免钻免捞筛管顶部固井工艺研究与现场试验

常规筛管顶部固井工艺兼有筛管和尾管固井工艺的优点,但是固井后需要钻除管内附件。为提高筛管顶部固井工艺效率,优化了内、外管柱的结构,使用皮碗封隔器和滑套式分级箍代替常规筛管顶部固井工艺中的盲板和压差式分级箍,通过移动内管柱位置实现坐挂、注水泥、循环等操作,固井后提出内管柱时将残留附件一次带出,套管内不会残留盲板和分级箍内套,通径满足后续作业需要,实现了固井后免钻免捞,并可通过调整皮碗封隔器尺寸实现不同复合尺寸套管筛管完井。该工艺在渤海湾海上合作区块的X井进行了现场试验,完成了φ177.8 mm尾管+φ139.7 mm筛管复合管柱的筛管顶部尾管注水泥固井作业,固井候凝后直接投产,无需钻塞,节约了钻机时间。      

免钻塞分级注水泥完井管柱

内管法免钻塞固井技术存在注水泥排量受限制,达不到紊流所需的顶替排量,固井质量不理想等问题;无内管不钻塞半程注水泥技术虽然解决了原钻塞的工序问题,但由于它采用缩径台阶,给采油作业带来了麻烦,尤其是影响了大直径工具的使用。为此,研制了一种免钻塞分级注水泥完井管柱。它在注水泥管柱中采用带定位机构的堵塞器来代替原完井管柱中的盲板,省去了钻塞工序。免钻塞分级注水泥完井管柱已在胜利油田、车排子油田应用30余口水平井,平均完井周期比原来缩短1 d,施工成功率100%。大通径完井给后续作业施工带来了极大的便利,减少了不必要的作业次数,降低了成本。     

Φ139.7mm筛管顶部注水泥免钻塞固井完井技术

为解决常规Φ139.7mm筛管顶部注水泥固井时钻塞时间长、易卡钻、易损坏套管和筛管、影响后期作业管柱下入等问题,依据筛管顶部注水泥固井完井技术要求,在现有Φ177.8mm免钻塞固井工具的基础上,通过设计增加球座、上封隔胶筒和可移动密封机构,优化剪钉压力级差,研制了Φ139.7mm免钻塞固井工具,形成了Φ139.7mm免钻塞固井完井配套技术。该技术在3口井进行了现场试验,结果表明,Φ139.7mm免钻塞固井工具可实现下套管钻井液循环、上封隔胶筒辅助固井、碰压后解除打捞时的活塞效应,打捞力减小200kN以上,且作业时间可缩短约30%。研究结果表明,Φ139.7mm免钻塞固井完井技术减少了钻水泥塞等程序,避免了作业风险,可满足各类油藏及中深井、深井、大直径井眼筛管顶部注水泥完井技术需求。     

不钻塞分级注水泥器简化固井作业工序

使用常规的分级注水泥器进行固井作业,在候凝结束后,需下小钻具将分级注水泥器部位的关闭塞、关闭座及重力打开塞等部件钻除。这样就存在有以下不足：必须上趟小钻具,不仅增加了施工工序,延长了完井周期,又增加了作业费用;钻除作业完成后容易在分级注水泥器内形成不规则的台阶,钻除作业减小了通径,井下作业工具通过时容易发生碰挂,损坏封隔器胶筒等;钻塞过程中,由于环空水泥没有完全凝固胶结,钻塞的碰撞会影响环空水泥的胶结质量。不钻塞分级注水泥器可避免上述因素的产生,简化施工工序,并保证井眼内通径和固井质量。研制开发性能稳定、可靠性高的不钻塞分级注水泥器能解决常规分级注水泥器固井中产生的一些弊端,有效地降低作业成本,为后续作业施工提供良好条件,为分级注水泥技术提供工具支持,产生可观经济效益。     

自通径液压分级注水泥器

在 177 8mm、 139 7mm或 12 7mm油层套管使用普通分级注水泥器进行作业时 ,需换小钻具钻掉分级注水泥器内部结构 ,这不仅延长建井周期 ,而且影响固井质量。根据现场实际情况 ,研制了自通径液压分级注水泥器。室内及现场试验表明 ,这种注水泥器的试验数据与设计理论计算值基本吻合 ,清水密封试压 30MPa ,30min不渗不漏。在 3口井的试验中 ,最大下入深度 2 86 4 32m ,最大井斜 2 8° ,均电测顺利到底。每口井节约钻井成本 2 0万元以上     

水平井筛管完井快速钻塞工艺

目前水平井上部固井+下部筛管完井工艺及工具不完善,完井过程中所使用的常规盲板钻塞时间长,影响了整个作业周期.介绍了一种水平井筛管完井工艺,对快速钻塞工艺管柱、水泥充填树脂盲板、压胀裸眼封隔器、反循环酸洗与胀封管柱的工作原理、结构、技术参数进行了阐述,给出了现场施工工艺及应用效果.通过应用一种可快速钻除的盲板以及其他配套工具来实现水平井迅速完井,解决了常规完井钻塞缓慢、施工周期长的问题.该工艺的成功应用对缩短完井周期、节约作业成本有重要作用.     

小井眼免钻塞注水泥装置的研制与应用

需要钻塞的分级箍固井工艺是注水泥完成后，要将留井工具钻掉，钻除过程中存在落物、钻偏、钻漏套管等风险，直接影响后期的施工和油气井的寿命。免钻塞固井工艺是固井完成后把装置内部的构件全部提出井筒外即可，省去了钻塞过程，缩短了完井时间，减少了井下事故发生的概率。但是这种免钻塞装置的尺寸较大，仅适用于7in或5 1/2in井眼中，在目前以经济效益为导向的经济开发方式下，老油田的挖潜增效，常常为减少投资成本利用废旧老井，如侧钻井，这种井的井眼尺寸小，已有的免钻塞注水泥装置在小井眼的井筒中无法排布。为此，研制了一种小井眼免钻塞注水泥装置。     

弯外壳螺杆钻具窗口通过能力有限元分析

大弯角螺杆钻具组合能否通过开窗侧钻窗口是决定工程顺利作业的关键因素。基于此,开展了弯外壳螺杆钻具窗口通过能力有限元分析。根据SY-4试验井相关参数,考虑下部螺杆钻具刚度、马达弯角、斜向器角度、重力和扶正器等参数的影响,建立了螺杆钻具动态下入套管开窗段力学模型,利用有限元法进行模拟计算。计算结果表明:螺杆钻具强度、接触力和摩阻力均满足要求,结果与SY-4试验井非常接近。研究结果对侧钻水平井套管开窗后螺杆钻具下入通过能力分析具有理论指导作用。     

一种新型免钻塞分级注水泥接箍的研制与应用

分级固井常用于气井等需要长井段注水泥封固的生产套管固井。免钻塞分级注水泥接箍是一种近年来开始应用的新型工具,实现分级注水泥并在作业完成后分级箍胶塞座、胶塞等附件自动落井,实现固井后免钻塞。应用免钻分级箍技术能简化作业程序、缩短建井周期、降低钻井成本,具有取代传统分级箍的发展趋势。但目前免钻成功率还有待进一步提高,尤其是复杂井况下的应用。文章介绍了一种新型免钻塞分级注水泥接箍的研制与应用,相比于传统分级箍,该工具采取了创新结构设计,具有高免钻成功率、施工作业安全和密封可靠特点。系统测试和现场应用表明,其能适应复杂固井工况,是一种适应性良好、具有推广应用前景的新型免钻分级箍。     

大位移延伸井固井技术

以QK17- 2E区块为例,介绍了渤海湾 6口大位移延伸钻井 (ExtendedReachDrilling)后固井的成功作业,重点说明了大位移延伸段 (?311.15mm井眼)固井的关键技术套管漂浮技术,即用"盲板浮鞋 +漂浮接箍"实现套管漂浮;用双弓扶正器保证套管居中、减少下套管的摩阻;用滚轮扶正器降低界面摩擦系数;用CemSAIDS固井仿真软件进行摩阻预测。为提高顶替效率,保证固井质量,采用双速替钻井液技术,实现紊塞流上返;采用海水顶替液,实现套管的浮力漂浮。文中还阐述长裸眼井况下单级多封的固井技术,对陆上大位移固井具有一定的现实意义。     

北石厂SDM95全金属井下动力钻具在大港油田扣38-17井成功应用

<正>2015年3月5日,由北京石油机械厂(简称北石厂)自主研制的SDM95全金属井下动力钻具(简称SDM95钻具)在大港油田扣38-17井修井作业中首次应用即获得成功。该井套管二固作业使用北石厂的SDM95钻具钻水泥塞25 m,该钻具配牙轮钻头,泵车排量6 L/s,钻压10 kN,与常规螺杆钻具机械钻速相同。整个钻塞过程SDM95钻具输出性能稳定并强劲。     

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。     

埕北A22侧钻水平井四级完井技术

埕北A22井侧钻水平井采用四级完井技术实现了分支井眼与主井眼同时开采、扩大单口井的采油面积、提高采收率、降低开发成本的目的。该井首先在主井眼中下入易钻式膨胀管封隔器以及可回收式斜向器,对主井眼进行开窗作业,侧钻分支井眼,然后在分支井中下入筛管和尾管,利用特殊的内管胀封工具实现1趟钻具完成封隔器定位、胀封以及固井作业,确保分支井尾管与主井眼套管连接处的密封性。开发过程中可首先开采侧钻分支井眼,待新井眼的含水率与老井眼含水率接近时,再套铣、回收斜向器,连通老井眼,实现新老井眼合采,达到剩余油的高效开采。该井的成功完井为老油田的增产、稳产起到了保障作用。     

边台-H25分支井眼尾管一趟钻半程固井技术

为简化井身结构、避免反复更换泥浆体系,在边台-H25多层次分支井眼中采用了半程固井技术,通过环空承托工具的选择、防倒流工艺的选择和整体工艺措施的完善,开发了一套可靠性高、操作简单的一趟钻分支井眼半程固井工艺技术,并在现场试验获得成功。     

水平井大通径可捞式免钻塞筛管完井技术应用

近年来,水平井上部固井下部筛管完井技术在国内油田得到广泛应用。但是,在后期试油作业中存在问题,即,钻塞时间较长,并且钻塞过程对套管造成不同程度损伤,降低油井寿命甚至报废。为避免上述问题,开展了可捞式免钻塞完井技术研究,但仅限于177.8mm(7英寸)管柱,不能满足139.7mm(51/2英寸)管柱需求。介绍了适用于139.7(51/2英寸)管柱的水平井大通径可捞式免钻塞筛管完井技术,管柱包含注水泥器可捞式内滑套、承压盲板等,捞塞操作简便,管柱通径大。现场应用取得较好效果,具有应用前景。     

井下多次开关旁通阀为随钻堵漏添利器

钻井过程中时常有不同程度的井漏发生,严重的井漏失返会导致井底压力下降,引起井壁失稳、可能诱发井涌等故障复杂,影响正常钻井作业。当钻头上部安装有井下马达和仪器（如MWD）时,常规随钻堵漏作业可能存在堵塞钻具水眼、损坏井下仪器的风险,此情况下则需要进行两趟起下钻,重新配置井下钻具组合,下入光钻杆进行大颗粒材料专项堵漏作业,作业完成后起出光钻杆并再次下钻钻进。该过程耗费时间长,降低了作业效率,且在复杂情况下起钻后使得井筒液面下降,若处理不及时,容易造成更严重的故障损失。     

基于射流泵原理的修井液正反循环换向钻具

常规套磨铣修井工艺采用修井液正循环冲洗井底,套磨铣钻屑经钻具与套管之间环空上返,易造成卡钻事故。为此,基于射流泵原理研制了修井液正反循环换向钻具,通过试验优选了换向钻具的喷嘴和喉管直径,并对钻具进行了现场试验。该钻具能够与钻杆旋转和螺杆钻2种套磨铣修井工艺配套,达到正循环泵入修井液、反循环套磨铣的目的,非常适合在水平井和大斜度井施工;同时钻屑不会进入环空,避免了钻具遇卡事故的出现。现场试验结果表明,修井液正反循环换向钻具实现了修井液在井下转向,可顺利打捞出井下落物。该钻具的研制成功为修井作业提供了一种高效的技术手段。     

川西马井构造钻井问题及对策探讨

根据５口完钻井资料统计，分析了川西马井构造上钻井过程中井漏、卡钻、下套管作业困难、地层出淡水等复杂情况产生的原因，讨论了解决井漏及井塌问题的对策措施，并从井身结构设计、钻具组合、钻井液性能控制、固井设计、地层承压试验等８个方面提出建议。     

新型XPJQ系列下套管漂浮减阻器的研制与试验

为有效减小大位移井、长水平段水平井的套管下入阻力,保证套管的安全下入,研制开发了新型XPJQ系列下套管漂浮减阻器。基本的技术思路是,依据套管在下入过程中的受力大小、状态及影响因素,利用漂浮接箍或漂浮减阻器实现对水平段套管内部全掏空,以有效降低套管正压力、减小套管下入摩擦阻力。根据漂浮下套管技术及固井技术的要求,研制开发的新型下套管漂浮减阻器由1个主部件（漂浮减阻器）和4个辅助部件（可钻式防落物浮箍、高承压漂浮旋流鞋、剪销式套管清理器、防转碰压塞）组成。下套管漂浮减阻器地面试验表明,各功能都运行平稳,各项技术参数均达到设计要求。在胜利油田胜2-平17井的现场试验也表明,各部件工作正常,可实现漂浮功能。研究认为,新型XPJQ系列下套管漂浮减阻器性能可靠,可在大位移井、长水平段水平井推广应用。      

轮古40C井套管开窗侧钻小井眼定向钻井技术

在老井改造措施中,采用套管开窗侧钻比较普遍,而在侧钻过程中经常会遇到不同的地层压力系数,必须增加一层套管,这样就得用更小尺寸的钻头钻进,施工难度也随之加大。轮古40C井所遇到的正是此种情况。为了预防窗口小影响下步施工,在塔里木油田深井中,套管开窗侧钻一般采用锻铣套管开窗,为减少施工工序,该井使用了斜向器开窗,并在?152.4 mm井眼顺利下入了?127 mm尾管并固井,然后用?104.8 mm钻头钻达设计井深。通过该井的成功探索,说明使用一次性斜向器开窗侧钻是可行的;钻?104.8 mm小井眼时,防止发生钻具事故是关键,如果钻具脱落,首选公锥进行打捞。