提高水平井大修質量的工藝措施應用

楊軍

中國石油冀東油田分公司 井下作業公司 （河北 唐海 063200）

提高水平井大修質量的工藝措施應用

楊軍

中國石油冀東油田分公司 井下作業公司 （河北 唐海 063200）

水平井可有效增加油氣層的泄露面積，提高油氣采收率。通過G104-5P35水平井鉆塞、打撈施工實例，對提高水平井鉆磨、打撈施工質量的控制措施進行研究探討，為以后的水平井大修作業提供有用的經驗。

水平井 大修質量 工藝措施

水平井是井眼軌跡同油層走向基本一致、井斜角不低于86°的特殊定向井。它可有效增加油氣層的泄露面積，提高油氣采收率，是增加產油量的重要手段之一。

目前，我國水平井的技術發展非常迅猛，系統工程日趨完善，取得了顯著的經濟效益。但由于水平井復雜的工藝技術，給水平井的大修作業帶來了很大難度，特別是鉆磨、打撈作業，其施工質量的控制，尤為困難。

2002年以來，冀東油田加大了對水平井技術開發生產的投入，其作業工作量也相應增多。G104-5P35水平井的復雜鉆磨、打撈工藝施工，涉及了水平井大修作業的質量控制措施及工具和鉆具的優選組合，希望能對今后水平井的復雜大修作業提供一些思路和參考。

1 水平井大修作業技術難點

水平井井眼軌跡由直井段、斜井段、水平段3部分組成，對于水平井彎曲井段可看作是由井斜角不同的多邊形組成，受重力作用，水平井與直井相比，在作業施工中存在以下技術難點。

（1）由于水平井中的油層砂粒更易進入井筒，形成長井段的“砂床”，嚴重時砂堵井眼。

（2）井內管柱貼近井壁底邊，長井段 “砂床”中的管柱起下阻力大，倒扣、造扣扭矩傳遞困難，受摩擦面積大的作用，易形成卡鉆。

（3）由于水平井摩擦效應隨著井斜和方位的變化而增加，在雙彎或“S”型井中數值相當大。鉆壓及上提負荷很大一部分與井壁的摩擦力抵消了，達不到預定效果，不易確定某一時刻鉆壓及上提負荷的實際值。

（4）在大斜度井段及水平段，無論修井液攜砂能力有多強，總有部分鉆屑在上返途中留在井壁底邊，形成鉆屑床，致使摩擦面積和扭矩增大，導致參數難以確定。

2 影響水平井鉆磨打撈質量的因素分析

在水平井中的管柱受力較為復雜，特別是“鐘擺力”和彎曲應力很大、分力多，致使鉆磨時的鉆壓和扭矩不易最大限度的傳遞到鉆磨工具處，所以，對于水平井鉆磨，除滿足一般直井的作業條件外，還應考慮鉆頭選擇、鉆具組合等影響因素。

2.1 鉆頭的選擇

（1）鉆頭側面盡可能是圓柱體，可以減少對套管磨損及鉆具扭矩損耗。

（2）鉆頭底面盡可能是錐形或半球形，有利于鉆壓施加，防止鉆頭底面抵住套管連接處及工具臺階而損傷套管及工具。

（3）鉆頭底面鋪焊碎碳化鎢或帶有相應利刃，對橡膠及鋁鑄件切削力強。

2.2 鉆具的設計原則及組合

2.2.1 鉆具的設計原則

（1）保證能夠順利通過大井斜段及水平段。

（2）有利于施加鉆壓。

（3）調整鉆頭偏心距，防止磨損套管及工具部件。

（4）有利于鉆屑的上返。

2.2.2 鉆具組合

鉆頭＋滾子扶正器＋φ73mm 18°斜坡鉆桿1根＋滾子扶正器＋φ73mm 18°斜坡鉆桿（長度根據造斜點以下井段確定，扶正器位置根據井眼曲率確定）＋φ73mm普通鉆桿。

3 控制水平井大修作業質量的方法應用

G104-5P35井是冀東油田高尚堡作業區的一口水平井。該井為篩管完井，大修作業要求鉆磨掉2 044.59～2 051.71m分級箍和盲板，打開油層，利用水平井開發Ng6油藏，提高該區塊產能。

3.1 鉆塞、打撈施工過程

（1）通井。下φ116mm×3m橄欖型通井規至2 039.98m，替泥漿，起出通井管柱檢查通井規完好。

（2）鉆盲板。下φ118mm六棱鉆頭,由2 039.98 m鉆塞至2 044.59m，鉆完灰塞,繼續鉆至2 051.26 m后無進尺，起出φ118mm六棱鉆頭。檢查發現六棱鉆頭外徑磨損至110mm，底部磨損嚴重。

（3）下φ118mm平底磨鞋，遇阻深度2 051.20 m，磨銑2h，無進尺。起出檢查發現平底磨鞋側面有刮痕，底部有輕微磨痕。

（4）打鉛印。下φ108mm鉛模正沖洗打印深度2 051.26m，起出檢查φ108mm鉛模端面有一外徑87mm、內徑77mm圓環，側面有劃痕。

（5）鉆盲板。下φ116mm×0.47m空心磨鞋（內徑95mm），遇阻深度 2 051.26m，鉆通盲板。下通至2 143.42m。清水反循環替泥漿干凈，起出φ116mm套銑筒。

（6）打撈。下φ114mm×1.0m開窗一把抓，沖洗打撈深度：2 143.6m撈出直徑約90mm圓形盲板殘片一塊。第2次下開窗一把抓，撈空；打撈出的圓形盲板殘片。

（7）打撈。下強磁打撈器2次，沖洗打撈。共撈出5小塊鐵塊及少量鐵屑。

（8）轉入正常施工。通井、酸洗、下防落物、下螺桿泵生產。

4 提高水平井大修質量的控制措施分析

（1）根據水平井井深結構特點，結合地質情況，優選了適合水平井大修作業的鉆具組合，并取得成功，為今后水平井鉆塞等施工的鉆具組合提供了可靠的依據。

（2）成功設計適合水平井大修作業的專用鉛模，為今后在水平井驗證落物情況提供了可靠保證。

（3）設計水平井強磁打撈器，并成功驗證該工具的作用。

（4）專用鉛模、強磁打撈器的設計為今后水平井工具的研制，開拓思路，指明方向。

（5）根據洗井閥底部結構設計開窗一把抓時，特意將一把抓的抓齒略內收，確保開窗一把抓井底打撈收口徹底，成功撈出落物。

5 存在問題

（1）水平井由于曲率半徑的影響，大直徑、較長工具能否順利通過是決定大修井成功與否的關鍵。

（2）循環液攜砂能力嚴重影響入井工具的安全。

（3）水平井的摩擦阻力嚴重影響扭矩和鉆壓的傳遞，對鉆具的磨損極易導致鉆具落井事故的發生，也易使操作者誤判導致返工。

6 結 論

隨著水平井技術的不斷發展，水平井大修作業將成為油田企業維護油田生產，提高經濟效益的重要手段。全面、詳細了解和掌握水平井井深結構和數據，采取正確的方法，設計和優選合適的工具和鉆具組合，水平井大修作業質量將會得到有效控制，大修作業中所面臨的困難也將迎刃而解。

Horizontal wells can effectively increase the drainage area of oil and gas reservoirs and enhance the oil and gas recovery factor.The technological measures for improving drilling,grinding and fishing quality are discussed through the drilling plug and fishing operation in G104-5P35 horizontal well,which can provide the useful experience for the heavy repair operation of horizontal wells.

horizontal well;heavy repair operation;technological measures

楊軍（1968-），男，長期從事井下作業監督工作。

2012-09-10▎