國(guó)產(chǎn)大尺寸隔水導(dǎo)管開窗工具現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

關(guān)清濤

摘 要：海上油氣開發(fā)通常使用叢式井方式，槽口內(nèi)隔水導(dǎo)管主要采用錘入法下入，必然會(huì)導(dǎo)致個(gè)別隔水導(dǎo)管鞋變形、受損等問題。而海上油田經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的開發(fā)生產(chǎn)，陸續(xù)有部分油氣井已不能維持正常生產(chǎn)，原油及天然氣產(chǎn)量逐年下降，而大部分平臺(tái)已無可用槽口且老井已多次進(jìn)行小井眼開窗側(cè)鉆。為了有效利用槽口，實(shí)現(xiàn)變形、受損槽口的再利用，北部灣某油田采用國(guó)產(chǎn)化大尺寸隔水導(dǎo)管開窗工具，順利完成對(duì)?609.6 mm隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆，其成功經(jīng)驗(yàn)為隔水導(dǎo)管變形、受損的槽口再利用提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：隔水導(dǎo)管變形；開窗工具；再利用

中圖分類號(hào)：TE243 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

淺層側(cè)鉆是將原井眼永久棄井后回收全部套管，避開原隔水導(dǎo)管接箍位置，在泥線附近坐掛斜向器，利用配套開窗工具，通過一定的工藝從隔水導(dǎo)管內(nèi)側(cè)鉆出去形成新的井眼，然后重新下入表層套管，建立新的油氣開采通道的一項(xiàng)技術(shù)措施。北部灣某平臺(tái)采用 3×2 結(jié)構(gòu)，設(shè)6根? 609.6 mm隔水導(dǎo)管，均采用錘入法下入，其中1#外排井槽隔水導(dǎo)管鞋處嚴(yán)重變形，采用常規(guī)444.5 mm及311.2 mm井眼鉆具，均未通過變形處。綜合分析對(duì)比隔水導(dǎo)管重入和隔水導(dǎo)管開窗方案的經(jīng)濟(jì)性及作業(yè)難度，最終選取隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆方案（圖1），并成功實(shí)現(xiàn)了該槽口的再利用。

1 隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆難點(diǎn)

隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆難點(diǎn)：?609.6 mm隔水導(dǎo)管壁厚強(qiáng)度高（壁厚25.4 mm、鋼級(jí)K55），對(duì)開窗銑鞋與鉆柱銑磨損大；導(dǎo)管架平臺(tái)井槽間距小，開窗側(cè)鉆后與鄰井存在防碰風(fēng)險(xiǎn)；隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆點(diǎn)淺，且外環(huán)空無水泥封固，窗口位置易出現(xiàn)環(huán)空與海底連通情況，造成淺層漏失，同時(shí)導(dǎo)致開窗作業(yè)過程中產(chǎn)生的鐵屑不能有效地返出，影響對(duì)開窗情況的判斷；淺層巖性比套管軟，當(dāng)套管被磨穿后，可能會(huì)發(fā)生銑鞋滑出套管，造成開窗提前結(jié)束的情況，使實(shí)際開窗長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)的短，為后續(xù)鉆具通過窗口位置埋下隱患。

2 對(duì)應(yīng)技術(shù)措施

2.1 開窗工具設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)某廠家針對(duì)該井槽?609.6 mm 隔水導(dǎo)管情況，設(shè)計(jì)了兩趟式隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆工具。開窗斜向器主要由送入鉆桿、導(dǎo)斜面、坐封接頭和循環(huán)接頭4個(gè)部分組成（圖2），其中送入鉆桿和導(dǎo)向斜面之間設(shè)計(jì)一個(gè)扶正環(huán)，其剪切力8 t，且該扶正環(huán)與鉆桿之間采用防脫落設(shè)計(jì)。坐封接頭主要由坐封活塞和上下2組卡瓦組成，上組卡瓦的卡瓦牙豎直排列防止導(dǎo)斜面轉(zhuǎn)動(dòng)，下組卡瓦的卡瓦牙水平排列防止導(dǎo)斜面上下移動(dòng)。該斜向器最大外徑?510 mm，卡瓦牙撐開后外徑?598 mm，導(dǎo)斜面為3°斜面，長(zhǎng)8.20 m。

斜向器主要特點(diǎn)：采用2套卡瓦設(shè)計(jì)，可防止斜向器軸向轉(zhuǎn)動(dòng)和周向移動(dòng)；采用圓弧斜面造斜器，這種造斜器與銑錐成線接觸，對(duì)銑錐的扶正效果好，能夠較好地保證開窗方向； 斜向器表面硬化處理，其斜面硬度介于銑鞋和套管之間，避免硬度過低，可能會(huì)造成窗口開偏。

開窗工具由銑錐和鉆柱銑組成（圖3），而銑錐又由開窗段、擴(kuò)窗段和修窗段三部分組成，銑錐最大外徑?458 mm，長(zhǎng)度1.427 mm，鉆柱銑最大外徑?458 mm，長(zhǎng)度0.918 mm。工作原理：首先由開窗段開出窗口，再由擴(kuò)窗段擴(kuò)窗至設(shè)計(jì)尺寸，最后由修窗段修整窗口處金屬毛刺，鉆柱銑再次修整窗口，確保窗口規(guī)則、光滑。

開窗工具主要特點(diǎn)：采用一體式設(shè)計(jì)，可一次完成隔水導(dǎo)管開窗和修窗作業(yè)；銑錐本體不存在偏心，鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)本體沒有明顯的偏心旋轉(zhuǎn)，但為了后續(xù)開窗鉆具更容易通過死點(diǎn)區(qū)域，該工具在冠部尖端采用了偏心式的合金鑲焊設(shè)計(jì)，偏心角度小（小于5°），該設(shè)計(jì)使開窗過程中窗口會(huì)開的較大，同時(shí)，在鉆遇死點(diǎn)時(shí)，尖端偏磨死點(diǎn)位置，開窗工具更容易通過，提高開窗作業(yè)時(shí)效；銑錐切削齒采用進(jìn)口合金片，同時(shí)，銑錐錐頭碎合金槽內(nèi)加焊合金齒，該設(shè)計(jì)加強(qiáng)了側(cè)翼的布齒密度，提高切削能力。

2.2 開窗點(diǎn)選擇依據(jù)

對(duì)于隔水導(dǎo)管開窗側(cè)鉆來說，側(cè)鉆點(diǎn)的選擇是關(guān)鍵，一般情況下，開窗點(diǎn)的選擇從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：1）避開隔水導(dǎo)管變形處，盡量選擇較深位置開窗，避免管外竄漏風(fēng)險(xiǎn)。2）避開相臨井槽方位，出窗口后與鄰井的防碰。3）斜向器錨定位置及窗口位置避開隔水導(dǎo)管焊縫。4）有利于后續(xù)井眼軌跡控制。

1#槽口隔水導(dǎo)管在深度128 m處，向180°方位偏斜5.57°，且朝向基板內(nèi)偏斜，通過對(duì)平臺(tái)樁腿和鄰井防碰掃描，同時(shí)，結(jié)合1#井槽隔水導(dǎo)管焊縫及偏斜情況，設(shè)計(jì)開窗深度為115 m，開窗方位0°，淺層鉆進(jìn)時(shí)，通過軌跡反扣等措施，可盡快實(shí)現(xiàn)與鄰井分離。

2.3 開窗作業(yè)過程

（1）通井刮管作業(yè)。為沖洗隔水導(dǎo)管內(nèi)壁的鐵銹，保證斜向器下入內(nèi)徑尺寸和清除其他可能的限制，對(duì)斜向器坐掛位置進(jìn)行刮管，通井刮管鉆具：?520 mm專用通井刮管工具+變扣接頭+5-1/2”加重鉆桿，在113 m～128 m范圍內(nèi)上下刮管洗井，觀察返出情況，刮管參數(shù)：轉(zhuǎn)速20 r/min，排量5000 L/min。

（2）組合下斜向器鉆具：?510 mm斜向器+定向接頭+變扣+5-1/2”加重鉆桿，下入斜向器至126.3 m，下入過程中劃線引斜向器高邊，到位后陀螺定向，雙重方法確保定位準(zhǔn)確，開泵憋壓至1 500 psi，穩(wěn)壓5 min，坐掛斜向器（圖4），驗(yàn)掛合格，憋壓300 psi，正轉(zhuǎn)40圈、上提15 klbs剪切銷釘，脫手送入工具，起鉆完。

（3）組合下入開窗工具：?458 mm銑錐+?458 mm鉆柱銑+變扣+8”鉆鋌*1根+17”扶正器+8”鉆鋌*3根+變扣+5-1/2”加重鉆桿。

（4）開窗作業(yè)。開窗參數(shù)關(guān)鍵是保持扭矩平穩(wěn)，分為4個(gè)階段，第一階段：從銑錐磨銑斜向器頂部到銑錐底園與隔水導(dǎo)管內(nèi)壁接觸要輕壓慢轉(zhuǎn)，然后中速磨銑，鉆壓1 klbs～3 klbs，轉(zhuǎn)速40 r/min～50 r/min；第二階段：從銑錐底園接觸隔水導(dǎo)管內(nèi)壁到底圓剛出隔水導(dǎo)管外壁，鉆壓1 klbs～3 klbs，轉(zhuǎn)速50 r/min～60 r/min，使銑錐沿隔水導(dǎo)管外壁均勻磨銑，保證窗口長(zhǎng)度；第三階段：從銑錐底圓出隔水導(dǎo)管到銑錐修窗段全部銑過隔水導(dǎo)管窗口，此段是為了保證下窗口圓滑，鉆壓應(yīng)為1 klbs～3 klbs，鉆速50 r/min～60 r/min，第四個(gè)階段：繼續(xù)開窗鉆進(jìn)至鉆柱銑完全出窗口，再提高轉(zhuǎn)速至60 r/min～70 r/min上下活動(dòng)鉆具，反復(fù)修整窗口，直至過窗口阻掛不超3 klbs。

（5）取出開窗工具，測(cè)量銑錐修窗段以及鉆柱銑規(guī)徑。如果磨損量小于3.18 mm（1/8in），則開窗成功，否則需下入修窗工具，對(duì)窗口重新修整，以保證后續(xù)作業(yè)的順利進(jìn)行。

3 結(jié)論

（1）國(guó)產(chǎn)大尺寸隔水導(dǎo)管開窗工具的成功應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)有效地解決了隔水導(dǎo)管管鞋變形問題，為后續(xù)類似作業(yè)提供參考。

（2）開窗參數(shù)關(guān)鍵是保持扭矩平穩(wěn)，磨銑時(shí)盡量保持穩(wěn)定、持續(xù)的鉆壓和轉(zhuǎn)速，避免跳鉆和憋鉆。

（3） 淺層側(cè)鉆防碰問題嚴(yán)重，開窗成功后，可通過先鉆領(lǐng)眼再擴(kuò)眼的方式，降低防碰風(fēng)險(xiǎn)。

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