环空就会忽然变大，造成砂子上返过程中突然速度减缓，并且在换单根过程中很容易造成砂卡事故。并且如果采用正冲砂的方式还有周期过长的缺点。所以在深井中都会采用逐井段正冲反循环洗井的方法冲砂，这样会不但提高了施工的安全性，也提高了施工效率。处理裸眼坍塌的施工循环方式是和冲砂一样的，只是要正冲洗将岩屑破碎，再反循环将其冲出。 3、钻具的影响 （1）增加了钻具的组合的复杂性 由于深井的井身结构的影响，施工中的入井钻具组合也会比浅井修井施工的钻具组合要复杂，如果是5〞尾管悬挂完井，钻具组合自下而上就是23/8〞+27/8〞+31/2〞，虽然这样可以对一般的施工没有影响，但是由于内径和外径的阶梯状变化对于冲砂等施工带了了一定风险。 （2）配套工具增加了困难 对于打捞作业来说，反扣钻具是必备的常用的，反扣钻具可以大大提高打捞效率，但是并不是所有的工具都是配套反扣的，例如套銑筒等。并且有也是数量少，并且穿插在反扣钻具打捞过程中经常要用到正扣钻具，浅井施工由于立柱少，可以同时在井架上立两套钻具，但是深井就不行，这给工艺措施的制定，施工效率带来了影响。 4、深井小井眼对打捞的影响 由于井深，为了保证强度，在钻井至5000米以下时，四开钻进一般都是Ф149.2mm钻头钻开，下5〞油层小套管完井，而且主要的打捞事故也大多数集中在小套管内，无论从工具选择上还是操作上，都给打捞带来了很大的困难。 5、不同井段修井打捞的多样性 由于阶梯状的完井井身结构，井筒直径差异较大，在不同井段出现卡钻事故，就会出项不同的复杂情况，最上层的Φ244.5mm套管直径很大，能够掉入很大的落物，也经常出现管状落物重叠的现象，打捞难度很大，并且由于井口的通径一般是Φ180mm，比Φ244.5mm套管直径要小，在打捞Φ244.5mm套管中落物时入井工具直径较大，经常要倒换井口，所以在深井中的上部Φ244.5mm套管中打捞作业比实际普通浅井打捞更加复杂。 6、操作上造成的影响 由于井深，在浅井中打捞时操作上的一些判断，在深井中就不会那么明显，例如在浅井中打捞由于打捞钻具的悬重较轻，捞获落物后悬重可以比较准确的判断捞获情况，但是深井中打捞由于打捞钻具自身悬重就很重，所以很难判断捞获情况。并且打捞过程中传到井下的造扣旋转的圈数都会受到入井钻具的扣的松紧程度的影响，会增加判断的难度。 三、深井组合套管打捞的技术 在深井修井打捞等施工中，要在各个方面都要增加投入，不能应为节约成本侥幸心理去施工，那样会造成更大的损失。 1、在洗井液方面，一般情况下使用氯化钙压井液，要根据井内施工情况和环境保证洗井液的粘度，增加洗井液的悬浮能力，以便保证施工的安全性。一些深井特殊作业一定要及时更换质量合格的泥浆进行作业。 2、由于深井的打捞钻具负荷很大，活解的吨位受限制，所以要多采用性能优良的工具。 （1）多使用液压技术,消除机械操作缺点。过去采用机械倒扣器,需要管柱旋转。可以使用液压倒扣器，利用液压活塞产生的旋转作用倒扣,非常方便。在深井施工中多使用爆炸切割、液压控制割刀或者机械割刀切割。这样可以减少对反扣钻具在深井打捞中的依赖，提高施工效率，同时也可以提高施工的精度。 （2）多使用辅助打捞工具，提高井下事故处理能力，可以缩短事故处理时间，提高打捞作业经济效益，如井下视频电视测卡仪、爆炸松扣、化学割刀、聚能喷射割刀、随钻震击器、键槽扩大器、钻头保护器和开口防掉器等,都是近年来及今后重点应用产品。特别是震击器的使用，可以解决由于悬重过高上提解卡吨位受限的问题，增加活解的成功率。 3、由于井深，起下钻周期长，为了提高修井效率，缩短修井工期，可以多使用组合式打捞工具。常用打捞工具可以组合成一套使用,如割刀与打捞矛组合，打捞筒与铣鞋组合，打捞矛与套铣管组合。例如美国鲍恩公司的液压机械震击器也是一种组合装置。根据井下情况可以加工不同的组合工具，但是一定要保证工具质量可靠。 4、认真研究每次入井的打捞工具，并且要认真准备工具，不要盲目的下工具进行打捞。操作上，每次打捞要多个有经验的人现场分析，在判断上要及时准确，要比浅井打捞付出更多的判断打捞时间，打捞前做好各方面详尽的考虑和准备。 5、深井小井眼内处理是一个难点，大部分修井打捞工作都是在深井小井眼内完成，所以着重对小井眼施工提出以下几点见解： （1）深井小井眼和浅井大井眼打捞工具选择对比使用分析 落物在井内遇卡与套管尺寸关系并不大,但在事故处理时,要想将落物解卡并捞出,套管尺寸就十分重要了。这主要是因为打捞工具及解卡工具的外型尺寸要受到井筒限制,工具必须能下得去,之后才能解卡、打捞。比如:Φ62 mm油管分别卡于Φ139.7mm和Φ114.3 mm套管井中。在Φ139.7 mm套管井中,可以采用Φ114 mm套铣筒进行套铣解除遇卡力,然后将其捞出；在Φ114.3 mm套管井中,只能采用平底磨鞋将Φ62 mm油管磨铣成碎屑，利用工作液将碎屑冲出。 解卡打捞工艺相对Φ139·7 mm套管井是一成型的工艺技术,使其应用到Φ101.6 mm和Φ114.3 mm套管井中则需要进行深入的研究。由于在小井眼内处理事故,工具外型尺寸受限,工具外型尺寸如果变小,其强度必然降低。落物遇卡后并不会因为井眼尺寸变小而解卡力也随之变小。要使工具尺寸变小而强度保持不变,关键是材料的选择和结构的优化设计所以要求选用新型高强度材料,设计结构简单适用的工具,进行准确的强度校核和严格的地面试验。 （2）小井眼解卡的一般方法 震击解卡，对于砂卡、盐水和矿物结晶卡、胶件卡、封隔器卡、小件落物卡等,主要采用震击方法,以解除被卡状态。震击解卡管柱主要是通过对被卡落物施加一个瞬时的震击力,使砂、结晶粒、胶件、小件等松动或脱落,卡点被解除,从而达到解卡的目的。常用管柱结构:打捞工具、安全接头、震击类工具、钻铤、钻杆。安全接头是为解卡失败后起出所有工具而设置的；加钻铤是为了增加震击效果。 钻铣磨解卡，对于水泥凝固、化学物质凝固、电缆、钢丝等绳类落物堆积卡,主要采取钻铣磨解卡方法。常用管柱结构:铣鞋(套铣筒)、钻铤、扶正器、钻杆。该类管柱有2种解卡方法：一是将遇卡落物全部磨铣掉；二是对遇卡落物与套管环形空间存在的卡物进行套铣,然后再将被卡落物捞出。采用此种方法, 落物与套管间必须有足够的套铣环形空间。钻铣磨管柱连接了钻铤扶正器,其目的是为了防止处理落物时损伤套管或造成套管开窗。 沉淀杯在深井中的磨铣和套铣作业中起着非常重要的作用，因为套、磨铣产生的较大铁屑、皮子很难在正常套、磨铣中随着洗井液正循环携带出来，所以有很多铁屑、皮子会被沉淀杯携带出来，所以在深井的磨铣施工中一般会携带2级沉淀杯，如果是在Φ127mm等小套管内套磨铣施工时，可以把沉淀杯下到上一级套管中，一样可以起到很好的效果，因为小套管套、磨铣时，小套管内钻具和环空间隙很小，可以有足够的上升速度和冲力把铁屑、皮子冲到上层套管内。 四、几点认识 1、深井组合套管内打捞修井作业是一项难度大、风险高、施工工艺措施复杂的工作，井内地质环境情况复杂，高温高压，腐蚀严重，对人员设备工具都提出了更高的要求。 2、合理组合修井打捞钻具，既要考虑钻具组合的强度，又要考虑悬钻具重，根据不同的工序适时调配钻具的组合，严格钻具探伤检查制度，避免钻具原因造成深井打捞的复杂化。同时精确丈量每一根钻具，减少深井打捞误差，减少给打捞分析判断的造成不良影响。 3、严格检测洗井液的各项性能，配好洗井液净化装置，根据不同工艺适时调整洗井液性能，为压井和修井施工工艺提供良好的保障。 4、根据井内情况认证分析并选择入井工具，对工具可以优化组合，多采用新式可靠的工具，以提高修井打捞效率。 5、根据井内情况优化操作参数，包括深井组合套管的打捞、套铣、磨铣、冲砂以及循环排量、泵压等各项施工参数，准确判断适时修正。 参考文献： 1、刘景三,徐孟策. 侧钻井作业施工及井下事故的处理[ J ].钻采工艺, 2002, 25 (1)：99101, 106 2、万仁博,罗英俊. 采油技术手册修订本第六分册[M] .石油工业出版社,1990 ,6. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。