王文斌,劉小利,魏周勝

(中油川慶鉆探工程有限公司,陜西 西安 710018)

靖平 33-13井下篩管完井技術(shù)分析與認(rèn)識(shí)

王文斌,劉小利,魏周勝

(中油川慶鉆探工程有限公司,陜西 西安 710018)

靖平 33-13井是 2009年長(zhǎng)慶油田完鉆的 1口氣井水平井,由于儲(chǔ)層垂深多次調(diào)整,導(dǎo)致井眼軌跡形成 2個(gè)分支。針對(duì)水平段完井情況和下篩管完井過(guò)程存在的問(wèn)題,進(jìn)行了下篩管技術(shù)難點(diǎn)分析,下篩管固井附件優(yōu)選。通過(guò)多次通井施工和細(xì)化下套管技術(shù)措施,最終順利將生產(chǎn)篩管下到設(shè)計(jì)位置,保證了后期儲(chǔ)層改造和生產(chǎn)。研究認(rèn)為,選用具備旋轉(zhuǎn)撥物功能的旋轉(zhuǎn)引鞋,為套管順利下入到井底提供了保障;選用合理的通井鉆具結(jié)構(gòu)及通井措施,合理加放扶正器,對(duì)保證 ?114.3 mm篩管順利下入起到了關(guān)鍵作用。

水平井;完井;篩管;靖平 33-13井;長(zhǎng)慶油田

引 言

長(zhǎng)慶氣田屬低壓、低滲透、低產(chǎn)量氣田,針對(duì)氣藏的地層特點(diǎn)及儲(chǔ)層特征,通過(guò)水平井鉆井技術(shù)提高氣井單井產(chǎn)能,是高效、低成本開(kāi)發(fā)長(zhǎng)慶氣田的有效途徑。靖平 33-13井是 2009年長(zhǎng)慶油田分公司在鄂爾多斯盆地伊陜斜坡構(gòu)造上完鉆的 1口氣井水平井,該井設(shè)計(jì)井深為 4 550 m,實(shí)際完鉆為4 351 m,由于儲(chǔ)層垂深不穩(wěn)定,水平段垂深多次上下調(diào)整,造成井眼軌跡彎曲、不平滑,出現(xiàn)較大的拐點(diǎn),形成了 2個(gè)分支井眼,給下步 ?114.3 mm生產(chǎn)篩管完井施工造成了很大的困難。為此,對(duì)靖平33-13井水平段完井情況和下篩管完井技術(shù)進(jìn)行了介紹,總結(jié)了技術(shù)經(jīng)驗(yàn),對(duì)今后復(fù)雜情況下?114.3 mm生產(chǎn)篩管順利下入有著重要意義。

1 靖平 33-13井完井情況

2009年 5月 10日,靖平 33-13井水平段鉆至井深 3 903 m處 (垂深為 3 349.12 m),從入窗3 534 m處垂深抬高 6.49 m,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向判斷分析認(rèn)為,鉆頭處于馬五 12中上部,建議從斜深 3 700 m (垂深為 3 355.1 m)處懸空側(cè)鉆繼續(xù)水平段鉆進(jìn)。

(1)第 1分支從入窗 3 534 m(現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)導(dǎo)向小組確定入窗點(diǎn)為 3 534 m)開(kāi)始,已完成 369 m,井深為 3 903 m。

(2)第 2分支從 5月 19日開(kāi)始水平段懸空側(cè)鉆,側(cè)鉆點(diǎn)為 3 696 m,目前水平段已完成 817 m (完鉆井深為 4 351 m)。由于該井在水平段施工過(guò)程中進(jìn)行了懸空側(cè)鉆,軌跡存在較大拐點(diǎn),同時(shí)該井所鉆水平段呈上傾趨勢(shì),目前第 2分支自側(cè)鉆點(diǎn)垂深已抬升 10.95m。

(3)水平段鉆具組合。?152 mm牙輪鉆頭 + ?120 mm螺桿 (1°)+回壓凡爾 +扶正器 +MWD接頭 +無(wú)磁鉆鋌 +?88.9 mm加重鉆桿 ×15根 + ?88.9 mm鉆桿 ×75根 +?88.9 mm加重鉆桿 ×54根 +88.9 mm鉆桿 ×94根 +轉(zhuǎn)換接頭 (311×410) +轉(zhuǎn)換接頭(411×520)+?139.7鉆桿 ×207根。

(4)水平段泥漿性能:密度為 1.11 g/cm3,黏度為 65 s,失水量為 4 mL,pH值為 11。

2 下篩管技術(shù)難點(diǎn)

(1)由于儲(chǔ)層變化,進(jìn)行懸空側(cè)鉆,造成井眼軌跡復(fù)雜 (彎曲不平滑呈波浪上翹 6.49 m/10.95 m),成雙分支。

(2)水平段長(zhǎng)為 817 m,后期在 4 310 m后鉆井過(guò)程中上提下放摩阻大,為 300～450 kN,扭矩大,轉(zhuǎn)盤(pán)倒轉(zhuǎn)圈數(shù)為 5～7圈,同時(shí)水平段泥質(zhì)含量較高,容易吸水膨脹,造成縮徑。

(3)下套管出現(xiàn)遇阻,不允許循環(huán)及旋轉(zhuǎn),考慮到提出式液壓尾管懸掛器循環(huán)有可能提前坐掛(6～8 MPa),即使小排量建立循環(huán),由于是篩管,不能有效清潔水平段沉砂及巖屑。

(4)由于 J55、LTC、?114.3 mm篩管屈服強(qiáng)度低,為 660 kN,摩阻預(yù)測(cè)[1]為 30～200 kN,若出現(xiàn)井下遇阻,活動(dòng)載荷很小,下篩管完井施工比較復(fù)雜,易產(chǎn)生應(yīng)力集中。

(5)根據(jù)井眼軌跡及鉆井情況,套管有可能下入第 1個(gè)分支,完鉆井深為 3903m,若上提下放無(wú)遇阻,可以起套管,若上提遇阻,下步措施難以確定。

3 下篩管固井附件優(yōu)選

(1)?177.8 mm×?114.3 mm尾管懸掛器選型。根據(jù)井身結(jié)構(gòu)、井眼軌跡及完井要求,為保證懸掛器下到設(shè)計(jì)位置,順利完成坐掛和倒扣任務(wù),滿足后期儲(chǔ)層改造,選用了德州大陸架液壓式尾管懸掛器(表 1)。

表 1 ?177.8mm及 ?114.3mm尾管懸掛器性能參數(shù)

(2)?114.3 mm剛性螺旋滾柱扶正器[2]。主要用于斜井段及水平段套管居中、防黏卡、降摩阻、提高頂替效率及減小遇阻沖擊力,其結(jié)構(gòu)組成主要由本體、扶正條、滾輪組成。

(3)旋轉(zhuǎn)引鞋。針對(duì)長(zhǎng)水平段下篩管的難點(diǎn),選用 ?114.3 mm旋轉(zhuǎn)引鞋的主要作用:下篩管時(shí)起導(dǎo)向作用,螺旋式的旋轉(zhuǎn)翼片具有遇阻旋轉(zhuǎn)撥物功能,能將管柱前端的巖屑等堆積物撥散,減少套管(篩管)下入時(shí)的阻力和遇卡現(xiàn)象。同時(shí)為了防止后期試采時(shí)連續(xù)油管卡在引鞋的導(dǎo)流孔,特意選用盲孔。

4 ?114.3 mm篩管入井技術(shù)措施

4.1 井眼準(zhǔn)備(通井作業(yè))

(1)根據(jù)水平段正常鉆井時(shí)的摩阻、扭矩、井壁穩(wěn)定及遇阻情況,用雙扶正器通井 (?148～?150 mm,加 ?120 mm鉆鋌 1～2根),在阻卡段必須進(jìn)行劃眼及水平段短起下鉆作業(yè),直至井眼暢通,認(rèn)真做好遇阻、遇卡記錄[3]。

(2)鉆具下到井底后要循環(huán),徹底清除井底沉沙 (采取打稠泥漿清掃水平段),必要時(shí)分段循環(huán),清除水平井段的巖屑床。

(3)根據(jù)震動(dòng)篩上巖屑返出情況進(jìn)行起鉆,起鉆時(shí)加入有塑料(玻璃)小球及潤(rùn)滑劑的泥漿填充水平井段,降低下套管摩阻[4]。

4.2 送入鉆具組合及尾管管串結(jié)構(gòu)

尾管管串結(jié)構(gòu):旋轉(zhuǎn)引鞋 +?114.3 mm篩管 + ?114.3 mm盲管 +?177.8 mm×?114.3 mm懸掛器。送入鉆具組合:?88.9 mm加重鉆桿 +?88.9 mm鉆桿 +轉(zhuǎn)換接頭 +?139.7鉆桿。

4.3 扶正器加放位置及數(shù)量

根據(jù)井眼軌跡、通井情況、套管彎曲曲率[5]、鋼性及鋼性螺旋滾柱扶正器性能綜合考慮分析,加放扶正器。

(1)旋轉(zhuǎn)引鞋后 150 m不加鋼性螺旋滾柱扶正器。

(2)水平段每 4根套管加放螺旋滾柱鋼性扶正器 1只。

(3)尾管重疊段 5根套管加放 1個(gè)鋼性螺旋扶正器。

4.4 套管及附件的準(zhǔn)備和井場(chǎng)檢查

依據(jù)固井設(shè)計(jì)中管柱設(shè)計(jì)的要求及規(guī)格進(jìn)行套管和附件準(zhǔn)備[6-7]。

(1)套管附加量應(yīng)以總井深為參照核對(duì)送井套管總數(shù),附加 6%～10%,套管由鉆井總公司按設(shè)計(jì)要求保質(zhì)保量送到井上,篩管為 900 m,盲管為 400 m。

(2)套管附件要質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定,有產(chǎn)品合格證。

(3)套管及附件的裝卸及拉運(yùn)要求數(shù)量準(zhǔn)確、輕裝輕卸,以防損壞。

(4)用符合標(biāo)準(zhǔn)(API5A)的內(nèi)徑規(guī)通徑,和篩管相比內(nèi)徑不小于 3.175 mm,長(zhǎng)度不小于 300 mm,同時(shí)檢查套管接箍、螺紋及管體表面,凡經(jīng)通試、檢查合格的套管,對(duì)公母螺紋進(jìn)行認(rèn)真清洗,防止絲扣損傷,確保絲扣密封性[8-10]。

5 現(xiàn)場(chǎng)施工及認(rèn)識(shí)

(1)完井方案。盲管為 3 220～3 561 m,長(zhǎng)度為 341 m,篩管為 3 561～4 340 m,長(zhǎng)度為 779 m,篩管懸掛位置為 3 220 m(30°)。

(2)施工數(shù)據(jù)。2009年 7月 5日 00:20至07:07,下完尾管,開(kāi)始連接懸掛器;07:07至 08: 45,下入懸掛器,開(kāi)始下入送入鉆具;08:45至 17: 20,下完送入鉆具,灌滿漿;17:35至 17:55,投入膠木球,接上方鉆桿 7 MPa頂通,泵送膠木球;17:55至18:20,球到達(dá)球座,憋壓12MPa,懸重由850 kN下降至 650 kN,下壓 200 kN,下放距離為1.2 m,判斷已經(jīng)坐掛,卸壓,正轉(zhuǎn) 30圈,基本不回轉(zhuǎn),憋壓 5 MPa,上提鉆具,壓力降為 0,懸重不變,判斷已經(jīng)脫手,起鉆。

(3)靖平 33-13井下 ?114.3 mm篩管現(xiàn)場(chǎng)施工順利,基本滿足工程設(shè)計(jì)及甲方要求。分析認(rèn)為:①選用具備旋轉(zhuǎn)撥物功能的旋轉(zhuǎn)引鞋,為套管順利下入到井底提供了保障;②選用合理的通井鉆具結(jié)構(gòu)及通井措施,合理加放扶正器,為保證?114.3 mm篩管順利下入起到關(guān)鍵作用;③下完鉆具必須向鉆桿內(nèi)灌滿漿,排除其中空氣,防止開(kāi)泵憋漏地層。

6 結(jié) 論

(1)靖平 33-13井雙分支井眼下篩管完井技術(shù)難度大,通過(guò)技術(shù)難點(diǎn)分析,有針對(duì)地采取合理的通井措施及固井工具附件,最終確保了 ?114.3 mm篩管的順利下入。

(2)隨著長(zhǎng)慶油田 5 000×104t/a上產(chǎn)的要求,水平井作為一種有效的開(kāi)發(fā)方式在長(zhǎng)慶油田將會(huì)進(jìn)一步推廣與應(yīng)用,形成的復(fù)雜情況下篩管完井施工技術(shù)對(duì)今后水平井開(kāi)發(fā)提供了良好的技術(shù)支撐。

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編輯 王 昱

TE257

A

1006-6535(2010)05-0107-03

20100125;改回日期:20100625

川慶鉆探工程有限公司項(xiàng)目“長(zhǎng)慶氣田水平井快速鉆井配套技術(shù)完善與推廣“現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)內(nèi)容 (鉆 2009-55)

王文斌 (1971-),男,高級(jí)工程師,1992年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專(zhuān)業(yè),主要從事固井工藝、固井工具、水泥漿體系等方面的研究開(kāi)發(fā)工作。