液壓刮壁器在順北超深井的推廣應(yīng)用

黃建 商森

摘 要：傳統(tǒng)機(jī)械式刮壁器在壓縮彈簧作用下，刮刀始終處于伸開狀態(tài)，其內(nèi)徑大于套管內(nèi)徑，無法在掃塞時(shí)候一同入井工作，這就要求必須在掃塞完后重新下入機(jī)械式刮壁器進(jìn)行刮削作業(yè)。而液壓刮壁器由于其工作原理特性，入井時(shí)候刮刀處于收縮狀態(tài)，掃塞完成后投球憋壓使刮刀伸開，再對(duì)指定井段套管進(jìn)行刮削作業(yè)。通過在現(xiàn)場應(yīng)用，液壓刮壁器滿足刮管施工要求，實(shí)現(xiàn)鉆塞、刮管一趟鉆作業(yè)，節(jié)約了鉆井周期，提高施工時(shí)效，有效降低了鉆井成本，單井平均結(jié)余鉆井周期2.18天，鉆井日費(fèi)按16萬/天，單井可節(jié)約鉆井成本34.88萬元。以順北油田為例，介紹液壓刮壁器在鉆完井施工中的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：液壓刮壁器;一趟鉆作業(yè);掃塞;刮管

鉆修井作業(yè)中，套管刮削是常見的作業(yè)工序，國內(nèi)外油田主要使用套管刮壁器進(jìn)行相應(yīng)作業(yè)，從最開始使用機(jī)械式刮壁器。隨鉆相關(guān)技術(shù)進(jìn)步及油田作業(yè)提速提效需要，一體化式液壓刮壁器應(yīng)運(yùn)而生。由于其完全不同于傳統(tǒng)機(jī)械式刮壁器作業(yè)原理，液壓式刮壁器在節(jié)約起下鉆時(shí)間、減少作業(yè)周期、壓減成本上優(yōu)勢(shì)明顯。順北油田為奧陶系碳酸鹽巖裂縫--洞穴型油藏，儲(chǔ)層平均埋藏深度超7300m，具有超深、超高壓、超高溫的特點(diǎn)，目前主要采用四開制井身結(jié)構(gòu)，產(chǎn)層采用先期裸眼完井方式。為滿足后期試油完井施工作業(yè)要求，在三開中完作業(yè)期間，對(duì)三開懸掛套管制定井段進(jìn)行套管內(nèi)壁刮管作業(yè)，清理干凈套管內(nèi)壁水泥塊、水泥環(huán)等雜質(zhì)。在西北油田分公司常規(guī)機(jī)械式刮壁器在壓縮彈簧的作用下刮刀始終處于伸開狀態(tài)，其外徑大于套管內(nèi)徑，不能再掃塞時(shí)一同入井，在掃塞完成后在下入刮管鉆具組合，單獨(dú)進(jìn)行一趟刮管施工作業(yè)。為了節(jié)約鉆井周期，減少起下鉆時(shí)間，在掃塞鉆具組合中加入新型的液壓刮壁器，掃塞作業(yè)施工完后循環(huán)處理干凈泥漿，投球憋壓使刮刀伸開，然后對(duì)指定井段套管進(jìn)行刮管作業(yè)，在順北油田超深井鉆完井施工中成功推廣應(yīng)用。

1 目前機(jī)械式刮壁器作業(yè)程序

由于后期完井作業(yè)施工要求，需要對(duì)指定某一井段套管進(jìn)行刮管。受制于機(jī)械式刮壁器工作原理，刮壁前需要先進(jìn)行掃塞作業(yè)，掃塞作業(yè)完成后在下入機(jī)械式刮壁器，對(duì)特定井段套管內(nèi)壁進(jìn)行刮削3-5次，確保套管內(nèi)壁清潔，滿足后續(xù)試油作業(yè)下入工具需求。

2 液壓刮壁器工作原理

液壓刮壁器采用剪銷鎖定、投球液壓剪斷銷釘、彈簧打開刮刀體的結(jié)構(gòu)。入井時(shí)，刮刀體在銷釘?shù)南拗葡拢绘i定在本體槽內(nèi)，裝在刮刀體與本體之間的彈簧被壓縮，刮刀體上的承壓塞密封在本體孔內(nèi)。當(dāng)鉆塞作業(yè)完成后，向管柱內(nèi)投入密封鋼球，當(dāng)密封鋼球下落到刮壁器下方的滑套開光上時(shí)，通過向管柱內(nèi)加壓到一個(gè)特定的壓力值時(shí)，承壓塞上承受的力和彈簧的合力大于剪銷的剪斷力，被剪銷銷釘?shù)墓蔚扼w在彈簧作用下，從本體槽中彈出貼緊在套管內(nèi)壁，此時(shí)上提下放鉆具進(jìn)行刮壁作業(yè)。同時(shí)連接在刮壁器下方的滑套開關(guān)的循環(huán)孔也被打開，可以正循環(huán)洗井。

3 掃塞、刮壁一體化施工現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 順北1**井現(xiàn)場應(yīng)用

順北1**井是一口四開制開發(fā)井，三開中完井深7648m，下入177.8mm尾管進(jìn)行懸掛。鉆掃177.8mm套管水泥塞鉆具組合：149.2mmPDC+浮閥+121mmDC*2根+

177.8mm液壓刮壁器+121mmDC*13根+88.9mmHWDP*15根+88.9mmDP+127mmDP+139.7mmDP，實(shí)際探塞位置7480m，塞長168m。

掃塞至三開中完井深7648m，循環(huán)3周處理鉆井液，起鉆至5700m，投球打壓至20MPa，穩(wěn)壓5min，繼續(xù)打壓至27MPa，擊落球座，打開液壓刮壁器刮刀，對(duì)井段5682-5009.43m井段刮刮3次，起鉆完檢查刮刀正常。后期下入酸壓完井酸壓管柱，酸壓施工正常，采油作業(yè)正常。

3.2 順北2**井現(xiàn)場應(yīng)用

順北2**井是一口四開制開發(fā)井，三開中完井深7414m，下入177.8mm尾管進(jìn)行懸掛。鉆掃177.8mm套管水泥塞鉆具組合：149.2mmPDC+330*310+浮閥+121mmDC*3根+球座+液壓刮壁器+146mm扶正器+121mmDC*12根+88.9mmHWDP*45根+88.9mmDP+127mmDP+139.7mmDP，實(shí)際探塞位置7100m，塞長314m。

掃塞至中完井深7414m循環(huán)3周處理鉆井液，投球打壓至18MPa，穩(wěn)壓5min，繼續(xù)打壓至25MPa，擊落球座，打開液壓刮壁器刮刀，對(duì)井段7370-5300m井段刮刮3次，起鉆完檢查刮刀正常。后期下入酸壓完井酸壓管柱，酸壓施工正常，采油作業(yè)正常。

4 液壓刮壁器與機(jī)械式刮壁器施工時(shí)效對(duì)比

為進(jìn)一步驗(yàn)證液壓刮壁器的優(yōu)勢(shì)，在順北油田分別統(tǒng)計(jì)了液壓刮壁器、機(jī)械式刮壁器在現(xiàn)場各兩口井的使用情況：

通過以上表格可以看出，由于使用液壓掛壁器僅僅使用一趟鉆就能完成掃塞和刮壁作業(yè)，優(yōu)化了作業(yè)程序，減少了一趟起下鉆作業(yè)時(shí)間。在使用液壓刮壁器的兩口井掃塞、刮壁作業(yè)時(shí)間均少于使用機(jī)械式刮壁器，單井平均結(jié)余作業(yè)時(shí)間2.18天，順北油田作業(yè)費(fèi)用日費(fèi)按16萬/天，單口井可結(jié)余鉆井成本34.88萬元。

5 結(jié)論

①鉆塞作業(yè)，刮刀未伸開，水泥塊在液壓刮壁器與套管環(huán)空被泥漿循環(huán)攜帶出井筒，即液壓刮壁器對(duì)鉆塞、循環(huán)作業(yè)不造成影響;

②每次掃塞刮管作業(yè)施工完，對(duì)液壓刮壁器所有密封配件及損壞的刮刀進(jìn)行更換，每次入井前進(jìn)行探傷檢測;

③液壓刮壁器在順北油田超深井鉆完井施工現(xiàn)場應(yīng)用效果良好，實(shí)現(xiàn)了掃塞+刮管一趟鉆作業(yè)，節(jié)約了起下鉆時(shí)間，縮短鉆井施工周期，降低了作業(yè)成本，為順北油田高效勘探開發(fā)提供了技術(shù)支撐;

④液壓刮壁器在現(xiàn)場使用良好，完井管柱封隔器座封正常，后期采油作業(yè)正常運(yùn)行，可以替代常規(guī)刮管器，可以推廣使用。

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作者簡介：

黃建（1987- ），2010年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）石油工程，長期從事石油鉆井工程技術(shù)、生產(chǎn)與監(jiān)督管理工作，工程師。