王文,侯欣欣,劉海龍,謝濤,王嘯
(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300459)
隨著渤海油田的深度開發(fā),低效井、長停井?dāng)?shù)量逐年攀升,但局部區(qū)域單井控制剩余儲量仍相對較高,同時受平臺槽口數(shù)量及開發(fā)經(jīng)濟性限制,利用老井井槽側(cè)鉆新井眼是開發(fā)周邊剩余油最有效的手段之一[1-4]。套管開窗過程中,開窗鉆具提前出窗、過窗口易卡鉆等側(cè)鉆難題是提高開窗作業(yè)時效的主要障礙。本文通過優(yōu)選側(cè)鉆點、開窗鉆井參數(shù)精細控制等方面的研究提高了開窗效率。
側(cè)鉆點宜選擇在固井質(zhì)量良好及穩(wěn)定地層,應(yīng)避開斷層、鹽層等復(fù)雜地層和降斜井段。另外,應(yīng)根據(jù)套管表及固井質(zhì)量測井曲線選擇上下窗口及斜向器的錨定位置,避開套管接箍和套管扶正器,上窗口宜離上接箍3~5 m。在設(shè)計過程中,在防碰通過的條件下,側(cè)鉆點的選擇主要依據(jù)不同側(cè)鉆點下井眼軌跡的總進尺及窗口附近井眼軌跡全角變化率:一般現(xiàn)場施工要求窗口附近井眼軌跡最大全角變化率在3.5°/30m 以內(nèi),然后選擇總進尺最少的側(cè)鉆方案[5-7]。
開窗工具分為斜向器座掛、套管開窗兩趟鉆側(cè)鉆工具及一趟鉆開窗側(cè)鉆工具[8-10]。海上為節(jié)約起下鉆時間,基本采用一趟鉆開窗側(cè)鉆工具,常用的一趟鉆開窗鉆具組合為:斜向器+開窗磨鞋+撓性短節(jié)+次級磨鞋+1 根鉆鋌+MWD+6 根鉆鋌+變扣+加重鉆桿×10 柱+普通鉆桿。引導(dǎo)磨鞋主要用于開窗和修窗,次級磨鞋主要用于修窗,第1 根鉆鋌為防止MWD 在窗口磨損,后面6 根鉆鋌為增加開窗鉆具組合剛性,使開出的窗口平整圓滑。有時開窗點較淺,加鉆鋌可以增加鉆具懸重,用以剪切斜向器與開窗鉆具連接的銷釘。
開窗作業(yè)是調(diào)整井作業(yè)的關(guān)鍵步驟,窗口的好壞直接影響后續(xù)鉆井的時效。開窗工藝流程主要包括:井眼準(zhǔn)備、循環(huán)閥與MWD 井口測試作業(yè)、斜向器座掛作業(yè)、開窗工具與斜向器分離、套管開窗作業(yè)及修窗作業(yè)。
(1)井眼準(zhǔn)備:刮管洗井,清除套管壁的油污,保證斜向器成功座掛。
(2)循環(huán)閥與MWD 井口測試作業(yè):旁通循環(huán)閥與MWD 組合井口測試并復(fù)位旁通循環(huán)閥。
(3)斜向器座掛:斜向器下至設(shè)計開窗井深,使用MWD 測量方位,調(diào)整斜向器方位,擺方位完成后,重復(fù)開關(guān)泵,憋壓,完成斜向器座掛。
(4)開窗工具與斜向器分離:多次上提下放使銷釘疲勞,剪斷開窗工具與斜向器的連接銷釘,使其分離。
(5)開窗:套管開窗過程鉆井參數(shù)的控制對窗口質(zhì)量影響較大,開窗主要分為5 個階段。
①磨窩:該階段開窗磨鞋緩慢吃進套管,應(yīng)使用小鉆壓,緩慢送鉆,防止蹩扭,蹩停頂驅(qū)。一旦蹩停,提活開轉(zhuǎn)還需要重新磨窩,嚴重影響開窗效率;
②開窗磨鞋較好吃入套管后,可以提高送鉆速度,適量增加鉆壓和轉(zhuǎn)速,開窗速度快;
③過死點:死點為套管上到斜向器斜面距離等于鉆頭半徑Rb的點,分為上死點和下死點(圖1),套管上該點相對鉆頭線速度為零,無法打磨套管,開窗困難。該階段不能有效磨套管,加大鉆壓過死點,該過程較慢;
圖1 死點示意圖
④過完死點后,開窗速度可以加快,適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速,和階段②類似;
⑤開窗磨鞋快要出窗口,應(yīng)適當(dāng)降低鉆壓,防止鉆具跳窗,磨完套管后,鉆4~6 m 口袋。
(6)修窗:開窗作業(yè)結(jié)束后宜通過改變不同轉(zhuǎn)速修整上下窗口,停轉(zhuǎn)及停泵狀態(tài)鉆具上提下放,在確認磨鞋通過窗口阻掛不超過1 t 后起鉆無阻掛才可結(jié)束修整窗口。起出磨銑工具,應(yīng)檢查磨銑工具外徑。當(dāng)次級磨鞋直徑磨損大于3.175 mm時,應(yīng)再下入新磨銑工具打磨窗口。
渤海X 油田Y 井于2009 年9 月投產(chǎn),后期日產(chǎn)液754 m3,日產(chǎn)油11 m3,含水率98.6%。為改善生產(chǎn)現(xiàn)狀,綜合考慮單井生產(chǎn)情況、剩余可采、措施潛力及鉆完井可實施性,決定利用Y 井眼側(cè)鉆新井A42H2,完善砂體開發(fā)井網(wǎng),提高儲量動用程度,改善砂體開發(fā)效果。Y 井為已側(cè)鉆井,側(cè)鉆點深度在495.1 m,下入244.5 mm 套管(下深248 m)復(fù)合177.8 mm 尾管(下深248~1 724 m),152.4 mm 裸眼完井,完鉆井深1 976 m,井身結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2 Y 井井身結(jié)構(gòu)示意圖
為了確定最優(yōu)的側(cè)鉆點深度,利用Landmark 軟件進行五種側(cè)鉆方案的設(shè)計及優(yōu)選,見表1。隔水導(dǎo)管鞋下裸眼側(cè)鉆、350 m 及420 m 深度339.725 mm 套管開窗均存在軌跡防碰問題且無法解決,460 m 深度339.725 mm 套管開窗軌跡難度適中,無防碰問題,可行性較好,177.8 mm 套管開窗軌跡難度略大且后續(xù)沒有合適的井身結(jié)構(gòu),綜合考慮最終選擇460 m 深度339.725 mm 套管開窗的設(shè)計方案。
表1 A42H2 側(cè)鉆方案優(yōu)選
現(xiàn)場開窗實踐表明,該工藝流程開窗質(zhì)量較好,次級磨鞋磨損量小于0.79 mm,小于標(biāo)準(zhǔn)要求的3.175 mm,無需下修窗鉆具組合進行修窗作業(yè),后續(xù)馬達和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具過窗口順利,減少了起下鉆時間和修窗時間,提高了開窗效率。
通過對套管開窗技術(shù)的研究,形成了側(cè)鉆點優(yōu)選、精細開窗工藝流程技術(shù),提高了套管開窗的窗口質(zhì)量,無需單獨再下一趟修窗鉆具進行修窗作業(yè),節(jié)約了起下鉆時間,提高了開窗效率,為渤海油田調(diào)整井作業(yè)提供了重要保障,也可為其他類似老油田套管開窗側(cè)鉆提供借鑒。