油水井高效修井技術(shù)探索

高文龍

(中國(guó)石油遼河油田公司沈陽(yáng)采油廠，遼寧 新民 110316)

1999年以前，在Φ139.7mm套管井中Φ70mm以下的小通徑套損井打通道技術(shù)的成功率很低，分析原因是Φ70mm的通徑已經(jīng)達(dá)到井眼直徑的一半，找通道工具及找到通道后的后續(xù)整形擴(kuò)徑工具和工藝不配套。針對(duì)小通徑套損井?dāng)?shù)逐年增加，而大修工具和大修工藝不配套，以致于使擴(kuò)徑成功率很低的問題，從1999年開始，開發(fā)研制了偏心脹管器、頓擊器、活動(dòng)肘節(jié)、活動(dòng)式導(dǎo)引磨鞋、探針式銑錐、復(fù)式磨銑筒、滾動(dòng)扶正器、鉆壓控制器和滾珠整形器9種小通徑套損井整形擴(kuò)徑工具，以及6種鉆具組合和相應(yīng)的施工工藝。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，通過不斷完善找通道工藝方法，改進(jìn)頓擊頭的材質(zhì)，設(shè)計(jì)找偏磨銑筒，優(yōu)選合適的工藝參數(shù)，形成了比較配套的小通徑套損井?dāng)U徑工藝技術(shù)。通過這6種修井鉆具的單獨(dú)或組合應(yīng)用，打開錯(cuò)斷井段的通道，為通徑Φ40mm以上的錯(cuò)斷井修復(fù)和實(shí)現(xiàn)無落物報(bào)廢創(chuàng)造前提條件。

1 修井工藝的研究

對(duì)于小通徑套損井段，由于通道小，套損部位形態(tài)各異，又可能存在落物魚頂與之平齊等復(fù)雜情況，所以用一種工具來處理往往不能奏效，需要幾種工具組合，分步處理。針對(duì)不同的套損形態(tài)，采用不同的工藝措施

（1）活動(dòng)性錯(cuò)斷：以脹為主；

（2）非活動(dòng)性錯(cuò)斷：以磨為主；

（3）嚴(yán)重變形：以套銑為主。

1.1 定向法打通道技術(shù)

通過對(duì)機(jī)械打通道技術(shù)的攻克，大幅度地提高了小通徑套損井打通道的成功率。但是在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)仍然存在以下問題:

①探測(cè)手段簡(jiǎn)單，只能根據(jù)鉛模印痕判斷錯(cuò)斷口通徑的大小，無法確定其形態(tài)和方位；

②方法不科學(xué)，找通道時(shí)采用旋轉(zhuǎn)試探的方法，認(rèn)為方入較深處既是插進(jìn)了下斷口，具有一定的盲目性，有時(shí)造成誤導(dǎo)，使工具磨銑出套管外而失敗。根據(jù)以往小通徑錯(cuò)斷井旋轉(zhuǎn)試探法磨銑打通道技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，開展了定向磨銑打通道研究。將打通道工序分為定向找通道、擴(kuò)通道和校直通道3個(gè)階段。

1.2 聚能切割打通道技術(shù)

為了進(jìn)一步提高小通徑套損井打通道成功率和施工效率，針對(duì)通徑小于Φ70mm套損并開展了聚能切割打通道技術(shù)研究。該技術(shù)是小通徑套損井打通道的一項(xiàng)匹配技術(shù)，是對(duì)小通徑套損井打通道已有技術(shù)的補(bǔ)充。

1.3 套管段銑技術(shù)

錯(cuò)斷通徑較小的套損井打通道成功率較低，找通道十分困難，但錯(cuò)斷井段只是套管在一段很短的范圍內(nèi)發(fā)生彎曲變形乃至錯(cuò)斷，設(shè)想研制一種工具，將發(fā)生彎曲變形或錯(cuò)斷的套管完全銑掉，并擴(kuò)大井眼的直徑，使找通道變得容易，然后采用密封加固技術(shù)修復(fù)套損井段。

通過應(yīng)用段銑工具銑掉彎曲變形或錯(cuò)斷的套管，同時(shí)擴(kuò)大井眼的直徑，使錯(cuò)斷井段上、下未損壞的原始狀態(tài)的套管處在找通道工具能夠順利通過的狀態(tài)，解決錯(cuò)斷通徑較小的套損井段打通道問題，進(jìn)一步提高修井水平及修復(fù)率，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)加固修復(fù)措施奠定基礎(chǔ)。

1.4 水泥環(huán)修復(fù)技術(shù)

目前的修井工藝多種多樣，但無論是脹管整形、磨銑，還是爆炸整形等打通道擴(kuò)徑工藝，都是利用機(jī)械力或爆炸所產(chǎn)生的壓力對(duì)已損壞套管進(jìn)行修復(fù)的一種修復(fù)手段；在外力的作用下，損壞的套管被盡量恢復(fù)至原通徑，而套管外的水泥環(huán)也將受到外力的作用。通過近年來在大修中測(cè)得的41口井聲波變密度資料證實(shí)可知：套損井段的水泥環(huán)有不同程度的損壞，而磨銑、脹管和爆炸整形對(duì)水泥環(huán)也有進(jìn)一步的破壞，而且在整形部位上下也出現(xiàn)大段固井質(zhì)量變差的現(xiàn)象。

水泥環(huán)的損壞會(huì)引發(fā)管外竄槽，使密封加固作用減弱。對(duì)比近年修前和修后聲變資料，油水井的水泥環(huán)破壞率在50%以上，水泥環(huán)的損壞為套損井的修后生產(chǎn)留下了不穩(wěn)定因素，由于水泥環(huán)損壞，造成管外竄槽，水竄入泥巖層而引發(fā)新的套損。

針對(duì)水泥環(huán)損壞嚴(yán)重且修復(fù)難度大的現(xiàn)象，工程技術(shù)人員對(duì)水泥環(huán)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究。水泥環(huán)修復(fù)技術(shù)主要包括兩方面的技術(shù)：一是對(duì)堵劑的優(yōu)選；二是對(duì)堵劑注入技術(shù)的研究。

1.5 堵劑的注入技術(shù)

為保證不污染正常生產(chǎn)層，并且封堵有效和施工安全，現(xiàn)場(chǎng)采用如下工藝措施對(duì)水泥環(huán)進(jìn)行修復(fù)。

根據(jù)大修后測(cè)得的聲波變密度（或扇區(qū)水泥膠結(jié)）資料，確定損壞井段的位置；下入驗(yàn)竄管柱對(duì)損壞井段上下隔層進(jìn)行驗(yàn)竄；下入由兩級(jí)封隔器組成的平衡式丟手管柱，丟手管柱的上一級(jí)封隔器卡在距損壞井段底界以下15m左右的不竄槽的隔層上，下一級(jí)封隔器卡在射孔底界以下；填入廢壓裂砂10～15m；下入由752-7封隔器組成的注入管柱，752-7封隔器卡在距損壞井段頂界以上15～20m左右的不竄槽的隔層上；坐封封隔器后，計(jì)算在一定壓力下單位時(shí)間內(nèi)注入量；據(jù)此注入前置液，注入超細(xì)水泥漿（按封堵半徑0.5m計(jì)算用漿盤），注入隔離液；投入膠塞；替入清水；當(dāng)膠塞到達(dá)管柱的塞檔時(shí)壓力驟然升高，達(dá)到20MPa時(shí)關(guān)井，候凝48h以上；下入三牙輪式套管銑鞋，銑掉水泥塞；試壓；測(cè)聲變；確認(rèn)達(dá)到修復(fù)要求后，沖砂；撈出丟失管柱；對(duì)套損井段密封加固；完成水泥環(huán)修復(fù)的全過程。

應(yīng)用超細(xì)水泥漿作為堵劑的水泥環(huán)修復(fù)技術(shù)，因超細(xì)水泥漿具有良好的懸浮性、流變性和固化性能，使修復(fù)后的水泥環(huán)膠結(jié)指數(shù)大幅度提高，修后扇區(qū)水泥膠結(jié)指數(shù)可達(dá)到0.8以上，水泥石優(yōu)良的抗?jié)B透性、層間密封性和凝固性都增強(qiáng)了套管抵抗外力的能力。此技術(shù)的成功應(yīng)用既修復(fù)了破損的水泥環(huán)，改善了固井質(zhì)量，加大了安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性，又不污染油層，減弱或消除了竄槽現(xiàn)象。降低了由于水浸入泥巖地層而引發(fā)新套損的隱患。

2 高效修井技術(shù)措施

2.1 應(yīng)用有效性系統(tǒng)管理方法提高油水井作業(yè)施工質(zhì)量

有效性系統(tǒng)管理方法主要包括管理體制、管理方式、管理結(jié)構(gòu)、管理思想、管理方法。因此，工作中我們大膽嘗試這一新的管理方法，強(qiáng)化油水井大修作業(yè)管理，從而達(dá)到提高修復(fù)率的目的。

（1）運(yùn)用有效性系統(tǒng)管理法，指導(dǎo)油水井作業(yè)管理工作實(shí)踐。樹立五個(gè)觀念：樹立管理和價(jià)值觀念、樹立有效的系統(tǒng)觀念、樹立有效的分配觀念、樹立有效的動(dòng)態(tài)觀念、樹立反向思維、逆反觀念。

（2）堅(jiān)持五個(gè)追求。追求有效的工作成果、追求有效的質(zhì)量、追求有效的協(xié)調(diào)、追求有效的激勵(lì)、追求有效的運(yùn)行。這種運(yùn)行優(yōu)劣的評(píng)價(jià)體現(xiàn)在管理事件或者是整體決策的有效性上。

（3）建立六個(gè)體系。有效性的決策體系、有效性的分配體系、有效性的經(jīng)濟(jì)核算體系、有效性的基礎(chǔ)工作體系、有效性的研究與開發(fā)體系、有效性的民主管理體系。

2.2 精細(xì)井下工具管理

為確保油水井大修施工質(zhì)量，在修井工具管理上做到嚴(yán)把"兩關(guān)"。一是嚴(yán)把修井工具質(zhì)量關(guān)。對(duì)自制和購(gòu)進(jìn)的修井工具做到每件都提前進(jìn)行檢測(cè)，合格的工具才能使用；二是嚴(yán)把修井工具使用關(guān)。

結(jié)語

在油水井的修井過程中，人的因素是關(guān)鍵的，一定要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤力度，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序全過程監(jiān)督，一般工序抽查監(jiān)督，有效提高作業(yè)施工質(zhì)量。根據(jù)《油水井大修作業(yè)管理辦法》，規(guī)范使用現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量監(jiān)督卡。盡最大努力解決修井施工中出現(xiàn)的問題，確保修井施工順利進(jìn)行，保證修井施工質(zhì)量。

[1]宋治.《油井管與管柱技術(shù)及應(yīng)用》.2007.

[2]《中國(guó)石油鉆井》編輯委員會(huì).《中國(guó)石油鉆井 綜合卷》.2007.

[3]劉東升.《油氣井套損防治新技術(shù)》，石油工業(yè)出版社 ，2008.