劉 暢

（中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院鉆井工具研究所，山東 東營(yíng)257000）

文23氣田是我國(guó)東部地區(qū)目前投入開(kāi)發(fā)的最大的砂巖干氣田，位于中央隆起帶北部文留構(gòu)造的高部位，氣田內(nèi)部被一條次一級(jí)斷層所切割，分為主、東、南、西4個(gè)斷塊區(qū)。氣層埋深2 700～3 154 m，經(jīng)過(guò)多年高效開(kāi)發(fā)產(chǎn)量遞減后，中國(guó)石化中原油田文23氣田將向天然氣儲(chǔ)備轉(zhuǎn)型，文23儲(chǔ)氣庫(kù)建成后將成為我國(guó)中部地區(qū)最大的儲(chǔ)氣庫(kù)[1]。目前該儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目正進(jìn)行一期鉆井施工，在施工中出現(xiàn)技術(shù)套管難以下入的問(wèn)題，應(yīng)用勝利油田鉆井工藝研究院研制的YK型擴(kuò)眼器對(duì)二開(kāi)井眼進(jìn)行擴(kuò)眼，能夠滿足技術(shù)套管順利下入。

1 儲(chǔ)氣庫(kù)井?dāng)U眼難點(diǎn)分析

儲(chǔ)氣庫(kù)井對(duì)固井質(zhì)量要求高，鉆井設(shè)計(jì)上預(yù)留的技術(shù)套管與井眼間環(huán)空間隙較小，在實(shí)際施工中造成了技術(shù)套管下入困難甚至無(wú)法下入的問(wèn)題，因此決定對(duì)二開(kāi)井眼進(jìn)行擴(kuò)眼施工，將原先的320 mm直徑井眼擴(kuò)至350 mm，以方便技術(shù)套管的下入。

目前，對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)井進(jìn)行擴(kuò)眼工作具有以下困難：

（1）井漏。該地區(qū)屬于老油區(qū)，地層原始?jí)毫︶尫泡^多，多口鄰井在鉆井時(shí)發(fā)生嚴(yán)重井漏。

（2）井壁穩(wěn)定。裸眼長(zhǎng)時(shí)間浸泡，應(yīng)適當(dāng)關(guān)注井眼失穩(wěn)發(fā)生的可能。

（3）鹽層蠕變。降密度后可能出現(xiàn)鹽層蠕變，進(jìn)入鹽頂后需高度注意。本井文23鹽厚達(dá)380 m，由于鹽層具有易垮塌的特點(diǎn)，容易造成卡鉆，所以在沙三下地層要防卡。

2 YK系列擴(kuò)眼器概況

2.1工作原理

該工具是勝利油田鉆井工藝研究院研制的水力液壓式擴(kuò)孔器，截止2017年，已使用約200套，服務(wù)150余井次。本次使用的工具型號(hào)為YK311-365，適合311.2 mm以上井眼尺寸，工具本體最大外徑290 mm，每套工具有3個(gè)刀片，每個(gè)刀片上有3個(gè)切削齒和兩個(gè)保徑齒，理論外張擴(kuò)孔直徑365 mm（本井根據(jù)要求改為350 mm（見(jiàn)圖1））。

圖1 YK320-350液壓式同心擴(kuò)眼工具

YK系列擴(kuò)眼器工作原理為：工具下到設(shè)計(jì)井深后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，緩緩開(kāi)泵，此時(shí)泥漿流經(jīng)活塞上的噴嘴產(chǎn)生壓力降，形成的壓力推動(dòng)活塞下行，活塞上的圓螺母支撐各刀片外張切削井壁，刀片對(duì)井壁的側(cè)壓力主要取決于活塞面積、噴嘴直徑、排量和鉆井液性能等。當(dāng)?shù)镀_(dá)到最大外張位置，泵壓將明顯下降，這時(shí)可加壓進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)。作業(yè)完畢后，停泵，壓力降消失，活塞在彈簧力作用下復(fù)位，刀片憑自重或外力收回刀槽內(nèi)[2-3]。

2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

工YK系列擴(kuò)眼器具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖2所示。

圖2 工具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）YK系列液壓式擴(kuò)眼器采用了水力活塞式結(jié)構(gòu)，利用噴嘴產(chǎn)生的壓降推動(dòng)活塞外張擴(kuò)眼刀翼，達(dá)到開(kāi)泵張開(kāi)刀翼，停泵刀翼收回的效果。

（2）工具刀片采用雙排布齒設(shè)計(jì)，切削效率高，使用壽命更長(zhǎng)。

（3）擴(kuò)眼刀翼為內(nèi)置式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了擴(kuò)眼刀翼在起下鉆過(guò)程中不外張，便于順利通過(guò)套管及窗口。

（4）工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，活動(dòng)配件少，并使用多種防掉工藝，具有較強(qiáng)的可靠性。

（5）YK系列液壓式擴(kuò)眼器工作平穩(wěn)，加壓顯示良好，易于判斷，擴(kuò)出的井徑比較規(guī)則。

（6）可以實(shí)現(xiàn)倒劃眼作業(yè)功能。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工情況

（1）文23儲(chǔ)8-1井概況

該井位于中央隆起帶北部文留構(gòu)造文23塊，設(shè)計(jì)井深3 085 m，井斜10.58°，一開(kāi)井深500 m，井眼尺寸17 1/2"，二開(kāi)井深2 832 m，井眼尺寸12 7/12"，三開(kāi)井深3 094 m，井眼尺寸9 1/2"（如圖3所示）。擴(kuò)眼井段為上第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組；下第三系東營(yíng)組、沙河街組及中生界地層。

圖3 文23儲(chǔ)8-1井井身結(jié)構(gòu)

（2）擴(kuò)眼施工概述

擴(kuò)眼器下井前需進(jìn)行井口測(cè)試，開(kāi)泵至設(shè)計(jì)排量50 L/s刀片張開(kāi)正常，泵壓正常，停泵刀片復(fù)位。下鉆至擴(kuò)眼段后緩慢啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，記錄轉(zhuǎn)盤空轉(zhuǎn)扭矩值，逐漸將排量提高至設(shè)計(jì)排量值，開(kāi)始進(jìn)行“造臺(tái)階”。待擴(kuò)孔器刀片完全張開(kāi)并吃入地層后逐漸下放鉆具，擴(kuò)眼井段作業(yè)應(yīng)照扭矩為主，鉆壓為輔的原則，控制擴(kuò)眼扭矩在空轉(zhuǎn)扭矩的150%以內(nèi)，防止扭矩過(guò)大對(duì)刀翼造成損傷。

由于本井?dāng)U眼段較長(zhǎng)，且井壁靜置時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)眼鉆井時(shí)常出現(xiàn)劃眼上提遇阻的現(xiàn)象，其原因是井壁掉落的碎屑較多，上反不及時(shí)導(dǎo)致巖屑堆積，處理辦法為擴(kuò)完一個(gè)單根后，劃眼2～3遍，徹底循環(huán)巖屑。在擴(kuò)至東營(yíng)組下部地層時(shí)，出現(xiàn)了擴(kuò)后劃眼無(wú)法下入的情況，參照井徑圖該處井眼較小，可能出現(xiàn)上部大塊巖屑堆積導(dǎo)致堵塞，在遇阻處分別下壓10 t、20 t、30 t，上提無(wú)顯示，此時(shí)鉆具向下深入約1 m，說(shuō)明未鉆出新井眼，判斷沉砂可能性最大，循環(huán)1.5 h后再次向下擴(kuò)孔，恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語(yǔ)

文23儲(chǔ)8-1井共擴(kuò)眼2 085 m，其中明化鎮(zhèn)組館陶組平均擴(kuò)速32.61 m/h，東營(yíng)組平均擴(kuò)速19.61 m/h，沙河街組平均擴(kuò)速11.95 m/h.擴(kuò)后電測(cè)結(jié)果顯示，平均井徑已達(dá)到350 mm以上，滿足了下入套管扶正器的要求。

經(jīng)上述分析得出以下認(rèn)識(shí)：

（1）YK320-350擴(kuò)孔器適合該地層的擴(kuò)孔作業(yè)，擴(kuò)后井徑完全滿足下二開(kāi)套管下入要求。

（2）斜井?dāng)U孔需嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)盤扭矩，防止因扭矩過(guò)大造成擴(kuò)孔器刀片變形甚至斷裂引起井下復(fù)雜情況。

（3）擴(kuò)眼鉆進(jìn)時(shí)井壁脫落的巖屑較多且多為不規(guī)則的大塊，應(yīng)適當(dāng)提高泥漿切力，增強(qiáng)攜巖能力。

（4）該地區(qū)井眼靜止時(shí)間較長(zhǎng)（1月以上），擴(kuò)孔井段較長(zhǎng)（基本為整段二開(kāi)井段），擴(kuò)孔作業(yè)時(shí)井壁掉塊較多，容易造成沉砂堵塞井眼，建議以后作業(yè)時(shí)增加劃眼次數(shù)，使巖屑充分上返，每擴(kuò)出200 m建議循環(huán)一次，觀察振動(dòng)篩巖屑返出情況。

（5）該地區(qū)地層易漏，擴(kuò)孔鉆進(jìn)時(shí)需密切觀察泵壓，防止巖屑堵環(huán)空，導(dǎo)致憋漏地層，因此原井徑較大時(shí)也不易擴(kuò)速過(guò)快，易擴(kuò)井段必須充分劃眼，利于巖屑上返。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉振興，靳秀菊，朱述坤，等.中原地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)址選擇研究[J].天然氣工業(yè)，2005，25（1）：141-143.

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[3]唐世春，崔龍兵.小井眼擴(kuò)孔技術(shù)在塔河油田的應(yīng)用[J].石油鉆探術(shù)，2001，29（3）：35-36.