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摘要:随着我国油气勘探开发技术进步以及油气勘探开发难度加大,水平井等复杂井身轨迹钻井开发技术增多,在注水开发等增产措施实施增多的开发背景下,井下套损和事故相应增多,需要实施修井作业,本文就是对水平井修井技术难点和措施进行的探究。
关键词:水平井;井下事故;修井措施
水平井可以使井身轨迹沿水平方向前进,适应于多种复杂油藏开发,应用优势明显。但是随着油田勘探开发时间延长、注水开发等措施应用增多,井下复杂状况增多,水平井因为特殊的井身軌迹,修井技术实施存在较多的技术难点。因此,有必要对水平井修井技术措施进行探究。
1水平井修井技术实施现状
水平井井身轨迹存在较大倾斜角,井斜角可达90度左右,存在造斜段和水平段,井身轨迹方向并非是垂直的,可以获取较大的储层裸露面积,有利于提升油气采收率。但是,复杂的井身轨迹造成水平井修井存在一些困难和较大风险。
一是非直井段,因为管柱等井下作业工具自身重力等影响,会产生向下的力,造成管柱结构贴近下井壁,同时井内流体流动以及井下工具摩擦等,会在水平段形成岩屑聚集或岩屑床,造成井下遇卡事故增多,特别是流体渗流方向、重力以及其他作用力方向不一致情况下,井下事故概率增大。
二是随着水平井应用增多,小井眼水平井钻井应用增多,少量的地层出砂或岩屑堆积就可能引發卡钻、遇堵等作业事故,而因为特殊的井身轨迹、结构和尺寸等,造成传统直井修井工具和作业管柱无法有效应用,在应用中易造成二次事故或井下复杂状况风险。
三是在井下落物打捞中,因为鱼头不易引入或修整,不能像直井一样方便的进行侧钻开窗、铣磨、套铣等作业,套管修复难度较大。在水平段,因为井身轨迹、管柱重力和摩擦等原因,会损失部分扭矩和钻压,水平段越长则损失越严重,无法应用常规可退式打捞装置作业,修井装置遇卡后落鱼退出困难,易引发二次事故。在非直井井段,套损较常规油井更加严重,无法准确掌握倒扣作业中和点,套损修复难度较大。
四是水平井泄油面积较大,在提升油气采收率的同时,修井作业中又增加了作业难点:修井液应用中除了对携砂性能存在要求外,还要考虑减少储层漏失,在低压储层更是如此。
五是铅模打印技术可以方便的了解井下事故状况,在水平井中铅模下入和起出作业时在水平段、斜井段易受井壁或管柱碰撞、磨损,影响了事故分析准确性,无法精准的实施修井作业。
2水平井修井作业技术实施
2.1水平井修井作业工具
因为井身轨迹和管柱特殊性,传统直井修井工具无法完全适用于水平井修井作业,要对常规工具进行完善,比如铅模打印工具,要配套防掉、防磨损装置;磨铣、打捞工具要针对水平段、斜井段作业需求进行改进;捞矛要具备防砂性能,修井工具还要根据实际情况配套应用钢球扶正器、挠性接头、液压增力器等工具辅助实施,特殊井段要配套应用节箍倒角油管、无节箍油管和斜坡钻杆,确保作业完成后工具能够方便的退出油井。
2.2水平井修井技术
一是油井清洗技术。对出砂严重的水平井,要及时进行冲砂清洗作业,但水平井洗井作业易出现砂堵问题。为提升清洗水平,要配套应用粘度较高、携砂性较强的修井液,对油井进行大排量循环冲洗,确保井内液流循环速度较快、携砂性较高。在洗井中,要尽量减少井下管柱静止时间,防止井内砂粒二次沉积等造成井下工具遇卡事故。对井内压力层系较为复杂的油井,负压段要先进行暂时封堵,实现井底压力平衡后再进行目的储层清洗,还要
确保在符合井口压力要求前提下尽量加大泵排量,确保高速紊流有效破解井筒内的砂床和岩屑床。
二是油井解卡技术。常规直井解卡修井工具可能会在水平井遇卡,要实施特殊解卡工艺,比如增力解卡,通过配套井下打捞增力器等工具,确保修井解卡工具在斜井段和水平段能够实现较好的扭力传递,并能将打捞钩的垂直拉力转换为水平拉力,通过增大解卡作用力提升成功率。因为水平井钻压传递困难、损失较大,可以应用井下下击器、对修井工具进行倒装等措施,实现震击解卡;对适宜应用连续油管的油井,可以配套应用连续油管震击器、加速器等对卡点附近管柱进行震击,确保解卡成功。
三是油井打捞技术。水平井采油作业和钻井中井下落物出现的概率更高,特别是防砂作业、堵水作业极易发生管柱、工具滞留井筒的问题。为此,可以实施增力打捞,配套井下增力器在卡点附近进行大作用力打捞,特别适用于防砂失效井滤砂管解卡。可以通过将打捞增力器、可退式捞矛和适宜油井落物状况的配套工具进行组合应用,提升打捞成效。普通落鱼可以通过倒扣处理将可退式打捞装置下入卡点附近,然后配套增力器以较大吨位拉力将落鱼捞出。
四是油井卡堵水技术。水平井因为井身轨迹的复杂性,造成井筒距离较长,在非均质性较强的储层或层系较为复杂的区块,特别是在分段射孔完井的阶梯式水平井中,最先射孔开发的层段极易出现地层出水状况,降低产液含油率。为此,要实施有针对性的卡堵水技术。可以应用机械法,对待封堵储层下入封隔器,在该储层需要重新开发时,还可以打捞出封隔器进行开发,常用的是卡瓦和皮碗封隔器两类,前者可实现封隔器下部储层封堵,后者可实现任意目的储存封堵,该技术具有可靠性强、封堵和解堵方便的特点。可以应用水泥法,适宜在水平段油井油水层之间的封堵,封堵效果较为明显,但水泥浆较差的悬浮性会造成重力作用下的置换分离,封堵密度存在差异,而水泥凝固中易产生微孔隙,影响封堵成效,且封堵后无法再次进行封堵层开发。可以应用化学法,针对特殊出水原因,对井筒内注入相应的调堵剂,根据封堵需要应用分隔、定位和笼统注入等不同注入技术。
五是油井钻铣技术。要利用滚动扶正器、钻头、动力钻具等组成特殊的井下动力钻具管柱组合,通过旋转钻进和扶正器前进方向修正,确保修井工具始终处于井筒中心部位,防止出现管柱与井壁摩擦,减少修井对井壁和套管的损害,防止出现侧钻出孔等问题,因为旋转动力的存在,又能提供较大的作业力。该技术可以较好地实现套管内水泥塞、可钻封隔器等装置的钻铣作业。
3结论
综上所述,随着油田勘探开发技术进步,水平井应用增多,但各类增产技术实施和储层含水率上升等又造成井下事故和复杂状况出现概率增大,需要进行大量井下修井作业,通过结合水平井修井作业需要进行技术探究,有利于提升水平井修井作业成效,更好地保障水平井钻井开发。
关键词:水平井;井下事故;修井措施
水平井可以使井身轨迹沿水平方向前进,适应于多种复杂油藏开发,应用优势明显。但是随着油田勘探开发时间延长、注水开发等措施应用增多,井下复杂状况增多,水平井因为特殊的井身軌迹,修井技术实施存在较多的技术难点。因此,有必要对水平井修井技术措施进行探究。
1水平井修井技术实施现状
水平井井身轨迹存在较大倾斜角,井斜角可达90度左右,存在造斜段和水平段,井身轨迹方向并非是垂直的,可以获取较大的储层裸露面积,有利于提升油气采收率。但是,复杂的井身轨迹造成水平井修井存在一些困难和较大风险。
一是非直井段,因为管柱等井下作业工具自身重力等影响,会产生向下的力,造成管柱结构贴近下井壁,同时井内流体流动以及井下工具摩擦等,会在水平段形成岩屑聚集或岩屑床,造成井下遇卡事故增多,特别是流体渗流方向、重力以及其他作用力方向不一致情况下,井下事故概率增大。
二是随着水平井应用增多,小井眼水平井钻井应用增多,少量的地层出砂或岩屑堆积就可能引發卡钻、遇堵等作业事故,而因为特殊的井身轨迹、结构和尺寸等,造成传统直井修井工具和作业管柱无法有效应用,在应用中易造成二次事故或井下复杂状况风险。
三是在井下落物打捞中,因为鱼头不易引入或修整,不能像直井一样方便的进行侧钻开窗、铣磨、套铣等作业,套管修复难度较大。在水平段,因为井身轨迹、管柱重力和摩擦等原因,会损失部分扭矩和钻压,水平段越长则损失越严重,无法应用常规可退式打捞装置作业,修井装置遇卡后落鱼退出困难,易引发二次事故。在非直井井段,套损较常规油井更加严重,无法准确掌握倒扣作业中和点,套损修复难度较大。
四是水平井泄油面积较大,在提升油气采收率的同时,修井作业中又增加了作业难点:修井液应用中除了对携砂性能存在要求外,还要考虑减少储层漏失,在低压储层更是如此。
五是铅模打印技术可以方便的了解井下事故状况,在水平井中铅模下入和起出作业时在水平段、斜井段易受井壁或管柱碰撞、磨损,影响了事故分析准确性,无法精准的实施修井作业。
2水平井修井作业技术实施
2.1水平井修井作业工具
因为井身轨迹和管柱特殊性,传统直井修井工具无法完全适用于水平井修井作业,要对常规工具进行完善,比如铅模打印工具,要配套防掉、防磨损装置;磨铣、打捞工具要针对水平段、斜井段作业需求进行改进;捞矛要具备防砂性能,修井工具还要根据实际情况配套应用钢球扶正器、挠性接头、液压增力器等工具辅助实施,特殊井段要配套应用节箍倒角油管、无节箍油管和斜坡钻杆,确保作业完成后工具能够方便的退出油井。
2.2水平井修井技术
一是油井清洗技术。对出砂严重的水平井,要及时进行冲砂清洗作业,但水平井洗井作业易出现砂堵问题。为提升清洗水平,要配套应用粘度较高、携砂性较强的修井液,对油井进行大排量循环冲洗,确保井内液流循环速度较快、携砂性较高。在洗井中,要尽量减少井下管柱静止时间,防止井内砂粒二次沉积等造成井下工具遇卡事故。对井内压力层系较为复杂的油井,负压段要先进行暂时封堵,实现井底压力平衡后再进行目的储层清洗,还要
确保在符合井口压力要求前提下尽量加大泵排量,确保高速紊流有效破解井筒内的砂床和岩屑床。
二是油井解卡技术。常规直井解卡修井工具可能会在水平井遇卡,要实施特殊解卡工艺,比如增力解卡,通过配套井下打捞增力器等工具,确保修井解卡工具在斜井段和水平段能够实现较好的扭力传递,并能将打捞钩的垂直拉力转换为水平拉力,通过增大解卡作用力提升成功率。因为水平井钻压传递困难、损失较大,可以应用井下下击器、对修井工具进行倒装等措施,实现震击解卡;对适宜应用连续油管的油井,可以配套应用连续油管震击器、加速器等对卡点附近管柱进行震击,确保解卡成功。
三是油井打捞技术。水平井采油作业和钻井中井下落物出现的概率更高,特别是防砂作业、堵水作业极易发生管柱、工具滞留井筒的问题。为此,可以实施增力打捞,配套井下增力器在卡点附近进行大作用力打捞,特别适用于防砂失效井滤砂管解卡。可以通过将打捞增力器、可退式捞矛和适宜油井落物状况的配套工具进行组合应用,提升打捞成效。普通落鱼可以通过倒扣处理将可退式打捞装置下入卡点附近,然后配套增力器以较大吨位拉力将落鱼捞出。
四是油井卡堵水技术。水平井因为井身轨迹的复杂性,造成井筒距离较长,在非均质性较强的储层或层系较为复杂的区块,特别是在分段射孔完井的阶梯式水平井中,最先射孔开发的层段极易出现地层出水状况,降低产液含油率。为此,要实施有针对性的卡堵水技术。可以应用机械法,对待封堵储层下入封隔器,在该储层需要重新开发时,还可以打捞出封隔器进行开发,常用的是卡瓦和皮碗封隔器两类,前者可实现封隔器下部储层封堵,后者可实现任意目的储存封堵,该技术具有可靠性强、封堵和解堵方便的特点。可以应用水泥法,适宜在水平段油井油水层之间的封堵,封堵效果较为明显,但水泥浆较差的悬浮性会造成重力作用下的置换分离,封堵密度存在差异,而水泥凝固中易产生微孔隙,影响封堵成效,且封堵后无法再次进行封堵层开发。可以应用化学法,针对特殊出水原因,对井筒内注入相应的调堵剂,根据封堵需要应用分隔、定位和笼统注入等不同注入技术。
五是油井钻铣技术。要利用滚动扶正器、钻头、动力钻具等组成特殊的井下动力钻具管柱组合,通过旋转钻进和扶正器前进方向修正,确保修井工具始终处于井筒中心部位,防止出现管柱与井壁摩擦,减少修井对井壁和套管的损害,防止出现侧钻出孔等问题,因为旋转动力的存在,又能提供较大的作业力。该技术可以较好地实现套管内水泥塞、可钻封隔器等装置的钻铣作业。
3结论
综上所述,随着油田勘探开发技术进步,水平井应用增多,但各类增产技术实施和储层含水率上升等又造成井下事故和复杂状况出现概率增大,需要进行大量井下修井作业,通过结合水平井修井作业需要进行技术探究,有利于提升水平井修井作业成效,更好地保障水平井钻井开发。