新型擴眼器在海上油田的實際應用

修海媚郭志楠 徐希良

（1.中海石油（中國）有限公司蓬勃作業公司，天津 300457 2.威德福（中國）能源服務有限公司，北京 100027）

1.背景

蓬萊19-3油田是目前中國最大的海上油田，位于渤海中南部海域，平均水深28 m。該油田于1999年探明儲量，2002年一期投產，2007年二期陸續投產。但隨著油田的深度開發，陸續出現了地層大量出砂、油井產量下降和含水率上升等問題。綜合考慮修井作業難度大、費用高、周期長等因素，目前普遍采用封堵原有產層、開窗側鉆出新井眼并重新完井的方法。

A06ST04井為開窗側鉆井，計劃鉆152 mm（6 in）裸眼井段，并下入127 mm（5 in）尾管。但是要在152 mm（6 in）裸眼井段用127 mm（5 in）尾管完井，面臨的主要問題是井壁穩定性差和環空間隙過小，它增加了潛在的鉆井事故的風險，會導致難以下入尾管和較差的固井質量，還會給完井防砂作業帶來困難。而使用擴眼器可將152 mm（6 in）裸眼井段擴大至178mm（7 in），從而為解決上述問題提供了最簡便有效的方法。因此，作業計劃調整為鉆152mm（6 in）裸眼井段后擴至178 mm（7 in），下入127 mm（5 in）尾管。

2.擴眼器介紹

2.1 工具規格

2.1.1 工具外徑:149 mm（5.88 in）

2.1.2 可擴眼尺寸:159 mm（6.25 in），178 mm（7 in），191 mm（7.50 in），200 mm（7.88 in），216 mm（8.50 in）

2.1.3 工具內徑:38 mm（1.50 in）

2.1.4 最大排量:1560 L/min（413 gpm）

2.1.5 最高工作溫度:150 0C

2.2 特點

毋庸置疑，擴眼器的性能成為此次作業成功與否的關鍵，該擴眼器采用了一系列獨特創新的設計，在增強可靠性的同時，質量與性能也得到進一步完善與提高，工作效率增長了20%以上。其具體創新設計如下:

2.2.1 多種激發方式。使用投球、RFID（射頻識別）和循環開/關泵三種方式激發。可根據現場實際情況和用戶需求靈活選擇激發方式。其中，RFID（射頻識別）激發方式成功地把射頻識別這一非接觸識別技術應用到控制井下工具，打破了傳統工具控制方式的局限性，具有里程碑的意義。

2.2.2 控制部分和擴眼部分相分離。該擴眼器由兩部分組成—控制接頭和擴眼本體，采用了控制部分和擴眼部分分離的設計，控制部分可根據激發方式的不同而調整，并能根據實際需要進行替換。

2.2.3 液壓驅動。當工具被激發，開泵并達到設計排量后，在壓差作用下，刀片會自動張開，停泵刀片就會立即收回。操作非常簡便。

2.2.4 PDC固定刀片。該擴眼器共有三個刀片，采用PDC切削齒，具有高沖擊強度和良好的抗磨蝕性，可應用于硬度高、磨蝕性強和多變的地層。另外，刀片的外徑不會隨外力變化，使得擴眼的尺寸基本恒定，保證了擴充井眼的均勻一致性。

2.2.5 同心設計。該擴眼器采用了平衡性的同心設計，三個刀片均勻分布，三個噴嘴尺寸相同。這種設計減少了擴眼過程中的震動，使載荷均勻、液流合理分布。

3.現場應用

3.1 作業計劃

3.1.1 首先對原井眼A06ST03井進行棄井作業，封堵產層；3.1.2在245 mm（9-5/8 in）套管內431 m處開窗；

3.1.3 鉆216 mm（8-1/2 in）裸眼；

3.1.4 下入178 mm（7 in）尾管，尾管底部在1039 m；

3.1.5 鉆152 mm（6 in）裸眼至1971 m；

3.1.6 從1042 m-1948 m處將152 mm（6 in）裸眼井段擴大至178 mm（7 in）；

3.1.7 下入127 mm（5 in）尾管；

3.1.8 固井并測固井質量。

3.3 作業步驟

擴眼器在庫房進行了功能測試和試壓，工作正常，密封性能良好。此次作業擴眼器使用機械式控制部分，采用投球激發方式。一共安裝有10個銷釘，設定剪切值為10.3 MPa（1500 psi）。擴眼器安裝有3個5 mm（6/32 in）的噴嘴，工具組合底部還有1個14 mm（18/32 in）的噴嘴，在950 L/min（6 bpm）的排量下，產生約3.9 MPa（570 psi）的壓差，可提供足夠的驅動力保證刀片完全打開。

該擴眼作業如期按以下步驟進行:

3.3.1 組合擴眼工具，并對LWD工具地面測試；

3.3.2 下鉆至預定位置，投球打壓，激發擴眼器；

3.3.3 保持950 L/min（6 bpm）的泵排量，以60 rpm的轉速從1042 m開始擴眼，每擴1柱劃眼2遍。擴眼300米短起一次；

3.4 結果

3.4.1 該作業僅用56小時（擴眼時間）就將906米的152 mm（6 in）井眼擴至7 in，平均擴眼速度達到了16.18米/小時；

3.4.2 LWD測井工具工作正常，取得了所需的地層數據。節省一趟鉆，節約了至少20個小時的鉆井時間；

3.4.3 1039米的127 mm（5 in）尾管在20小時之內被順利下到位，下入過程中沒有任何遇阻；

3.4.4 127 mm（5 in）尾管順利固井，電測固井質量優良；

3.4.5 安全高效完成此次作業，無任何損失工時，無任何安全事故；

[1]Luis A.GONZALEZ,Eddie VALVERDE,Tommy LAIRD.RFID Provides Multiple On-Demand Activation/Deactivation Reli?ability to Underreaming[J].SPE 146033,2011.

[2]Luis A.GONZALEZ,Eddie VALVERDE,Tommy LAIRD.Improving underreaming reliability with RFID technology[J].World Oil,2012 Apr:51-63.