張 朔,馬 杰,劉德正,劉 松,黃利超
(中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司井下技術(shù)服務(wù)分公司,天津 300283)
隨著連續(xù)油管制造工藝和作業(yè)技術(shù)的發(fā)展,連續(xù)油管的作業(yè)范圍得到極大的發(fā)展。利用連續(xù)油管分簇射孔及橋塞聯(lián)作具有傳統(tǒng)作業(yè)不可替代的優(yōu)勢(shì):(1)可以帶壓作業(yè),節(jié)約了大量的施工時(shí)間;(2)可以在水平井中進(jìn)行射孔作業(yè)[1-3]。
J23H1 水平井水平段長(zhǎng)度共計(jì)482 m,井斜基本控制在85°~90°,軌跡整體平滑,無鉆遇斷層等情況,完鉆井深3 879.20 m(斜深)/3 277.16 m(垂深)。輸送射孔槍的常規(guī)方式有三種:(1)電纜輸送;(2)普通油管輸送;(3)連續(xù)油管輸送[4]。J23H1 井在3 570 m 處的井斜角已經(jīng)達(dá)到89.6°,電纜傳輸射孔的井斜角一般小于60°,常規(guī)的油管外徑較大且起下時(shí)間長(zhǎng),且射孔后,地層壓力易傳到井口,這樣只有在帶壓的情況下起出油管,對(duì)井控不利[5]。連續(xù)油管具有帶壓作業(yè),起下速度快等優(yōu)點(diǎn),結(jié)合該井實(shí)際施工需求,采取了連續(xù)油管分簇射孔及橋塞聯(lián)作的作業(yè)方式[6]。
本井所用50.8 mm 連續(xù)油管參數(shù)如下:長(zhǎng)度5 000 m,屈服強(qiáng)度620.5 MPa,屈服力34 510 kg,累重21 796 kg。連續(xù)油管作業(yè)深度3 690 m,結(jié)合實(shí)際井眼軌跡,根據(jù)連續(xù)油管的性能參數(shù),運(yùn)用軟件對(duì)連續(xù)油管的安全性進(jìn)行模擬,模擬計(jì)算結(jié)果表明:在3 690 m 處,連續(xù)油管工具端部最大上提力為7 449 kg,地面懸重顯示27 457 kg;工具端部最大下推力為1 462 kg,地面懸重顯示4 938 kg。連續(xù)油管的參數(shù)(見表1),其屈服力為34 510 kg,大于地面懸重27 457 kg,連續(xù)油管強(qiáng)度能夠滿足懸重的要求,連續(xù)油管可以正常進(jìn)行起下作業(yè)。
由于射孔槍的壁厚要比連續(xù)油管厚,如果射孔槍長(zhǎng)度過長(zhǎng)會(huì)在井眼彎曲處變形,增加工具串的摩擦力,射孔槍在井眼內(nèi)不發(fā)生彎曲的最大長(zhǎng)度計(jì)算公式如式(1)所示。
式中:L-射孔槍的長(zhǎng)度,m;R-水平井的最小彎曲半徑,m;d-射孔槍外徑,m;rc-射孔槍與套管之間的間隙,m。
這里套管內(nèi)徑0.125 m,射孔槍外徑0.086 m,則rc為0.039 m,根據(jù)井眼軌跡數(shù)據(jù),造斜段最小彎曲半徑是101 m,根據(jù)公式(1)可以計(jì)算出,射孔槍最大長(zhǎng)度為7.96 m,射孔槍總成長(zhǎng)度為5.5 m,可以滿足工具串連續(xù)下入的條件。
該井采用分簇射孔及橋塞聯(lián)作工藝,井下工具串:50.8 mm 連續(xù)油管+φ73 mm 外卡瓦接頭+φ73 mm 雙瓣式單流閥+φ73 mm 液壓丟手+φ73 mm 變扣接頭+φ86 mm 分簇射孔槍總成+φ87 mm 橋塞坐封工具+φ111 mm 套管用橋塞。
使用50.8 mm 連續(xù)油管帶分簇射孔及橋塞聯(lián)作工具(2 簇+2 簇+1 簇2 簇),分四次完成7 簇射孔,對(duì)該井的四段改造層段進(jìn)行分簇射孔坐封橋塞作業(yè)。
(1)使用黏度2 mPa·s 的滑溜水,以100 L/min~200 L/min 排量泵注,連續(xù)油管內(nèi)摩阻為6 MPa~10 MPa。
(2)通過環(huán)空打壓25 MPa,啟動(dòng)坐封工具,坐封橋塞。
(3)連續(xù)油管投球打壓?jiǎn)?dòng)射孔槍起爆器進(jìn)行點(diǎn)火,射孔槍與射孔槍之間通過延時(shí)系統(tǒng)控制,每射完一槍延時(shí)6 min 激發(fā)第二槍,在此期間上提連續(xù)油管至下一射孔段完成射孔,射孔發(fā)射率100 %。
射孔后,井口壓力由0 MPa 升到6.5 MPa,30 min后油管出口開始出現(xiàn)液體,說明射孔成功。J23H1 井射孔后建產(chǎn),日產(chǎn)液16.82 m3,產(chǎn)油12.52 m3,產(chǎn)水4.3 m3,生產(chǎn)狀況良好。
表1 連續(xù)油管參數(shù)表
表2 J23H1 井射孔數(shù)據(jù)表
根據(jù)井口壓力設(shè)計(jì)環(huán)空坐封壓力,調(diào)整銷釘數(shù)量,根據(jù)射孔段的要求(2 簇或1 簇)接入射孔槍,射孔位置和射孔參數(shù)以及復(fù)合橋塞深度(見表2)。
(1)下入連續(xù)油管至預(yù)計(jì)層段,以200 L/min 排量循環(huán)下油管過程中5 m~50 m 內(nèi)速度控制在5 m/min以內(nèi),50 m~100 m 以內(nèi)速度控制在10 m/min,直井段以內(nèi)速度控制在20 m/min 以內(nèi),每500 m 做懸重測(cè)試;進(jìn)入造斜段后,速度控制在15 m/min,每300 m 上提下放做懸重測(cè)試并記錄。
(2)環(huán)空開泵,逐漸打壓至25 MPa,坐封橋塞,坐封后下探確認(rèn)。
(3)上提連續(xù)油管至預(yù)計(jì)層位,從連續(xù)油管內(nèi)投球,并泵注送球,打壓射孔地面監(jiān)測(cè)到射孔以后,上提(簇間距+1 根槍長(zhǎng)+延時(shí)裝置長(zhǎng)度),進(jìn)行第二簇射孔,依次類推,完成各簇射孔,射孔發(fā)射率100 %。
(4)上提連續(xù)油管至井口。本次施工一次成功,整個(gè)過程210 min,而且在射孔后,可以帶壓作業(yè),保證了作業(yè)過程中的井控安全。
(1)針對(duì)J23H1 井的井況,選擇了50.8 mm 連續(xù)油管帶分簇射孔及橋塞聯(lián)作工具施工方案。
(2)通過模擬軟件計(jì)算出,在該水平井中連續(xù)油管的強(qiáng)度能夠滿足懸重的要求,連續(xù)油管可以正常進(jìn)行起下作業(yè)。
(3)環(huán)空打壓25 MPa,啟動(dòng)坐封工具,坐封橋塞。然后連續(xù)油管投球打壓?jiǎn)?dòng)射孔槍起爆器進(jìn)行點(diǎn)火,射孔發(fā)射率100 %。
(4)本次施工一次成功,整個(gè)過程210 min,大大縮短了施工時(shí)間,而且在射孔后,可以帶壓作業(yè),保證了作業(yè)過程中的井控安全。