小井眼复杂段套管锻铣工艺技术与应用_刘炎炯

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1 呼001井锻铣原设计概况
呼001井是呼图壁储气库建设项目中的一口老井，位于呼图壁气田中部，通过储气库项目评价，该井气层以上盖层、油层套管外没有达到连续25m以上优质固井段，按建库技术要求及《油气藏型储气库钻完井技术要求（试行）》的要求，研究决定对该井盖层及油层套管进行段铣后注水泥封堵。

呼001井原井完钻井深3810m，技术套管为φ244.48mm，钢级P110，壁厚11.99mm，下深3570.67m，水泥返高1120m；油层套管为φ139.7mm，钢级P110，壁厚9.17mm，下深3808.68m，水泥返高2720m，油气层段位3550~3606m，目前水泥塞面3530m。

根据封堵要求、锻铣段原套管及地层资料情况，对呼001井锻铣进行了优化设计，段铣套管为φ139.7mm套管，锻铣段为3463~3503m，锻铣长度为50m。

2 呼001井锻铣技术难点
呼001井锻铣套管为φ139.7mm套管，属小井眼锻铣作业范畴，且由于锻铣深度大于3000m，锻铣段较长，又由于该井建井至今已达20多年，井下套管及地质变化情况不清，加上国内目前没有类同井施工经验可借鉴，更为严重的时，在实际施工中，在原设计锻铣起始点以上6~11m处（3452~3457m），套管严重变形，导致修套及锻铣工具无法下到原锻铣设计深度，经反复技术研究及作业可行性分析后，决定更改锻铣设计段，在严重套变段以上2m（3450m）处开始锻铣，但相比常规锻铣而言，该井的锻铣技术难点也集中体现如下：
2.1 锻铣段严重变形
在按原设计锻铣段进行前期套管通井、刮管等作业时，
在3452~3457m处作业工具阻卡严重，导致锻铣前必须的工艺无法实施，在采取多种措施修套后，仍无法使相关工具通过该套变段，严重制约着下部锻铣作业。

井下套变测井解释情况：在3452~3457m处井段套管严重变形，该段最小内径为116.1mm，最大内径达126.2mm，相比该井正常套管内径121.36mm而言，椭变率为8.9，轴比为0.915，最小变径率为-0.37，最大变径率为-1.09。

变化情况如图1。

图1a 40臂井径测井仪 图1b 铅膜3452m
井下套损测井情况 处打印情况
2.2 严重套变段锻铣风险
在如此严重套变段进行锻铣，国内无施工经验可借鉴，由于3452~3457m处套管变形为螺旋状变形，导致锻铣工具最大外径与套管环空间隙变的更小且不规则，更易造成环空憋堵和携带铁屑困难，如一旦套损处受其他外力作用变形程度会加剧，将导致井下钻具或工具与套管发生硬卡现象，同时由于套管断开后可能会造成套管上下断口不同轴，导致锻铣效果差或无法锻铣，严重时某种原因会造成该井的报废。

小井眼复杂段套管锻铣工艺技术与应用
刘炎炯１　胡忠民２　刘辉２　徐志勇２　席武军２　杨剑３
1.中国石油集团西部钻探工程有限公司试油公司 新疆 克拉玛依 834000；
2.中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司 新疆 克拉玛依 834000；
3.新疆油田分公司实验检测研究院质量标准化研究所 新疆 克拉玛依 834000
摘要：尽管套管锻铣技术目前已基本成熟，但对于深井、小井眼、复杂段套管锻铣而言，依然有较多的技术难点。

呼图壁储气库呼001井的套管严重变形，且存在环空憋堵严重、铁屑净化困难等技术难点，但在采取合理的技术和措施后，在国内首创了该井复杂段套管的成功锻铣，为今后解决该类井锻铣提供了宝贵的经验。

关键词：小井眼；套变；锻铣；呼001井；呼图壁储气库
Ｃａｓｉｎｇ　ｆｏｒｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｌｉｍ　ｈｏｌｅ　ｗｅｌｌｓ
Liu Yanjiong 1, Hu Zhongmin 2, Liu Hui 2, Xu Zhiyong 2, Xi Wujun 2, Yang Jian 3
1.West Drilling Engineer Company,CNPC,Karmay,83400,China
2.Downhole Service Department of West Drilling Engineer Company,CNPC, Karmay,83400,China
3.Quality Standard Institute of Detection Institute of Xinjiang Oilfi eld Branch Company ,CNPC, Karmay,83400,China
Abstract：When the technologies of forging and milling are applied in deep, slim hole and complicated casing, great difficulties still exist although the technologies have developed for years. Casing deformation in Hu-001 well of Hutubi Storages followed by annular plugging and scrap iron cleaning problems are firstly resolved successfully in China, which will provide reference for similar operation.
Keywords：slim hole well; casing deformation; forging and milling; Hu-001 well; Hutubi gas storages
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3 呼001井锻铣技术与措施3.1 锻铣作业前隐患的排除
下Φ73m m 钻杆尾带Ø115m m ×0.52m 通井规和Ø118mm×1.08m铣锥等修套工具，反复在套管段以上及套管段进行处理，确保锻铣点以上套管畅通和无异常，以消除锻铣时上部的阻卡现象发生。

3.2 优化锻铣参数
该井锻铣参数优化需要满足保证锻铣不发生阻卡现象，同时能提高锻铣效果，为此结合该井套管变形情况，优化参数为：钻压5~20kN，钻盘转数30~60r/nim，排量400~600L/nim，泵压15~20MPa。

3.3 优化钻具组合
由于该井在锻铣段存在套管变形，且属于小井眼深井锻铣，为避免卡钻及锻铣成功，钻具组合尽可能简化，采用和锻铣工具以上接Φ73mm加重钻杆8根的刚性组合。

3.4 优化锻铣液及性能维护
在整个作业过程中锻铣液性能是至关重要的，不但要保证泥浆能充分的带出铁屑，而且要保证入井泥浆清洁无杂质，更重要是在深井、小井眼内能降低循环压力。

为此，锻铣时，锻铣液性能将坂土含量控制在4%以内，粘度控制在60~80s，减少泥浆中的固相含量，适当提高泥浆动、静切力；同时在起钻前，保证泥浆的粘度在80S循环两周以上；根据锻铣井地层压力情况、锻铣返处铁屑效率研究，优化和维持该井的锻铣液密度1.15±0.05g/cm。

3.5 防憋跳
由于锻铣段3452~3457m套管螺旋变形严重，且在锻铣的三个套管出存在管外扶正器，为避免锻铣憋跳钻带来的锻铣工具损坏及变形，在特殊井段处采取小钻压高转速的方法来切割，同时锻铣过程中根据井下铁屑、进尺变化，进行锻铣参数的魏调整处理，也加大了铁屑的井下处理措施。

3.6 防卡钻
该井由于套变及锻铣段长，加上小井眼深井作业，确
保井底良好的净化和锻铣工具不变形，是防止卡钻现象发生的关键。

为此整个锻铣作业中，需要勤活动钻具、尽可能增加排量，一破坏铁屑形成的“砂桥”现象，同时操作需要平稳，根据锻铣进尺情况适当起下钻进行光管洗井。

3.7 净化设备的良好使用
在段铣施工作业时会产生大量铁屑，需要及时清理，但是目前修井设备的净化系统很难对泥浆中的铁屑等杂质进行清除，掺混在泥浆中的铁屑会随着钻井液重新返回井内影响段铣作业效率，同时还会加剧段铣工具的损坏，当铁屑块大，而且在长井段、小井眼作业时还会造成卡钻等复杂事故，为此采取了锻铣施工的泥浆五级净化措施：进口2级净化（立管滤网与钻杆滤网），出口3级净化（震动筛、1号泥浆罐铁屑自然沉降、磁铁吸附器）。

4 结论
（1）锻铣段螺旋形套管变形及小井眼深井情况下锻铣，呼001井锻铣段50m作业的成功，表明了有效的技术措施、良好的铁屑净化、合理的复杂事故预防，成功实施该类井是可行的；
（2）小井眼、深井长井段锻铣，加强井底的净化技术和合理的措施保障是实施锻铣的关键；
（3）对套变严重段进行锻铣，尽管属国内首创，且技术难度较大，但精细研究，规范作业，加强复杂情况预防，完全可以实施套管变形段的锻铣。

参考文献
[1] 聂洪力，马哄祥等.HU2004锻铣封堵工艺技术[J].中国石油化工质量与标准，2013.14.
[2] 王玉，呼图壁气田呼001井[J].大修作业地质设计，2012.09.
[3]王容军，呼图壁气田呼001井[J].大修作业工程设计，2013.01.
作者简介
刘炎炯，1989年生，2013年毕业于江西南昌东华理工大学，目前在中国石油西部钻探试油公司工作。

3.5 锅炉水样中Fe的测定
按照实验方法2.3取一定的XX公司锅炉水样，水样经处理后，用所提出的方法分析自来水样和锅炉水样中的微量铁。

测得的自来水样中铁含量为0.139-0.174mg/L， 锅炉水样中微量铁的含量为0.080 mg/L，对加标的自来水与锅炉水样测得的回收率值为83.3-104.5%。

该方法与经典的铁-邻菲啰啉显色体系分析方法得到的回收率值吻合较好。

4 结论
提出了用离子液体富集水中的微量铁的分析方法，水样中铁与邻菲罗啉形成的红色络合物有效地被富集于与水不相溶的离子液体相中，离子液体富集后的铁-邻菲罗啉络合物的紫外可见吸收光谱没有变化，最大分析波长为510nm。

优化了离子液体富集条件的影响，同时比较了铁-邻菲罗啉显色体系分别
于水相及离子液体相中的工作曲线。

本方法采取了离子液体为萃取剂富集水样中的铁-邻菲罗啉络合物，用分光光度法进行测量，方法简便快捷，灵敏度高。

参考文献
[1] Seddon K R. Chem Biotechnol[J]，1997，68：351-356.
[2] 李汝雄.绿色溶剂-离子液体的合成与应用[M].北京：化学工业出版社，2004.
[3] 李梅君，徐志珍.无机化学实验[M].北京：高等教育出版社.2007.
作者简介
程宽 1989年-，男，河南省焦作市人，焦作市锅炉压力容器检验所（单位）检验员，大学本科。

（上接第５２页）。