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,必然會導(dǎo)致個別隔水導(dǎo)管鞋變形、受損等問題。而海上油田經(jīng)過較長時間的開發(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產(chǎn)化大尺寸隔水導(dǎo)管開窗工具,順利完成對?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: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K55),對開窗銑鞋與鉆柱銑磨損大;導(dǎo)管架平臺井槽間距小,開窗側(cè)鉆后與鄰井存在防碰風(fēng)險;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)際開窗長度比設(shè)計的短,為后續(xù)鉆具通過窗口位置埋下隱患。
2 對應(yīng)技術(shù)措施
2.1 開窗工具設(shè)計
國內(nèi)某廠家針對該井槽?609.6 mm 隔水導(dǎo)管情況,設(shè)計了兩趟式隔水導(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個部分組成(圖2),其中送入鉆桿和導(dǎo)向斜面之間設(shè)計一個扶正環(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。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,下組卡瓦的卡瓦牙水平排列防止導(dǎo)斜面上下移動。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8.20 m。
斜向器主要特點(diǎn):采用2套卡瓦設(shè)計,可防止斜向器軸向轉(zhuǎn)動和周向移動;采用圓弧斜面造斜器,這種造斜器與銑錐成線接觸,對銑錐的扶正效果好,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,長度1.427 mm,鉆柱銑最大外徑?458 mm,長度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,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,偏心角度?。ㄐ∮?°),該設(shè)計使開窗過程中窗口會開的較大,同時,在鉆遇死點(diǎn)時,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)時效;銑錐切削齒采用進(jìn)口合金片,同時,銑錐錐頭碎合金槽內(nèi)加焊合金齒,該設(shè)計加強(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。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,通過對平臺樁腿和鄰井防碰掃描,同時,結(jié)合1#井槽隔水導(dǎo)管焊縫及偏斜情況,設(shè)計開窗深度為115 m,開窗方位0°,淺層鉆進(jìn)時,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。
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