套损井整形打通道工艺技术

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二○一四年五月
目录
一、套损井整形打通道技术发展简况 二、套损井整形打通道工艺技术
(一)大庆油田套损井整形打通道技术发展简况
大庆油田开发以来,累计套损18436口井, 累计修井16310井次,治理了12个成片套损区,目 前具备年修井2000口井以上的施工能力,修复率 始终保持在85%左右,年恢复产油20×104t,年 恢复注水量500×104m3左右。完善了注采关系, 恢复了注采能力,为油田生产开发起到了保驾护航 的重要作用
井下状况检测技术
目前存在的问题:
1)受下井管柱尺寸限制,铅模直径最小只能做到 80mm,接触不到断点,反应不了真实情况 2)井径仪检测必须通过变点,只适用于105mm以上 的套损井 3)以上两种方法均测不到丢失套管及其距离和方位
1、丢失套管探测技术
一个地区的地磁场在无 磁性材料干扰时是均匀的, 磁场强度是一个定值,当受 到磁性物体干扰时会发生变 化。丢失套管探测技术就是 利用地磁场这一特性对丢失 套管进行探测
一是80-86年,维护型修井时期 二是86-94年,治理型修井时期 三是94-2000年,综合型修井时期 四是2000年以后,特殊疑难井修井时期
(二)套损井整形打通道工艺技术
1980年左右,年套损井数在100口井左右。 其后出现了三次套损高峰期
喇萨杏油田套损井分布图
报废井 未修井
更新井 修复井
一、通径90mm以上套损井整形工艺技术
有通道
断口稳定 断口定芯磨铣
强制扶正
大凹芯磨铣
无通道
2、强制扶正打通道工艺技术
由于错断口上下套管弯曲缩 径变形,常规磨铣管柱刚性不足, 会造成打通道过程中,打通道工 具易随断口偏出管外。采用该工 艺可避免工具偏出,将错断点上 部套管弯曲部分取直,进而增大 找通道空间,方便下步找打通道 施工。也可一直向下磨铣,直至 找到通道
4、断口定芯磨铣打通道工艺技术
针对断口夹持力较大,笔尖可插 入断口,既不能顿击又不能转动磨铣 的情况,采用定芯磨鞋磨铣工艺。首 先将断口定芯磨鞋前端的笔尖插入断 口,靠夹持力使笔尖从筒体上脱开, 并含在筒体内,笔尖和腔体之间可相 对位移,此时下放钻具,笔尖不动起 到引子作用,磨鞋可沿笔尖活动,向 下磨铣直至通过断点
该时期打通道成功率
偏心冲胀
领眼磨铣 恒定钻压磨铣
三、通径小于50mm套损井打通道工艺技术
套损井修复的关键是打开套管通道,是实施其它修 井措施的前提。在套损通径小于φ50mm的井况下,套 管已经完全断开,断口形态复杂,打通道的技术难度大
打通道成功率低的原因分析
断口的形态
<50mm
套损部位不光套管发生S 形弯曲、缩径和径向位移, 周围的水泥环和地层都会 发生破坏,长度在套损点 上下1m左右
5、活性错断断口稳定工艺技术
适用于活性错断的井,在打 开通道的同时,可使通道稳定不 丢失,方便进行下步处理。首先 将可扩径磨鞋前的笔尖插入断口, 磨铣打开通道后,下放管柱使稳 定器位于上下断口中部,投球、 打压使膨胀管固定在套管壁上, 起出管柱,进行下一步施工
案例
南5-20-P29井 该井在井深747.05m处套管活性错断, 通径φ50mm。下入φ110mm带笔尖可扩径磨鞋+φ73mm 钻杆+φ118mm膨胀式断口稳定器+φ73mm钻杆+89mm 方 钻 杆 , 钻 具 总 长 750.82m , 方 余 3.87m , 下 至 井 深 747.05m。首先将可扩径磨鞋前的笔尖插入断口,用扩径 磨鞋磨铣打开通道,下放管柱12.1m使稳定器位于上下断 口中部,投球、打压,液压缸内的活塞向上运动,通过拉 杆拉动胀头上移一个行程,使膨胀管固定在套管壁上,缓 慢上提管柱拉动胀头使膨胀管全部膨胀后,起出管柱,进 行下一步施工
下 入 定 芯 磨 鞋 工 具 串 +101mm 短 钻 铤 +φ73mm反扣钻杆79根+89mm反扣方钻杆1 根, 钻 具总 长 759.82m,方 余6.87m, 下至 753.1m,笔尖插入断口后旋转定芯磨鞋成功 脱扣丢手,地面开泵循环并启动转盘,此时笔 尖插入断口起到引子作用,下放钻压,外部磨 鞋 磨 铣 进 尺 1.10m 至 深 度 754.2m , 通 道 打 开 ,顺利进行下步打捞施工
案例 二
南5-21-431井 该井下Φ90mm铅模打印证实在井深 1025.46m处套管错断,最小通径Φ45mm,下笔尖铣锥 找通道时夹持力较大,无法打开通道。下入定芯磨鞋工具 串+Φ73mm反扣钻杆104根+89mm反扣方钻杆1根,钻 具总长1026.57m,方余1.25m,下至1025.46m,笔尖 插入断口并脱扣丢手,起泵并启动转盘,由于笔尖插入断 口起到引子作用,下放钻压,外部磨鞋磨铣进尺1.10m至 深度1026.53m,打开通道,起出钻具,顺利进行下步施 工
套管方位复现
首先将磁感应仪摆放成探测
时陀螺仪的方位和形态;再用同
等规格套管对其干扰,使干扰后
的方位、磁工具面与磁感应仪所
θ
测数据一致,此时套管的方位和
L
距离就是井下丢失套管的位置,
对其进行测量,即可确定井下套
管的方位和距离
(1)定向铅模找鱼技术
在断口上部预定深度下 入铅模和定位短节,进行打 印,打印完成后不动管柱, 再下入陀螺仪定向,然后下 入弯笔尖,并根据测量结果 进行定向找鱼,可改变现有 盲目摸索找鱼的现状
井眼轨迹是空间螺旋线
β α

通径小于50mm错断井找通道现状
成功率只有10%
此外,扶正法打通道 受套管尺寸限制,扶正器 直 径 只 能 做 到 120mm , 效果不理想,仍易沿弯曲 方向磨出管外。锻铣法在 断 点 以 上 1-2m 的 位 置 切 断套管,由于套管周围水 泥环和岩层在套变时已被 破坏,导致切割点以下到 断口的这段套管活动,使 锻铣难以操作
3、凹芯磨铣打通道工艺技术
针对断口通径较小,笔尖 找不到下断口,但铅模印迹显 示有通道的情况,采用大凹芯 磨鞋磨铣打通道。利用大凹芯 磨鞋的凹面分力,迫使套管向 心运动,起到增大找通道空间、 防丢鱼的作用
案例
南1-丁4-斜P125井 用φ90mm铅模打印 证 实 井 深 830.7m 处 套 管 错 断 , 最 小 通 径 φ38mm,施工小队下笔尖找通道多次无效。 分析认为该井断口通径较小,下笔尖找通道时 笔尖易插到套管外,尝试应用大凹芯磨鞋磨铣 技术打通道
情况分析
通过分析、测量断口形态,确定套管错断,最小通 径φ80mm。铅模印痕如下:
分析测量数据,如下表: 如表所示,断口方位范围在234°~238°,取中间值236°
根据测量结果,进行定向笔尖找通道。钻具组 合自下而上为:φ73mm钻杆笔尖(本体铺钨钢) +定位短节+钻杆,定位找通道和处理断口可一起 进行。工具串下入到断口以上1m左右,进行定向 ,笔尖顺利进入断口
仪器直径38mm,探测半径2m,探测精度±3°
检测工艺
探测前先下入钻头从断口 处往下钻出20m左右的裸眼段, 处理完起出钻具,再依次下入 无磁钻杆+钻杆,无磁钻杆必须 进入裸眼段。探测仪器从下到 上依次是鱼头加重杆+探测仪+ 陀螺仪。将安装好的仪器利用 电缆通过钻杆下到裸眼段无磁 钻杆内,测量多组数据
案例
南1-22-228井打印证实在407.69m处错断,通径 φ98mm , 下 φ73-110mm 冲 胀 笔 尖 未 通 过 , 使 用 φ73mm钻杆笔尖找通道,通道时有时无,怀疑发生活 性错断。决定将陀螺仪与铅模配合使用,进行铅模印痕 定向,以便进行定向进行找通道
1)首先将探测管柱下井至井下410m深处; 2)然后将整套鱼头探测仪下井至井下410m处, 座好定位键; 3)再进行鱼头方位探测数据采样,提取有效数 据、分析数据,确定断口
6)还原完成后,将斜向器下至1076.5m; 7)下入陀螺仪到座键完成进行定向,将斜向器工 具面至SE 149° 8)连接水龙头,投球打压坐封斜向器将钻具起出
9)座封完成后,下入开窗钻具(自下而上为: φ118mm大凹芯磨鞋+φ73mm钻杆);
10)定向钻进:钻压0.5t,转速30r/min,根据情 况逐渐增大,5分钟左右开窗完成(悬重恢复,方钻杆 加深9m),反复划眼起出钻具
(2)定向钻进找鱼工艺技术
探测丢失套管方位后,在断 口上部预定深度或下部套管周 围下入斜向器,根据探测结果 调整斜向器,使斜向器斜面朝 向丢失套管方位并固定。通过 斜向器使钻头朝丢失套管的断 口方向,钻进找通道
案例
朝92-24井打印,在1063m处错断,印痕 为泥岩印,无通道。下φ73mm笔尖多次寻找 通道未通过,怀疑套管完全错断开,采用定向 钻进找鱼工艺技术
案例
高158-37井 该井用φ90mm铅模打印证实 在井深808.4m处套管错断,最小通径φ50mm 。施工队多次应用弯笔尖和平底磨鞋找打通道均 无效。分析认为断口上部套管弯曲变形严重,找 打通道工具下不到位,尝试应用液压强制扶正磨 铣技术找打通道
下 入 磨 铣 工 具 +φ120mm 液 压 强 制 扶 正 器 +φ101mm钻廷1根+φ120mm液压强制扶正器 +φ73反扣钻杆82根,钻具总长810.3m,方余 2.9m,遇阻深度807.7m,上提钻具1.0m,井 口打压3MPa,扩孔磨鞋刀片张开处于工作位置 , 启 动 转 盘 , 加 钻 压 磨 铣 进 尺 1.08m 至 井 深 808.78m ,将错断点上部套管弯曲部分取直, 再下入笔尖铣锥顺利打开通道
下 入+φ101mm 短 钻 铤 +φ120mm 液 压 强 制 扶 正 器 +φ101mm 钻 铤 +φ120mm 液 压 强制扶正器+φ73mm反扣钻杆85根,钻具总 长837.05m,方余6.65m,遇阻深度830.7m ,上提钻具0.5m,开泵循环并启动转盘,下 放钻压磨铣进尺至井深831.2m ,起出井内钻 具后,下入笔尖铣锥顺利打开通道
第一次套损高峰期套损形式主要为套管变形,通径一般
大于φ90mm。研究应用冲胀、磨铣和燃爆三种整形工艺,套
管内径可恢复到95%以上。目前该项技术已累积应用4500余
口井,目前整形成功率95%以上
该时期整形成功率
冲胀整形
磨铣整形
燃爆整形
二、通径90-50mm套损井打通道工艺技术
第二次套损高峰期套损情况加重,由变形发展为错断, 通径90-50mm套损井逐年增多。为此发展了以偏心冲胀、领 眼磨铣和恒定钻压磨铣为代表的错断井打通道工艺。目前该项 技术已累积应用3100余口井,打通道成功率85%以上
案例 一
南4-4-734井 该井用φ90mm铅模打印证 实 在 井 深 753.1m 处 套 管 错 断 , 最 小 通 径 φ43mm,施工队下笔尖铣锥找打通道时,笔 尖插入下断口后夹住管柱不能下放,旋转磨铣 别钻严重,上提管柱悬重增加,夹持力达到 20t以上,无法打开通道。分析认为该井断口 夹持力较大,既不能顿击又不能转动磨铣,尝 试应用定芯磨鞋磨铣技术打通道
具体过程如下: 1)首先探测前先下入钻头从断口处往下钻出18m
的裸眼段(探测段有水泥环,所以不需要固水泥)。 2)然后将探测钻具下至1076.5m; 3)再将鱼头探测仪组装完成下入至1076m;座
键后,启动仪器,进行探测,陀螺数据如下:
陀螺数据
4)仪器起出后,提取磁性探管内数据,数据如下:
5)通过对两组的对比、数据还原,确定套管丢失 方位为SE 149°,偏移距离27cm,深度1073m。
引领磨铣
逆向锻铣
无通道
扩径磨铣
采用由小空间找通道转变为大空间找通道,由先处理下 断口转变为先处理上断口的治理方式,填补了无通道套 损井找打通道技术空白,取得修井领域重大突破,在固 井段无通道套损井上取得了较好的效果
探测仪主要由陀螺仪和磁感应仪组成。陀螺仪测得的数 据是靠测量地球自转的角速度分量感应地球自转实现的,不 受周围磁场变换的影响,所以陀螺仪所测参数不受套管影响 ,任何状态下都是正确的。磁感应仪所测地磁参数在不受套 管影响时是正确的,受套管影响后参数将发生变化
磁感应仪
陀螺仪
检测时,将二者组合起来同时下井,在同一位 置所测两组数据是不同的,一组真,另一组为干扰 后数据。地面还原时,将磁感应仪调整到陀螺仪所 测数据状态,然后移动一段与井内规格相同的套管 ,使磁感应仪还原井内所测数据,此时套管所在方 位和距离,即为井底丢失套管的方位和距离
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