水平井大通徑可撈式免鉆塞篩管完井技術應用

曲慶利，關 月，聶上振，袁照永，楊延征，魏海菊

（大港油田公司石油工程研究院，天津300280）

水平井大通徑可撈式免鉆塞篩管完井技術應用

曲慶利，關 月，聶上振，袁照永，楊延征，魏海菊

（大港油田公司石油工程研究院，天津300280）

近年來，水平井上部固井下部篩管完井技術在國內油田得到廣泛應用。但是，在后期試油作業中存在問題，即，鉆塞時間較長，并且鉆塞過程對套管造成不同程度損傷，降低油井壽命甚至報廢。為避免上述問題，開展了可撈式免鉆塞完井技術研究，但僅限于177.8 mm（7英寸）管柱，不能滿足139.7 mm（5?2英寸）管柱需求。介紹了適用于139.7（5?2英寸）管柱的水平井大通徑可撈式免鉆塞篩管完井技術，管柱包含注水泥器可撈式內滑套、承壓盲板等，撈塞操作簡便，管柱通徑大。現場應用取得較好效果，具有應用前景。

水平井；可撈；免鉆塞；篩管；完井

水平井技術是開采復雜油藏、提高開發效益的關鍵技術，應用范圍越來越廣，2008年世界范圍內鉆水平井總數已經超過5萬口［1］。近年，大港油田水平井應用規模不斷擴大，配套技術水平不斷提高，實施效果穩步提高。截止2013年底共實施各類水平井228口井，水平井井數占油田總井數3%，年產量占8.3%［2］，是大港油田穩定并提高單井產量的重點技術之一。

水平井完井質量直接影響水平井產量、油藏動用率和開發效果。目前，水平井的完井方式主要有裸眼篩管完井和固井射孔完井［3-4］。相對于固井射孔完井，水平井裸眼篩管完井產量高、儲層傷害小，已逐漸成為國內外水平井的主要完井方式［5-6］。2006年至今，大港油田水平井篩管完井數超過90%，其中主要采用的是上部固井下部篩管完井技術，該技術可使油層具有較大的裸露面積，可封隔上部復雜地層，同時避免水泥漿對油層的損害，具有建井成本低，油井產能高等優點。隨著該項技術的廣泛應用，常規分級固井完井技術的一些問題逐漸暴露出來，主要表現為鉆塞施工時間較長、對分級箍及附近套管造成的損傷也會造成油井壽命的下降。近幾年，國內開展了免鉆塞完井工藝技術研究，但僅限于177.8 mm（7英寸）管柱，尚不能滿足廣泛應用的139.7 mm（5?2英寸）管柱需求。本文介紹了滿足139.7 mm（5?2英寸）管柱要求的免鉆塞篩管完井工藝技術，完善并推動了水平井篩管完井技術的進一步發展。

1 免鉆塞完井技術簡介

1.1 內插管法免鉆完井技術

目前，國外已開發出多種免鉆分級固井工藝，主要為內插管法。2009年前，國內免鉆塞施工工藝技術還處在試驗研究階段，主要采用的也是內插管法免鉆完井，其主要工藝過程有6步：

1） 將設計管串下入到位置。

2） 脹封水泥承托封隔器。

3） 上提或下放管柱，利用機械或液壓方式打開分級注水泥器。

4） 固井，投鉆桿膠塞，頂替。

5） 活動管柱，關閉分級箍。

6） 提出小鉆桿，施工完成。

優點：

1） 套管下入過程中可實現內外連通，有利于套管串下入。

2） 不用灌漿，可減少下入過程中泥漿對油層傷害，并減少施工周期。

缺點：

1） 內管小膠塞頂替不徹底，鉆桿內留水泥塞問題難以徹底解決。

2） 內管注水泥難以實現大排量施工，可能降低固井質量。

3） 從下套管到再下內管，有較長時間無法實現泥漿循環，井壁存在坍塌風險。

4） 內管注水泥工藝實施時，存在插旗桿風險。

1.2 可撈式免鉆塞篩管完井技術

近幾年國內相繼開展了可撈式免鉆塞篩管完井工藝技術研究，相關研究主要針對177.8 mm（7英寸）管柱完井配套工具。目前，各油田完井套管中絕大多數采用139.7 mm（5?2英寸）套管完井，177.8 mm（7英寸）管柱完井工藝技術存在一定局限，無法滿足技術需求，主要體現為：

1） 撈出內塞后，免鉆部分管柱內通徑小于120 mm，無法滿足139.7 mm（5?2英寸）管柱常規試油作業的工具下入。

2） 原有177.8 mm（7英寸）管柱配套工藝技術改進后，內通徑接近120 mm，但結構強度大幅度降低，使得工藝穩定性較差。

2 大通徑可撈式免鉆塞工藝技術設計

2.1 工藝技術研發思路

針對內插管法完井技術和免鉆塞篩管完井技術存在的問題，提出了上部固井下部篩管完井無內管免鉆塞技術要求：

1） 采用無內管固井方式，具有成本低、工藝成熟、施工風險小優點。

2） 采用一體化設計，確保一次打撈就可以完成施工。

3） 免鉆部分內通徑達到120 mm，滿足139.7 mm（5?2 英寸）管柱常規試油作業要求。

4） 固井附件采用可鉆性材料設計，確保在撈內塞施工不成功的前提下，利用常規作業進行鉆塞完井。

2.2 工具結構

以廣泛應用的139.7 mm（5?2英寸）完井管柱為設計基礎，主要由3大部分組成，包括分級箍總成、封隔器總成、打撈附件總成，實現了分級箍、泥漿封隔器、盲板的一體化設計。其中，打撈附件總成在固井施工完成后可以由專用的打撈工具打撈出來，也可以采用常規鉆頭進行鉆塞施工。打撈出相關固井附件后，管柱只留下封隔器總成和分級箍總成，內通徑達到120 mm，工具結構如圖1。

2.3 工作原理

按完井設計配接完井管柱，下入井筒。井口套管正加壓，充分脹封封隔器，繼續升壓打開分級箍，固井。投入膠塞，碰壓，關閉分級箍。關井候凝。下撈內塞專用工具，撈住分級箍關閉裝置及盲板等固井附件，上提管柱即可實施打撈。可撈式固井部件設計有合理的卸壓通道，確保上提打撈管柱過程中泄流通暢，避免地層壓力的異常波動。若無法順利打撈，該工具屬可鉆材料，可進行常規鉆塞完井。

圖1 可撈式免鉆分級注水泥封隔工具

2.4 工具特點

1） 精準的流道設計，確保膠筒可靠工作。技術指標符合SY／T 6222—1996標準要求。

2） 液壓方式開啟滑套，關閉滑套設置鎖塊限位，避免注水泥過程中意外關閉。全部技術指標符合SY／T 5150—2000標準要求。

3） 盲板、封隔器、分級箍一體化設計，盲板上移至封隔器上部，并和可撈式固井附件相連，縮短打撈部件的長度，提高打撈成功率。

4） 可撈式固井部件設計有合理的卸壓通道，確保上提打撈管柱過程中泄流通暢，避免地層壓力的異常波動。

5） 可鉆結構設計，確保打撈不成功時可以進行常規鉆塞完井。

2.5 主要技術指標（如表1）

表1 主要技術指標

3 現場實施

水平井可撈式免鉆塞分級注水泥篩管完井技術已成功應用于板68-29 H、板64-33 H等11口井，最大下井深度2 828 m，最大打撈附加載荷400 k N。采用免除鉆塞技術，避免了由于鉆塞帶來的一系列問題。該技術為提高完井質量、縮短施工周期、降低完井成本起到了積極推動作用。整個套管柱的內通徑一致，為后續施工的正常展開提供了先決條件。

3.1 典型井情況

板68-29H井是大港板橋油田板64斷塊的一口水平井，目的層館三3油組，儲層出砂嚴重，完井主體工藝采用上部固井下部篩管完井。

該井完鉆井深2 283 m，水平段長度為205 m，最大井斜93.30°，可撈式免鉆分級注水泥封隔裝置處的井斜為86.80°。

完井管柱組合：?139.7 mm引鞋＋?139.7 mm精密復合篩管1根＋?139.7 mm洗井閥＋?139.7 mm精密復合篩管串＋?139.7 mm短套管＋?180 mm可撈式分級注水泥封隔裝置＋?139.7 mm短套管＋?139.7 mm套管串（至井口）。如圖2。

圖2 完井管柱示意

3.2 施工工藝步驟

1） 下完井管串 按完井設計下入引鞋、洗井閥，篩管串，可撈式分級注水泥封隔裝置及套管至井口。

2） 脹封封隔器并打開分級箍 按設計要求，井口套管正打壓，充分脹封封隔器，繼續升壓打開分級箍，建立固井循環通道。

3） 固井 采用常規固井水泥頭。施工前將膠塞放入固井水泥頭內，按泵注程序進行固井。

4） 碰壓 關閉分級箍當膠塞下行至分級箍位置，突然升高，碰壓至15～20 MPa，關閉分級箍。

5） 侯凝 打開水泥車放壓閥門，觀察水泥漿無倒返，關井候凝。

6） 測固井質量 測聲幅。

7） 撈固井附件 下撈內塞專用工具，撈分級箍關閉裝置及盲板等固井附件。

8） 通井并下生產管柱 下通井管柱到井底后起出，本井采用的是無固相有機鹽鉆井液體系，直接下生產管柱投產。

3.3 時效與效益分析

板68-29 H井的時效分析結果如表2。

表2 板68-29H井撈內塞免鉆與常規鉆塞時效對比

效益分析：

1） 采用可撈式免鉆塞完井技術較常規鉆塞工藝可節約完井時間近20 h。

2） 該技術可大幅提高水平井使用壽命，同時降低水平井后期修井費用。

3） 采用免鉆塞完井技術，除降低完井、修井費用外，縮短投產周期所增加的產量是該技術的主要效益來源。

4 結論

1） 針對常規分級固井、內插管法完井存在的問題及目前可撈式免鉆塞分級固井技術的局限性，開發了大通徑可撈式免鉆塞工藝技術。

2） 實現了分級箍、盲板、封隔器的一體化設計，提高了工藝穩定性。

3） 該工藝技術施工操作簡便、成熟度高，滿足施工需求，具有應用前景。

［1］ 余金陵，王紹先，彭志剛，等.水平井篩管分段完井技術研究與應用［C］／／王元基.水平井油田開發技術文集.北京：石油工業出版社，2010：441-446.

［2］ 大港油田開發處.大港油田開發年報［Z］.天津：2013.

［3］ 袁進平，齊奉忠.國內完井技術現狀及研究方向建議［J］.鉆采工藝，2007，30（3）：3-6.

［4］ 吳月先，鐘水清，徐永高，等.中國水平井技術實力現狀及發展趨勢［J］.石油礦場機械，2008，37（3）：33-36.

［5］ 楊海波，余金陵，魏新芳，等.水平井免鉆塞篩管頂部注水泥完井技術［J］.石油鉆采工藝，2011，33（3）：28-30.

［6］ 劉猛，董本京，張友義.水平井分段完井技術及完井管柱方案［J］.石油礦場機械，2011，40（1）：28-32.

Large Drift Diameter Salvageable and Non-Drilling Plug Screen Completion Technology Application in Horizontal Wells

QU Qing-li，GUAN Yue，NIE Shang-zhen，YUAN Zhao-yong，YANG Yan-zheng，WEI Hai-ju
（Petroleum Engineering Research Institute，Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China）

horizontal well；salvageable；non-drilling plug；screen；completion

TE925.307

B

10.3969／j.issn.1001-3482.2014.12.014

1001-3482（2014）12-0055-04

2014-06-30

曲慶利（1973-），男，山東蓬萊人，工程師，現從事特殊工藝井完井技術研究。

Abstract：At present the key technology to improve development efficiency is horizontal well technology.In recent years，cementing hanging screen completion technology in horizontal well is the main representative in the domestic.With the wide application of the technology，late operation of testing for oil gradually exposed some problems，which are the long time of drilling plug，the damage near the multiple stage cementer and casing，which can cause the loss of the well life or even scrapped.In recent years，to avoid the problems，salvageable and non-drilling plug completion technology application has been carried out inland.But the technology is restricted to apply in 177.8 mm（7″pipe），and cannot satisfy the requirements of widespread use in 139.7 mm（5?2″pipe）.This article introduces large drift diameter salvageable and non-drilling plug screen completion technology applied in 139.7 mm（5?2″pipe）in horizontal wells，which unify inner sliding sleeve of cementer and blind board.This technology is easy to fish out，and can achieve large drift diameter.It has gained a better effect in field application，and has a broad application prospect.