渤海油田裸眼水平井套铣打捞封隔器关键技术及其应用

针对渤海油田裸眼水平井斜度大、水平段长、摩阻大、不易起下钻和传递钻压及扭矩、井壁稳定性差等修井作业难题,通过裸眼水平井钻具优化技术、套铣打捞技术、修井液体系优化技术、冲砂技术等一系列关键技术的制定与实施,成功实现了渤海油田裸眼水平井打捞作业零的突破,取得了良好的经济效益,为后续裸眼水平井修井作业提供了借鉴。     

水平井裸眼段防砂管柱水力内切割技术探讨

打捞水平井裸眼段内砂卡的防砂筛管是十分复杂的作业,打捞钻具摩阻大,扭矩传递困难,需要改进和优化切割、套铣、倒扣等常规打捞技术,其中水力内切割防砂筛管是实现分段打捞的关键工艺。在分析常规水力内切割缺点的基础上,优化为水力与机械联合双控内切割工艺,并对刀片优选设计给出了理论计算公式,极大提高了水平井防砂筛管水力内切割作业一次成功率,具有现场指导意义。     

高效震击解卡工艺研究

目前常用的震击钻具组合面对线卡、面卡等复杂卡管柱现象时,由于震击力不足,常常导致解卡失败。为此,对震击钻具组合及其施工参数进行优化设计。优化后的钻具组合为:钻杆+加速器+钻铤+震击器+安全接头+打捞工具,其中的加速器有很好的储能效果,配合加速器使用比不用加速器能使震击效果提高近1倍,同时还有一定的减震效果。在卫77-9井的现场应用中,经过连续震击2.5 h便顺利打捞出机械内割刀,随后又下井3次,连续震击解卡9 h,并配合套铣,共震击360余次,打捞进尺24 m,顺利打捞出已切割断的部分套铣筒、油管反循环阀、喷砂器及封隔器等全部井下落物。     

深井裸眼封隔器分段酸压管柱打捞实践

安岳气田灯影组气藏广泛采用大斜度井/水平井裸眼封隔器分段酸压工艺试油完井,悬挂封隔器及下部管柱被“永久性”留在井下。如果利用原裸眼侧钻,则需要打捞分段酸压管柱至套管鞋以下30 m左右。MX126井和GS121井前期打捞作业历时均超过50 d,打捞效率非常低,主要原因为：悬挂封隔器双向锚定,裸眼封隔器和连接油管埋卡严重且位于大斜度井段,压井后长时间静止埋卡越来越严重;钻井液压井后切割油管受阻,没有完成落鱼切割分段;套磨铣导致封隔器解体,倒扣时落鱼出现多处退扣,倒扣打捞效率低。针对上述问题,优化了打捞技术措施：钻井液压井前,采用泵送径向切割工艺在清水中切割油管,确保切割成功率;采用带压拔出插管循环压井,缩短钻井液浸泡时间,降低次生卡钻风险;优选磨铣工具和打捞工具,优化磨铣工艺和震击解卡打捞工艺,维持落鱼完整性、力求捞出整段被切割落鱼。该技术成功应用于MX146井和GS127井后期的打捞作业,分别用时12 d和5 d。该技术可以显著提高裸眼封隔器分段酸压管柱的打捞效率,具有推广应用价值。     

海上大直径防砂筛管打捞方案探索与实践

大直径管柱防砂方式表皮系数低,利于提高油气产能,同时成本相对低,且作业方式简单,越来越多的应用于渤海油田,但打捞过程存在一系列难题,防砂管柱与水平段井眼的间隙较小,套铣摩阻扭矩较大,且套铣出来的钻屑在较小的环空内很难上返,进一步增加了套铣、冲砂的难度。针对此类井,提出了切割打捞配合磨铣的方法。实践结果表明,切割打捞配合磨铣的方法可有效提高打捞效率,实现工期费用可控,提出的防砂管柱打捞方案设计流程具有一定推广价值。     

洼60-H26水平井套铣打捞技术

洼60-H26井是一口中曲率水平井,设计井深1 922 m,由于地面条件的限制,设计采用三维井眼轨道。该井水平段在钻至井深1 801 m时,发生卡钻事故。在卡钻事故处理过程中,采用测卡、爆炸松扣技术取出上部钻具后,应用了不同规格的套铣管对被卡钻具进行套铣,采用间歇式套铣方式实现了大斜度井段(45°-90°)的安全套铣,采用短套铣管完成了时水平井段内φ215．0 mm稳定器的套铣,采用φ228．6 mm套铣管成功套铣水平井段被卡LWD仪器,最后通过震击器震击成功解卡。详细介绍了洼60-H26水平井卡钻事故的处理过程,分析了在水平段处理卡钻事故的难点。该井处理卡钻事故的经验,对以后水平井施工中处理井下事故、打捞贵重仪器具有借鉴价值。     

高含硫气井P2井射孔枪解卡打捞技术

射孔测试联作时,因环空固相沉积和泥浆稠化易导致射孔枪卡钻.P2井为高含硫气井,射孔枪埋卡20年余年,之上有公锥和断裂的震击器,且177.8 mm套管及油层套管变形缩径,增加了套铣打捞难度.经对该井打捞难点和风险进行评估,设计了套铣打捞工具,优化套铣打捞工艺,制定了防硫和井控技术措施.采用反扣钻具套铣倒扣打捞射孔枪技术方...     

深斜井永久式封隔器两种套铣方式风险分析与优化措施

在深斜井大修作业中,为了适应海上修井机作业能力的需要,需要处理井下永久式封隔器。采用磨铣方式处理难度大、周期长、费用高,因此通常采取套铣方式,仅将可钻式永久性封隔器卡瓦及密封套铣掉,再打捞回收或下推至人工井底,直至不妨碍下一步作业。从作业井实际情况出发,针对深斜井永久式封隔器,采用了两种不同动力驱动方式进行套铣处理:一种是地面转盘驱动,井下全部钻具都处于旋转状态,全程摩阻及扭矩大,可以施加较大钻压;另一种为井下马达驱动,即只有马达以下钻具旋转,而马达以上钻具不转,从而降低摩阻,但施加钻压较小,否则容易引起马达失速,所以对马达性能要求较高。通过套铣风险对比分析,分别对两种套铣钻具与参数进行了优化,提出了套铣成功与否的判断依据,为现场应用提供了借鉴。     

龙岗001-3深井长井段水泥卡钻事故处理

龙岗001-3井完钻井深6643.89 m,在尾管固井过程中发生水泥凝固卡钻事故,落鱼长1847.60 m。经研究分析认为,只有通过长井段套铣作业才能够打捞落鱼,顺利完钻。为保证铣筒和?177.8 mm套管的安全,对铣圈进行改进,达到了既能套铁又能套水泥且不损伤?177.8 mm套管的要求;通过控制转盘扭矩降低了套铣弯曲落鱼对铣圈的损害;找出了套铣后对外形不规则落鱼的打捞方法,确保了水泥封固井段3896.79~4733.40 m钻具的套铣打捞作业顺利实施,对铣筒和套管没有造成损害,为同类井的施工提供了借鉴     

涩北气田水平井卡钻处理技术

水平井由于其钻井工艺复杂,极易发生压差卡钻。一旦卡钻,处理起来非常困难,如何处理,值得探
究。通过对钻具的受力进行定性分析,结果表明,斜井段被卡钻具可以通过提放活动钻具,利用拉力在垂直方向的
分力,剥离被卡钻具,使之解卡。水平井段钻具受到压差和重力的合力作用,产生的黏附力最大,由于上部井段摩
阻的存在,上提、下压力作用在被卡钻具时已大打折扣,只有通过泡油、泡解卡剂、倒扣、套铣等措施,才可能解卡。
在总结３口水平井卡钻事故处理的基础上,形成了涩北气田水平井卡钻处理模式：首先考虑采用降压解卡,如不解
卡,对于仪器不可打捞的井,水平段Ａ点以上钻具通过倒扣的方法,将钻具打捞上来,水平段钻具通过套铣、倒扣的
方法处理,对于螺杆和仪器,套铣完震击解卡;对于仪器可打捞井,先打捞出仪器,然后进行倒扣处理至Ａ点附近,
然后视水平段长度决定套铣还是侧钻,主要取决于费用问题。     

液压机械一体式震击解卡技术在水平井中的应用

震击解卡是解除井下管柱卡阻的常用手段,但应用于水平井时,因其井筒摩阻大,震击器上部钻杆柱储存的弹性形变能释放时被摩阻消耗,震击效果差,为此,进行了水平井液压机械一体式震击解卡技术研究。技术方案为:通过设计双级弹簧缸结构来增加弹簧加速器的弹力,多组弹簧加速器串联来增加工作行程,配合液压增力器形成了水平井液压机械一体式震击解卡管柱,能够克服弯曲井眼摩阻的影响,提高震击效果。室内试验表明水平井液压机械一体式震击解卡管柱的震击性能参数符合设计要求,并根据试验数据制定了现场施工技术参数。现场应用表明:液压机械一体式震击解卡技术解卡效果显著,并且大钩载荷能减少80%,降低了对修井设备的要求,提高了该技术的适用性。     

长宁超长水平井钻井摩阻数值模拟分析

CN-H21-5井是四川长宁页岩气区块一口超长水平段水平井,存在高摩阻、高扭矩和钻柱屈曲变形等一系列页岩气水平井典型技术难题急需解决。为了控制钻柱屈曲变形和接触摩阻扭矩,基于Hamilton原理建立全井钻柱动力学模型并采用 ＨＨＴ-α法对模型求解,分析了造斜段造斜率和水平段钻具组合对摩阻扭矩的影响规律。通过数值模拟表明：增加造斜段的造斜率能够降低造斜段的接触摩阻总值,同时也能降低全井段的接触摩阻;小尺寸钻杆传递较大轴向力时会发生严重屈曲变形,导致接触摩阻不降反增;在水平段采用“大 ＋小”的钻具组合,既能减小钻柱发生严重屈曲变形的概率,也能降低水平段接触摩阻。结论认为,减少造斜段长度并提高水平段前半段钻柱尺寸能够有效降低全井的接触摩阻,该结论能为长宁页岩气超长水平井的降摩减阻提供理论支撑。     

水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺

为解决出砂油藏水平井管外均衡改造的难题,研制了裸眼管外分段挤压充填防砂完井工艺。其原理是通过管外隔离封隔器和可重复开关充填滑套将水平段进行分段封隔,利用防砂服务管柱实现分段挤压充填防砂。与水平井底部砾石挤压充填防砂相比,新工艺可根据水平段物性差异分段优化防砂施工参数,水平段改造更均衡。生产实践表明,采用裸眼分段挤压充填防砂完井的井,防砂后产量高,防砂效果好,为水平井防砂完井工艺提供了新的技术思路。     

浅层水平井管柱摩阻与力学分析

针对浅层水平井的"浅"、直井段短、水平段长的特点和直井段的钻具重量不足以推动钻具前进与井眼延伸,管柱的受力及安全问题突出的难点,通过软件对楼平2井的管柱摩阻与力学进行分析,成功克服浅层水平井钻柱在造斜率高达(58°～65°)/100m中的大摩阻,合理优化井口大尺寸钻具倒装加压技术,保证了浅层水平井最大限度地实现地质设计目标,降低了井下管柱的复杂情况发生,使楼平2井的实钻位垂比达到2.51,对其它类似水平井的施工有着重要的指导意义。     

吉木萨尔页岩油水平井JHW00421井钻完井关键技术

JHW00421井是吉木萨尔油田第1口超长水平段页岩油水平井,设计水平段长度3 027 m,面临钻进摩阻及扭矩大、井壁易失稳、井眼轨迹控制难度大、井眼清洁难度大、油层套管下入困难等诸多钻井难题。为攻克以上技术难题,开展了以下技术研究和现场实践:优化井身结构并将?244.5 mm技术套管下至A靶点以实现水平段专打;采用旋转导向工具对水平段轨迹进行精准控制并减小井眼曲折度;采用油水比85∶15的油基钻井液,降低长水平段井壁失稳风险、钻井管柱与井壁摩阻系数;基于水平井井筒清洁“传输带”理论,制定详细的井筒清洁技术方案以确保井筒“干净”;优选套管柱摩阻计算模型并合理选取摩阻系数,准确预测套管柱下入能力并优选下套管方案;采用多扶正器通井钻具组合、优化套管扶正器类型及安放位置以降低下套管阻力;采用油基冲洗型隔离液并优选注水泥参数来提高水平段固井质量。该井完钻井深5 830 m,实际完成水平段长度达3 100 m,水平段固井质量测井解释为优质,对今后同类超长水平段水平井设计和施工有借鉴和指导作用。     

大庆油田致密油平台三维水平井钻柱摩阻分析

平台水平井是大庆油田致密油开发的主要形式,平台布井的方式导致部分水平井轨道出现三维井段。钻井施工中三维水平井较二维水平井钻柱摩阻更大,限制着水平井的延伸极限。在软杆理论模型的基础上,通过分析三维井段钻柱与井壁的接触形式,给出钻柱挫动的计算模型,采用Landmark软件模拟与实际施工情况相结合的方法进行了验证。模拟结果表明,三维井段钻柱与井壁的接触面积大于二维井段,扭方位时的井斜角大小与钻柱摩阻正相关,三维水平井整体摩阻系数达到0.4以上。钻井设计和施工过程中应根据三维井段钻柱摩阻规律,优化设计水平井轨道和井身结构、合理分配钻具组合中加重钻杆位置、提高钻井液润滑性、采用降摩减阻工具等方式降低钻柱摩阻,提高平台水平井的延伸长度,以保证致密油平台的高效开发。     

渤海油田水平井防砂管柱打捞方案优化

水平井防砂管柱打捞效率的高低直接影响作业成本,开展防砂管柱打捞精细化设计有助于提高效率。该文基于对渤海油田水平井防砂管柱打捞效率低的分析,针对待打捞防砂管柱较长、环空间隙较大的井,形成了分段切割、套铣、打捞的方法;针对待打捞防砂管柱较短、环空间隙较小的井,形成了切割打捞配合磨铣的方法。实践结果表明,防砂管柱打捞方案精细化设计可有效提高打捞效率,实现工期费用可控,降低作业成本,该文提出的防砂管柱精细化打捞方案设计方法具有一定推广价值。     

川西长裸眼水平井下尾管循环解阻关键技术

为解决川西长裸眼水平井中尾管下入遇阻和不易下到设计位置的问题,从提高尾管固井工具可靠性和尾管固井管串组合通过性等方面入手,优化了尾管固井管串组合,并选用压力平衡式尾管悬挂器、整体式弹性扶正器和弹浮式浮箍等关键工具,制定了降低尾管下入遇阻概率和提高解阻成功率的技术措施,形成了适用于长裸眼水平井的下尾管中途大排量循环解阻技术。压力平衡式尾管悬挂器能消除循环憋堵或异常高压导致尾管悬挂器提前坐挂的风险;整体式弹性扶正器最小复位力约为常规单弓弹性扶正器的2倍,可提高套管居中度;弹浮式浮箍能解决常规弹簧式浮箍大排量长时间循环弹簧疲劳失效和回压阀冲蚀密封失效的问题。长裸眼水平井下尾管中途大排量循环解阻用技术在川西50口中浅层水平井进行了应用,解决了尾管下入遇阻和下不到设计位置的问题,尾管到位率达到了98%。研究结果表明,长裸眼水平井下尾管中途循环解阻技术可以解决川西长裸眼水平井尾管下入存在的问题。      

水平井解卡打捞工艺技术研究

针对冀东油田水平井的特点,分析了水平井打捞管柱受力情况和打捞工具的选择原则,研究了水平井专用配套解卡打捞工具,并对捞矛、井下液压增力器、检测工具和磨套铣工具进行了改进,实现了水平段打捞工具正常工作(打捞、可退)和解卡力的有效传递。总结出水平井打捞必须遵循的原则,通过实践与探索,较好地解决了冀东油田水平井解卡打捞技术难题,现场应用取得了显著效果。