馮超(中石油海洋工程有限公司天津分公司)
中石油海洋工程有限公司天津分公司進入勝利油田市場以來,勝利油田已進入高含水后期開采階段,并且每年新發現的套損井數成逐年上升態勢。為了更好服務業主,套損井側鉆定向井挖潛技術成為研究重點,側鉆是繼取套技術之后又一修復套損嚴重井,使其恢復生產的有效方法。如不定向側鉆,一是有可能造成鉆穿相鄰井的套管事故,二是可能進入了相鄰井挖制的采油區域,其結果是事倍功半。因此,應開展側鉆定向井工藝現場應用,進一步提供競爭力提供技術保障,搶占中石油外部市場,為公司未來飛躍發展打下堅實基礎。
套管側鉆開窗方法目前有兩種:一是鍛銑開窗,然后注水泥側鉆;二是側向開窗,即下入斜向器,然后用銑錐開窗側鉆。斜向器開窗時間短,只是鍛銑開窗工作量的十分之一左右。存在的不足是開始鉆進時(大約20m)由于距離套管斷口很近和磁性干擾不能使用隨鉆測量儀,同時存在套管上斷口在上提鉆具時存在阻卡的隱患。如采取鍛銑開窗側鉆,剛好在此地層處增斜,因此不可取。側鉆開窗已有五年的成熟經驗,開出的窗口平整圓滑,上提下放只有大于0.5t的夾持力,卡鉆的機率極小。斜向器的方位可以調整到設計方位,在轉盤鉆進50m左右方位漂移不會太大??紤]到擴孔和下尾管扶正器的需要,確定在套損點以上20~30m鍛銑5~6m,在此處固定斜向器,然后進行側向開窗。
根據開窗方法和地層的情況確定井身剖面類型為斜直-增斜,鉆速和電測都有明顯的影響,一般認為,最大井斜角小于15°的井,難于穩定方位,最大井斜角在15°~30°之間的井,既能有效地調整井斜和方位,又能順利地進行鉆進、電測和固井。確定螺桿鉆具的造斜率K(K=1/Ro)后,就能計算出最大井斜角,反過來,確定了最大井斜角后,就能確定螺桿鉆具的造斜率,由此來選定螺桿鉆具的彎曲角度。
造斜點在套損點以上20m左右,井段長50m左右。其目的一是避開隨鉆測量儀的磁性干擾長度,二是避開此段復雜的井段增斜扭方位。斜向器的導斜角設計成3°~2°。斜面方位與設計方位相同,因此窗口平滑圓整,方位漂移也不會太大。
φ120銑錐+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。
鉆進參數:
起始階段:鉆壓5kN;排量10L/s;轉速20~30r/min。
鉆進階段:鉆壓10~15kN;排量10L/s;轉速60~80r/min。
出套階段:鉆壓105~20kN;排量10L/s;轉速80—100r/min。
鉆進長度:5~5.5m修窗上提下放懸重下降不超過5kN。
φ118PDC鉆頭+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。
施工參數:鉆壓20~40 kN;排量10~12L/s;轉速120~150r/min。
φll8PDC鉆頭+φ95單彎螺桿+φ105定向接頭+φ73無磁抗壓鉆桿+φ73抗壓鉆桿+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。
施工參數:鉆壓105~20kN;排量10~12L/s;泵壓14MPa。
φ118PDC鉆頭+φ115螺扶+φ105定向接頭+φ73無磁抗壓鉆桿+φ73抗壓鉆桿+φ115
螺扶+φ73抗壓鉆桿+φ105鉆鋌+φ73鉆桿。
施工參數:鉆壓20~40kN;排量12L/s;轉速120~150r/min。
由于5 1/2″套管側鉆井的環空間隙相當于常規井眼環空間隙的四分之一(約9mm),在
狹窄的間隙中管串貼壁極易蹩漏竄,導致固井質量差,甚至導致注水泥施工的失敗,小井眼固井面臨的困難有:
①封固井段套管串在小間隙環空中的居中扶正問題。
②提高水泥漿的頂替效率和防止注替過程中的堵蹩漏問題。
③小排量注替控制技術。
④如何形成高強度均勻優質薄水泥環以阻止地層油氣水進入等。
為提高固井質量應采取以下措施:
①擴孔鉆頭擴大封固井段孔徑至140~150mm,增加水泥環的厚度提高固井質量。
②在下井尾管上加放扶正器,在主油層段l0m尾管一只,非主油層20m套管一只,起到扶正尾管、保護井壁、減小流動阻力,提高頂替效率。在斜向器位置鍛銑就是為了擴眼和下扶正器而設計的。
③在水泥漿中加入降失水劑、分散劑、減阻劑,使配制的水泥漿在施工全過程中低失水,大大減少了環空間隙的流動阻力。使薄水泥環堅韌優質,在候凝期間抵御地層油氣水的侵入。
④在注水泥前用清水充分洗井,洗出井壁上和套管外壁上的泥餅,提高第一、二膠界面的膠結強度。注水泥漿頂替采用紊流狀態,環空返速在1.5~1.6m/s,提高頂替效率。
①在5 1/2″套管內側鉆應用鍛銑和側向相結合的方法開窗,既有效地節省時間,又有利于擴眼和下尾管扶正器。
②如果定向鉆進井段較長,會出現鉆速較慢或加壓無效的情況,說明鉆具與井壁接觸面積增大,此時必須大幅度活動鉆具,短起下鉆,分段循環;鉆進中根據井眼軌跡控制需要和井下情況導向鉆進數米,然后定向鉆進。
③必須根據施工中的實際情況連續測量,利用計算機跟蹤計算、作圖,準確預計井眼的變化趨勢,計算出待鉆井眼所需造斜率,以此為依據制定出合理的下步施工方案。
1 王珍應,馬德坤.井眼軌跡預測研究的回顧和展望[J];石油機械;1993年10期;
2 譙抗逆,李鷺光.套管開窗側鉆分枝井工藝技術實踐[J];天然氣工業;1995年01期;
3 謝繼安.φ140mm套管開窗側鉆定向井技術應用[J];石油鉆采工藝;1996年04期;
4 黃彬,李勇,馬旭川.川西地區套管開窗側鉆定向井技術應用前景探討[J];鉆采工藝;2000年04期;