侧钻水平井冲、防砂施工中的危险因素及应对措施

分析了侧钻水平井冲、防砂施工中潜在的危险因素及应对措施,经对G104-5CP1井作业的现场施工,掌握了水平井、侧钻水平井冲砂、防砂的一般规律,初步形成了一套可满足水平井、侧钻水平井修井作业需要的技术。     

液压式大通径丢手封隔器的研制与应用

埕岛油田进入高含水开发后期,油藏非均质性突出、极易出砂,常规分层防砂分层注水工艺在实施过程中大斜度井和井筒存在异物,导致悬挂封隔器无法正常丢手。针对上述不足,研制了液压式大通径丢手封隔器,该封隔器的丢手连接体和丢手连接套分开设计,降低丢手压力,提升工具可靠性;地面液压打压,适应大斜度井和水平井;丢手后保留大通径,便于后期作业施工。室内试验表明,液压式大通径丢手封隔器丢手可靠、性能稳定;对封隔器的中心管和坐封活塞进行的仿真计算表明,二者均满足设计要求。液压式大通径丢手封隔器在现场应用中,大幅降低施工周期、工作稳定可靠,应用效果良好。     

侧钻水平井悬挂筛管顶部注水泥完井技术

目前现场常用的侧钻水平井完井技术无法兼顾实现造斜段气、水层的有效封堵以及水平段油层的有效开发.分析了侧钻水平井完井工作中存在的油层防砂、封隔器胀封以及完井工具要求高等技术难点,通过优化完井管柱设计和对完井管柱进一步研究,有效解决了在侧钻水平井完井工作中存在的困难,并在N36-CP1井完井施工中得以成功应用,总结出侧钻水平井悬挂筛管顶部注水泥裸眼封隔器分段筛管完井技术,该技术是对上述几种完井技术的综合体现,实现了对造斜段气、水层的有效封堵,满足了造斜段油层有效开发的要求.该技术有力地提高了油田采收率和开发效果,对国内其他油田侧钻水平井完井工作也具有指导和借鉴意义.     

水平井、大位移井连续冲砂工艺技术

大位移井、水平井、侧钻水平井、分支井和分支水平井等技术在全国各油田逐步得到了实施,为各油田带来了巨大的经济效益.但随着时间的推移,因严重出砂而导致产量降低或停产的井数量不断增多.这些井在冲砂修井施工中,接卸单根时易发生沉砂卡钻事故,为了解决这些特殊井的沉砂卡钻问题,开发了新型的连续冲砂工艺技术.通过研制的专用配套工具配合小修作业机和泵车,采用一定的施工工艺技术,达到井下连续冲砂的目的.该技术的研究解决了水平井、大位移井因出砂而导致产量降低的问题.     

Y445-150型防中途坐封安全处理封隔器

针对常规封隔器作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差等导致一次成功率低的问题,研制了Y445—150型防中途坐封安全处理封隔器。该型封隔器设计了防中途坐封装置、后处理安全装置和分压装置,采用了液压坐封丢手、双锥体卡瓦锚定、机械内锁紧和上提下放管柱解封的结构,具有抗碰撞、坐封丢手灵活、防上滑、后处理方便、悬挂能力强及通径大等特点。胜利油田150多井次的应用表明,该型封隔器的下井、打压坐封、丢手一次成功率均在98％以上。在直井、斜井和水平井作业中,可用于悬挂管柱、作桥塞、卡封及堵水等。     

连续油管在延安气田水平井井筒清理中的应用

延安气田水平井采用裸眼机械封隔器加投球滑套分段压裂技术,在实施过程中出现分级球未能及时返出地面的情况,随着压裂后地层出砂会在井筒内堆积形成砂柱,严重影响压裂液返排并对储层造成严重伤害。水平井采用裸眼封隔器完井,无法建立有效的洗井循环。连续油管的应用,可建立有效的循环通道,在冲洗井内沉沙的同时通过伴注液氮,提高井筒能量,最终通过自喷将井内其他杂质返出地面。2015年,连续油管冲砂解堵作业在延安气田成功应用4井次,并取得了很好的现场应用效果。     

侧钻水平井裸眼侧钻工艺技术

在侧钻水平井施工作业中,常因地质设计整,工具造斜率误差,造成实钻井眼轨迹不符合地质,油藏工程要求,导致注水泥回填,二次侧钻。在井下发生钻具事故后,如多次找捞失败,也需填井侧钻,与常规直井裸眼相比,侧钻水平井多在大斜度井段实施裸眼侧钻,则于井眼小、曲率大,施工难度较大。该文在详细讨论侧钻水平井裸眼侧钻施工难点的基础上,重点介绍了侧钻水平井裸眼注水泥塞工艺技术,裸眼侧钻工艺技术。     

注蒸汽热采稠油水平井砂埋机理及产能公式

在油田的生产中,出砂问题广泛存在且不可避免。对井底砂埋状况进行预测,是制定合理冲砂洗井措施,避免过于频繁作业或因作业措施不及时引起砂埋油层的重要手段。根据注蒸汽热采稠油水平井水平段砂埋的机理,分析了连续出砂的规律,提出了考虑砂埋因素的产能公式。通过实例验证了公式的合理性,为预判出砂井砂埋状况和及时冲砂提供了初步的理论依据。这将有助于延长注蒸汽热采稠油水平井轮次生产周期长度,提高产油量。     

抽油机井不压井防喷管柱的研究与应用

为了解决大泵抽油机井检泵作业时井内丢手开关密封不严、井内溢流无法控制及不压井无法施工等问题,研制了不压井防喷管柱。管柱主要由封隔器、锚定卡瓦、捅杆和控液开关等组成。管柱中的封隔器通过锚定卡瓦锚定管柱后压油管释放封隔器密封油套环空,控液开关和捅杆配合,通过控液开关里的防喷浮子控制套管出液。二次作业时,捅杆提出控液开关后,控液开关关闭,实现井内无溢流作业。该管柱现场应用15口井,封隔器坐封、丢手均一次性成功,控液开关防喷浮子关闭自如,且能长期使用。现场应用结果表明:不压井防喷管柱节约了作业费用,缩短了施工井的占井周期,保护了油气层,具有良好的应用前景。     

水平井免钻塞筛管顶部注水泥完井技术

采用筛管顶部注水泥完井的水平井占到胜利油田水平井总量的60%以上。该技术的主要缺点在于钻塞过程中易造成套管磨损,钻塞后内壁留有毛刺,影响后期作业效果。为解决钻塞对完井管串 的伤害,设计出集管外封隔器、分级箍、盲板功能于一身的免钻塞完井工具,开展了室内性能试验和施工工艺试验。在筛管顶部注水泥作业结束后采用下打捞矛打捞内套的方式有效避免了钻塞带来的不 利影响,减少了完井作业时间及成本。该技术在胜利油田累计施工40余口井,保障了后期酸洗及填砂作业效果,推动了水平井筛管完井技术的进一步发展。     

套变分注井小直径可丢可钻封隔器设计及试验

随着吉林油田开发时间的延长，偏/同心分注井因套管变形、井筒结垢缩径造成卡井，由此大修井作业占比43%。外径114 mm的Y341型封隔器因其外径及解封机理的限制，无法满足套变井分层注水工艺的要求。设计了一种Y341型小直径可丢可钻封隔器，合理布局、严格选材，在保证内通径及性能指标的情况下最大外径缩小至102 mm,能够满足油田大部分套变井分注管柱下入通过要求；可丢手设计，上提遇阻工况能避免强拔而造成井筒情况复杂化；可钻除设计，通过小修钻捞一体工艺钻除、打捞，解决分注井运行一段时间后出现卡井问题。室内试验表明：研发的封隔器耐压差20 MPa、耐温120℃,达到设计要求。吉46-014井应用中，密封有效期2.5 a,安全丢手与可钻除设计工作性能可靠稳定，在套变分注井中具有良好的应用情景。     

水平井砾石充填热采封隔器的研制与现场试验

针对水平井砾石充填防砂施工时铅封封隔器下井过程中外管受力,容易导致中途坐封、铅封作用无法通过液压实现等问题,研制了水平井砾石充填热采封隔器。该封隔器采用鱼顶碰撞,锁块释放丢手,避免了中途坐封,铅封组件采用刚性环的柔性石墨结构,耐温达450℃,耐压12MPa以上。现场应用表明,该封隔器解决了原有热采铅封封隔器不能在水平井段丢手坐封的问题,施工成功率100%。     

华庆油田水平井冲砂工艺技术研究

华庆油田水平井开采时间不同,水平井砂床分为松散砂床和固化胶结砂床,存在冲砂效率低、漏失量大、固化胶结砂床难处理的问题。针对不同性质砂床,在研究国内现有冲砂工艺的基础上,研制旋流过滤冲砂器,完善反循环连续冲砂工艺技术,对投产周期不足1年,水平段砂床未胶结或轻微胶结的水平井适用性较好,解决了水平井常规冲砂工艺管串易内堵的问题,冲散砂床效果明显。创新采用螺杆钻与瓜尔胶液相结合的方法,提出了水平井螺杆钻破胶冲砂工艺技术。该技术通过螺杆钻携带钻头的旋转将胶结物破碎,用黏度系数较大的瓜尔胶液将砂粒及时携带出井筒,解决了胶结砂床难处理、漏失量大的问题;水平井反循环旋流过滤连续冲砂技术和水平井螺杆钻破胶冲砂技术两项水平井冲砂新技术成功解决了华庆油田水平井冲砂的难题,具有较大的推广应用价值。     

水平井下冲封隔器的研制与应用

为解决目前油田套管完井的水平井中应用的常规封隔器冲砂中途易坐封、液缸内密封不严易进砂以及水平井管柱不能实现边冲边下的问题,研制了水平井下冲封隔器。该封隔器采用皮碗收缩保护可释放坐封装置和橡胶整体硫化密封装置,耐冲刷,密封可靠（密封压力达30 MPa）。室内实验和现场应用表明,该工具综合性能安全可靠,能很好地满足水平井177.8 mm/139.7 mm套管防砂完井生产的需要。     

同心双管双封隔器冲砂管柱的研制与应用

为了解决稠油热采油井漏失地层的冲砂困难 ,以及反复出现砂卡停抽或埋油层等问题 ,研制了同心双管双封隔器冲砂管柱。该冲砂管柱由上封隔器、下封隔器、外冲砂管、内冲砂管等组成 ,形成夹层冲砂通道 ,上、下封隔器与外冲砂管封堵低压漏失层 ,上、下封隔器的间距根据砂面深度与沉砂口袋的深度而定。由于上、下封隔器密封件依靠弹性力紧贴套管壁 ,因此当下放冲砂管柱时 ,上、下封隔器能随之下移并保持密封状态 ,使冲砂液顺利返出地面 ,完成稠油热采低能漏失井的冲砂工作。同心双管双封隔器冲砂管柱的研制成功解决了稠油热采低压漏失井无法冲砂的难题     

海上大通径分层防砂技术的改进

针对大通径分层防砂技术存在反洗井封隔器提前丢手、分层效果有所降低和坐封方式只适用于3层以内防砂问题,对其配套工具进行了改进。一是加长了丢手外接头本体,增加了密封圈,并在传压接头上设计有传压孔,解决了封隔器提前丢手问题;二是在封隔器胶筒两侧分别设计了胶筒防凸保护,采用了遇水膨胀橡胶,确保了封隔器在井下的良好分层密封作用;三是改进了坐封方式。现场应用表明,改进后大通径防砂技术施工成功率明显提高,降低了作业成本,提高了该工艺技术的可靠性和现场适应性。     

大斜度井分注管柱长效密封与安全起下技术

为了满足冀东油田大斜度井长期细分注水工艺需求,调研了常规分注管柱在大斜度井中服役存在的问题:下管时锚定器易提前解卡、封隔器封隔有效期短以及起管时易解封失败等。鉴于此,研制了4种配套井下工具和1种分注管柱,包括防提前解卡的锁块式锚定器、保护封隔器胶筒的螺旋扶正器、提高密性能的长效密封封隔器和使分注管柱逐级解封、遇卡丢手的解封连通丢手接头以及大斜度井分注工艺管柱。现场应用结果表明:该技术下管作业成功率100%,封隔器的密封时效大于24个月;起管时管柱能够实现逐级解封、遇卡丢手,小修可完成起管。长效密封与安全起下技术适用于冀东油田大斜度井长期多级分注工艺。     

水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥完井技术

提出了水平井和侧钻水平井筛管顶部注水泥技术,改变了常规的水平井筛管完井工艺中筛管顶部套管(尾管)不注水泥、外部环空彼此窜通的状况,为射孔开发筛管顶部过渡段油层、可靠密封过渡段水层提供了条件;研究了筛管-管外封隔器-盲板-分级箍和管外封隔器-盲板-分级箍悬挂器两套工艺,分别实现了水平井和侧钻水平井的筛管顶部注水泥固井,对20口井进行了现场试验,取得了较好的效果.     

半潜式钻井平台水平井裸眼侧钻技术

注水泥塞侧钻是在原井眼一定位置注水泥填井,再侧钻出新井眼的钻井工艺。文昌某油田一口水平开发井因?215.9 mm井眼钻遇油层显示不理想,决定在裸眼注水泥塞后进行侧钻。为克服侧钻点深、地层强度高、半潜式平台升沉大等难点,采用了短保径、强侧向攻击性能的PDC钻头和Power Drive旋转导向工具,通过滑槽、造台阶及控时钻进等技术措施控制井眼轨迹,利用岩屑录井和近钻头井斜等资料及时监控侧钻实施情况,成功完成了侧钻作业。该侧钻井作业顺利,轨迹平滑,后续防砂筛管顺利下入,为今后半潜式平台水平井侧钻作业提供了较好的借鉴经验。     

老井侧钻之悬挂器回接失败原因分析

苏里格气田老井侧钻水平井裸眼封隔器完井试验过程中悬挂器回接失败。通过分析老套管侧钻的复杂井况和悬挂器回接结构原理,认为悬挂器回接失败的原因主要是,老套管腐蚀和套管侧钻偏磨造成悬挂器坐封的居中性较差,回插管与回接筒引导结构不合理,导致回插管不能成功插进回接筒等。通过修整回接筒喇叭口,改进回插管的引导结构,优化完井方案,进行施工作业,二次回接取得成功。后续2口试验井的完井作业实现顺利回接,达到了预期改进效果,为老井侧钻裸眼封隔器完井技术的推广应用积累了实践经验。