冷家油田水平井修井技术的应用和研究

冷家油田水平井修井技术的应用和研究
摘要:随着水平井技术的推广、应用井口数量的增加,水平井的修井技术日显重要。

文中从水平井自身特点分析,结合水平井修井经验、研发配套工具的设计加工等,详细介绍了冷家油田水平井修井工艺的现状和应用技术后取得地效果,对今后如何提高水平井修井技术提供了很好的理论数据和研究方向。

关键词:水平井修井工艺井筒清理
辽河油田自1992年在冷家油田钻成第一口水平井以来,目前水平井总数已经超过800口,其中冷家油田就投产水平井83口,为辽河油田及冷家公司的增储上产作出了重要贡献。

由于水平井受地层、注气等因素的影响,部分水平井在3轮注气周期后就会致使筛管出现不同程度的破损,造成水平井大修率占水平井总数的l0%,并且每年按2%的速度递增。

由于水平井井跟轨迹的特殊性、井身结构的复杂性、水平段完井管柱受力不平衡以及完井方式的先天性不足等影响,决定了水平井修井技术难度高、风险大。

1 水平井修井技术难点及特点
水平井的典型井身结构一般包括直井段、造斜段和水平段。

水平井由于井斜大、水平段长,导致常规打捞、磨铣技术难以有效实施,主要体现在:(1)打捞工具入鱼难。

(2)地面扭矩、拉力传递损失大。

(3)修井液携砂难度大。

(4)钻具组合受轴向、径向力和井眼曲率的影响,在
套磨铣作业中易损坏斜井段套管问题等。

2 水平井修井难点技术工艺探讨
根据近几年水平井修井的不断摸索,冷家油田逐渐形成了水平井连续冲砂技术,管柱打捞,水平井井筒清理,套筛管打通道下衬管四种类型修井技术,具体如下。

2.1 水平井落物打捞技术
针对水平井自身结构的复杂性和特点研制了以下几种打捞工具。

(1)水平井套管破损检测装置。

在水平井的水平段,井壁既是井底,井底又是井壁;该“检测装置”解决了对于套管破损、落物的形状印证是比较难的问题。

(2)水平井小件落物液压打捞器。

主要用于水平段打捞小件落物,如铜球、钳牙、碎铁块等。

由于其采用液压方式将爪牙推出腔体并将小件物体包裹起来,同时该工具还将打捞杯、强磁打捞器以及碎物打捞器的功能集于一身,因此在水平井段使用效果很好。

(3)水平井钻柱轴向、径向降摩阻扶正装置研制及配套工艺技术该扶正器的应用平均降低上提摩擦阻力43.2%,提高钻柱加压力41.2%;减少反转圈数55%。

(4)水平井井下增力装置研制及配套工艺技术水平井井下增力装置的原理:当水平井的井斜大于85°以上,采用了前期地面投球放入,弹簧固定的方式并设计出泄压机构,在起钻柱时,将泄压阀打开,致使油套畅通,起出被捞物体。

2.2 水平井井筒清理技术
水平井井筒清理技术就是对该井筒的疑难落物进行磨、套铣配套工艺技术。

应用实例:冷42-H4C井筒清理。

该井2009年4月为完成测试,下∮154mm通井规至814m遇阻,下笔尖至814m气洗,热水洗井;下填砂管至752.22m,填砂1立方,回探砂面在814.14m以下,上提管柱至732.96m,注水泥,凝固后实探水泥面为763.45m,试压不合格;填砂1.4立方,实探砂面为779.54m,注水泥,凝固后实探水泥面深度780.96m,试压合格,提出注水泥管柱完井。

下管柱钻灰塞遇卡,该井灰塞所在位置在拐点处,而灰塞上面有不明落物,下鱼尾刮刀无进尺,只能选用套铣解卡后磨掉灰塞,效果很好。

2.3 水平井套管打通道下衬管技术
该技术是在直井套管打通道技术下的延伸和发展,主要利用降摩阻接头和特制铣锥的组合。

该技术主要体现在钻具科学合理组合、受力分析上。

2.4 水平井连续冲砂技术
(1)水平井连续冲砂地面流程:由除砂收油车和(或)罐车为泵车供液,泵车泵出的高压冲砂液通过高压管线从冲砂自封进入井筒,经正循环或者反循环冲砂(洗井)后,从与井口四通连接的返液管线中进入除砂收油车的多级除砂装置,泥砂从排砂口排出,液体通过溢流管进入大罐,较轻的原油留在罐体的上部,下部的清水循环使用。

(2)套管内自动换向连续冲砂襞置:套管内自动换向连续冲砂装置
由机械液压双补偿冲砂自封、密封换向短节和村管总成三部分组成。

冲砂自封安装在井口,密封换向短节连接在冲砂管下部,村管通过衬管挂悬挂在井筒最上部的套管内。

(3)水平井连续冲砂工作原理:冲砂液从冲砂自封侧向进入油管和衬管之间的环形空间后,向上的液流通道被自封胶芯阻断,向下的液流通道被密封总成阻断,液流只能通过换向阀外管侧孔进入换向阀内部,推动阀芯向上移动,此时,换向阀内管的侧孔被打开,液流通过换向阀内管进入油管内部,进行正冲砂。

冲完一根单根后,井口接单根的同时进行不停泵洗井。

接完单根后,上部密封换向短节进入衬管后,重复上述动作。

此时下部的密封换向短节由于冲砂液从上根油管的内部下行,推动阀芯向下运动,打开内管侧孔的同时关闭外管侧孔进行正冲砂。

(4)操作规程:根据施工设计,下入足够数量的无接箍油管,上部连接普通油管;油管下至井底轻探砂面核实砂面位置后,提出3～4个单根;如果需要反循环冲砂,将冲砂换向封隔器连接在油管上,下入井内。

用油管矛将井内油管串吊起。

计算所需油管和短节长度,准备短节,套下衬管;安装冲砂自封,连接好地面流程。

根据冲砂进尺,事先组装足够数量的专用冲砂单根,确保每一根油管下部的密封换向短节连接可靠;循环洗井后,将专用冲砂单根连接下人,进行正常冲砂即可。

施工结束后,回收车载除砂收油装置大罐内的原油,必要时用罗茨泵清洗大罐内的泥砂。

将密封换向短节从油管上卸下,清洗、检查、维修。

检查冲砂自封的密封胶芯,必要时更换。

2.5 水平井连续冲砂的技术特点
(1)对提高冲砂施工效果和施工效率、延长油井生产周期、增加原油产量有重要作用,还可进行冲砂收油。

(2)冲砂过程中不停泵,可以有效避免因为接单根停泵而造成的砂卡管柱事故。

(3)冲砂管上部不用接冲砂活动弯头和高压水龙带,能够降低工人的劳动强度,提高施工效率,同时有利于安全生产。

(4)冲砂液自动换向,不需要任何控制,施工简单。

3 结论和研究方向
3.1 结论
水平井修井技术是依靠直井修井技术发展起来的一种新型的井下作业技术,是未来井下作业技术中重中之重。

3.2 研究方向
(1)水平井打捞工艺技术的研究和完善。

水平井由于井斜大、水平段长,摩阻大,因此对各种下井工具和钻具要求较高。

(2)水平井专用打捞工具的研制与应用,水平井打捞的难点之一是人鱼困难和旋转退出困难。

(3)水平井修井修井工艺操作规程制定。

(4)分支水平井技术修井的研究,分支水平井是水平井技术的延伸,是油田增储上产的有效手段。

它的技术研究也是刻不容缓的。