劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

免鉆分級(jí)固井技術(shù)在大港油田西8-8-6井的應(yīng)用

劉言理(大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280)

固井是鉆完井過(guò)程中的重要作業(yè)，隨著油田的逐步開(kāi)發(fā)，地下地層情況越來(lái)越復(fù)雜，在高壓下地層變得非常容易漏失，給固井作業(yè)帶來(lái)了極大的困難和挑戰(zhàn)。目前的常規(guī)分級(jí)固井工藝還存在很多不足，免鉆分級(jí)固井是能解決該困難的比較前沿的一項(xiàng)固井工藝技術(shù)，該工藝免去了注水泥后的鉆塞流程，縮短了工程周期，降低了施工成本。在固井質(zhì)量方面，一級(jí)注水泥后漲封隔器，保證二級(jí)注水泥的封固質(zhì)量。同時(shí)該技術(shù)延長(zhǎng)了油井的開(kāi)采壽命，對(duì)提高其綜合開(kāi)采價(jià)值效果顯著。免鉆分級(jí)固井技術(shù)首次在大港油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況良好，為以后的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供參考，前景廣闊。

免鉆;分級(jí)固井;應(yīng)用

大港油田西8-8-6井地處北大港潛山構(gòu)造帶港西油田三區(qū)四斷塊，該油區(qū)地層普遍具有低壓易漏失的特點(diǎn)，復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)使該井在1100m～1500m段承壓能力極弱。漏失風(fēng)險(xiǎn)一直是該油區(qū)固井施工面臨的難題，采用常規(guī)分級(jí)固井可以起到分級(jí)固井的目的[1]，但是由于其性能不夠穩(wěn)定，同時(shí)存在很大的缺陷，而且固完井后需要鉆除內(nèi)部結(jié)構(gòu)為后期采油提供通道，在鉆內(nèi)部結(jié)構(gòu)過(guò)程中，鉆頭在同一個(gè)位置長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)極易對(duì)分級(jí)注水泥器本體造成損壞，這樣不但增加了鉆井費(fèi)用，而且也給后續(xù)工作帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。而應(yīng)用低密度固井技術(shù)固井，則水泥漿成本高、候凝時(shí)間長(zhǎng)，且施工中易發(fā)生漏失現(xiàn)象，固井質(zhì)量難以保證[2]。

免鉆分級(jí)固井是當(dāng)前解決低壓易漏井固井的重要手段，免鉆分級(jí)固井技術(shù)首次在大港油田應(yīng)用，免去了鉆塞過(guò)程，并且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)一級(jí)注水泥和二級(jí)注水泥，極大地簡(jiǎn)化了施工工序，節(jié)約了時(shí)間和成本，高質(zhì)量的固井也為后續(xù)的采油作業(yè)提供了保障。本文從工具設(shè)計(jì)和施工工藝原理的角度介紹了該工藝在大港油田的首次應(yīng)用情況，為其以后的大規(guī)模應(yīng)用起到了推動(dòng)和參考作用。

1 免鉆分級(jí)固井工藝簡(jiǎn)介

1.1 配套工具結(jié)構(gòu)原理

此次應(yīng)用的免鉆分級(jí)固井工具外徑為Φ139.7mm(5 1/2英寸)。配套工具主要由分級(jí)注水泥器、擾性塞、重力塞、關(guān)閉塞、球座、套管外封隔器、浮箍和浮鞋組成。

其核心部件分級(jí)注水泥器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 免鉆分級(jí)注水泥器結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工藝原理

按照設(shè)計(jì)，雙級(jí)固井，注完第一級(jí)水泥后，釋放撓性塞，頂替泥漿，當(dāng)撓性塞到達(dá)分級(jí)固井內(nèi)部的空心膠塞處碰壓，加壓剪斷銷釘，撓性塞和空心膠塞一起下行到碰壓座碰壓后。釋放井口壓力，并投入重力塞，當(dāng)重力塞靠自由落體坐入打開(kāi)塞座后開(kāi)泵加壓，剪斷打開(kāi)塞座上的銷釘，打開(kāi)塞座下行，打開(kāi)循環(huán)孔建立循環(huán)，循環(huán)出分級(jí)注水泥器以上多余的水泥漿。

注完第二級(jí)水泥后，釋放關(guān)閉塞，頂替泥漿，當(dāng)關(guān)閉塞下落到分級(jí)注水泥器的關(guān)閉塞座后，井口憋壓，剪斷關(guān)閉塞座上的剪釘，關(guān)閉套和內(nèi)部附件一起下行，當(dāng)關(guān)閉套上的擋塊到達(dá)本體的凹槽內(nèi)，關(guān)閉套關(guān)閉循環(huán)孔。同時(shí)內(nèi)部附件與關(guān)閉套脫開(kāi)，并在自重的作用下下行落到井底，達(dá)到其脫落的目的。

1.3 性能特點(diǎn)

(1)采用內(nèi)關(guān)閉結(jié)構(gòu)；

(2)打開(kāi)、關(guān)閉動(dòng)作均不存在小腔液體壓縮問(wèn)題；

(3)上下滑套能落到井底，內(nèi)部附件不用鉆除，省工省時(shí)；

(4)分級(jí)固井內(nèi)部增加了空心膠塞，保證了頂替效率，使套管內(nèi)壁清潔，可以有效的防止在一級(jí)固井完后留水泥塞；

(5)關(guān)閉套上采用了限位機(jī)構(gòu)，打開(kāi)循環(huán)孔后才能實(shí)現(xiàn)分級(jí)固井的關(guān)閉動(dòng)作；

(6)關(guān)閉套到達(dá)關(guān)閉位置后，內(nèi)部附件才能下落；

(7)在膠塞上面加上特制的壓塞液，能夠保證內(nèi)部附件全部脫落下行到位。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

免鉆分級(jí)固井工藝在西8-8-6井的應(yīng)用中，井深1548m，最大井斜27.96度，分級(jí)注水泥器位置1161m，采用免鉆分級(jí)固井技術(shù)，避免了由于鉆塞帶來(lái)的各種問(wèn)題，充分體現(xiàn)了其操作簡(jiǎn)便，工作可靠的特性，在整個(gè)施工過(guò)程中工具性能可靠，各級(jí)壓力顯示明顯。該技術(shù)為提高固井質(zhì)量、縮短施工周期、降低固井成本起到了積極的推動(dòng)作用。施工后套管內(nèi)通徑一致，為后續(xù)施工的順利進(jìn)行提供了先決條件[3]。

2.1 入井管串組合

根據(jù)固井設(shè)計(jì)排列好套管串結(jié)構(gòu)：5 1/2in浮鞋(0.42m)+5 1/2in短 套(2.92m)+5 1/2in浮 箍(0.22m)+5 1/2in套管(11.11m)+51/2in球座(0.22m)+51/2in套管串+5 1/2in封隔器(3.18m)+5 1/2in套管(11.13m)+51/2in分級(jí)注水泥器(1.14m)+51/2in套管串(至井口)。

2.2 免鉆分級(jí)固井工藝步驟

(1)根據(jù)固井設(shè)計(jì)下入固井附件、套管外封隔器、分級(jí)固井及套管。

(2)下完套管接水泥頭及固井管線，將水?dāng)_性塞裝在水泥頭內(nèi)。

(3)循環(huán)好后按照固井設(shè)計(jì)要求進(jìn)行第一級(jí)注水泥作業(yè)。

(4)注入專用壓塞液300升，壓撓性塞、替泥漿、碰壓；繼續(xù)加壓剪斷銷釘，撓性塞和空心膠塞下行，至碰壓座處碰壓。

(5)膨脹封隔器。繼續(xù)憋壓17～20MPa，穩(wěn)壓5～10min，如果壓力回落，及時(shí)補(bǔ)壓。

(6)停泵，從井口釋放壓力，投重力打開(kāi)塞，將關(guān)閉塞裝在水泥頭內(nèi)。

(7)當(dāng)預(yù)計(jì)重力塞座于分級(jí)注水泥器打開(kāi)塞座后，用水泥車開(kāi)泵憋壓，打開(kāi)分級(jí)注水泥器循環(huán)孔。

(8)循環(huán)。

(9)按固井設(shè)計(jì)要求進(jìn)行第二級(jí)注水泥作業(yè)。

(10)壓關(guān)閉塞，注專用壓塞液300升，替泥漿，碰壓。表壓應(yīng)為最終循環(huán)壓力+附加壓力。附加壓力應(yīng)≥分級(jí)注水泥器關(guān)閉壓力。注意：在條件允許的情況下盡量提高關(guān)閉附加壓力，以利于雙級(jí)箍關(guān)閉。

(11)停泵，從井口釋放壓力，檢驗(yàn)關(guān)閉套關(guān)閉效果。重新開(kāi)泵，加壓關(guān)閉壓力至25MPa以上，井口泄壓，再打壓至25MPa兩次，每次穩(wěn)壓5min，確保內(nèi)部附件的順利下落。

(12)卸管匯，固井施工結(jié)束。

3 時(shí)效和效益分析

西8-8-6井的時(shí)效分析結(jié)果如表1。

表1 西8-8-6井免鉆分級(jí)固井和常規(guī)固井施工工序時(shí)效(h)

效益分析：

(1)免鉆分級(jí)固井作業(yè)后套管內(nèi)不會(huì)殘留水泥塞段，由此可省掉一級(jí)注水泥候凝、接小鉆桿、下鉆和鉆水泥塞等完井工序，從而大大縮短完井時(shí)間28h，大幅降低固井材料成本約2萬(wàn)元，效益顯著。(2)該技術(shù)可以大幅提高油井的生產(chǎn)壽命，同時(shí)減少生產(chǎn)后期產(chǎn)生的修井費(fèi)用。(3)采用免鉆分級(jí)固井技術(shù)，除降低固井、修井費(fèi)用外，縮短投產(chǎn)周期所增加的產(chǎn)量也是該技術(shù)的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)雙級(jí)固井方式能有效地降低注水泥時(shí)環(huán)空液注壓力，防止低壓井的漏失。(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，免鉆式分級(jí)固井技術(shù)適合我們現(xiàn)場(chǎng)的工況，性能可靠，操作方便，施工成功率100%。(3)免鉆式分級(jí)固井時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益顯著，在以后類似井固井中可以推廣應(yīng)用提供參考。

[1]柳文楊.免鉆式分級(jí)固井在滴南7井的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2013,3：83～84.

[2]張明華．低壓易漏失井雙級(jí)固井技術(shù)探討[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2013,35(8)：103～106.

[3]曲慶利，關(guān)月. 水平井大通徑可撈式免鉆塞篩管完井技術(shù)應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2014,43(12)：55～58.

劉言理(1988-)，男，漢族，山東棲霞人，研究生，碩士學(xué)位，大港油田石油工程研究院助理工程師。